반도체는 다양한 재료의 정밀한 조합으로 제작되는 고부가가치 산업 제품으로, 그 생산에는 실리콘 웨이퍼, 특수가스, 고순도 화학약품, 금속 소재, 포토레지스트 등 수십 종의 원재료가 사용됩니다. 이 원재료들은 대부분 각국의 특화된 제조업체에 의해 공급되며, 기술적 난이도와 자원 채굴의 한계로 인해 특정 국가에 집중되어 있는 경우가 많습니다. 특히 반도체 산업은 글로벌 밸류체인에 깊이 연결되어 있어, 주요 원재료의 수입처에 따라 공급 안정성이나 가격 변동성이 크게 좌우되기도 합니다. 따라서 반도체 산업의 경쟁력을 높이기 위해서는 원재료 공급국에 대한 정확한 이해가 필요하며, 공급 다변화, 국산화 추진, 재고 확보 등도 전략적으로 관리되어야 합니다. 이 글에서는 반도체 핵심 원재료별 주요 수입국을 비교하고, 각국의 공급 특성과 의존도, 지정학적 리스크를 포함한 시장 영향을 분석합니다.
실리콘 웨이퍼 및 고순도 폴리실리콘 공급국
반도체의 핵심 기판인 실리콘 웨이퍼는 고순도의 폴리실리콘을 원료로 하여 제조되며, 이 분야의 글로벌 공급은 소수 국가에 집중되어 있습니다. 폴리실리콘은 일반적으로 태양광 산업과 반도체 산업에서 모두 사용되지만, 반도체용은 순도 99.999999999% 이상이 요구되는 만큼 제조 공정의 난이도가 매우 높습니다. 현재 반도체용 고순도 폴리실리콘은 주로 독일(Wacker), 미국(Hemlock), 일본(신에츠화학, Tokuyama) 등의 기업이 시장을 주도하고 있으며, 한국의 OCI도 이 분야에서 일정 비중을 차지하고 있습니다. 중국 역시 태양광용 폴리실리콘의 대형 생산국이지만, 반도체용 폴리실리콘은 아직 기술력 부족으로 제한적입니다. 한편, 실리콘 웨이퍼 완제품은 일본이 약 50% 가까운 점유율로 세계 시장을 주도하고 있으며, 대표 기업으로는 신에츠화학(Shin-Etsu Chemical), 섬코(SUMCO)가 있습니다. 이 외에도 대만의 글로벌웨이퍼스(GlobalWafers), 독일의 실트로닉(Siltronic), 한국의 SK실트론 등이 주요 공급업체로 활동하고 있습니다. 일본의 기술력과 생산 안정성은 반도체 웨이퍼 공급에서 높은 신뢰를 받고 있으며, 한국과 대만은 이들 국가로부터 상당한 물량을 수입하고 있는 상황입니다. 그러나 2019년 일본의 반도체 소재 수출 규제를 계기로, 한국 정부와 기업들은 웨이퍼 및 폴리실리콘의 국산화와 공급망 다변화를 적극 추진하고 있습니다.
특수가스, 포토레지스트, 식각·세정용 화학약품 수입국
반도체 제조에 사용되는 특수가스 및 고순도 화학물질은 매우 다양한 종류가 있으며, 주요 공정인 증착, 식각, 세정, 리소그래피 등에 필수적으로 사용됩니다. 이 중 가장 대표적인 특수가스는 플루오린계 가스(SF₆, CF₄, NF₃ 등), 염소계 가스, 아르곤, 암모니아, 실란(SiH₄), 질소 등이 있으며, 대부분 고압 및 독성 특성을 지녀 철저한 안전 관리가 요구됩니다. 주요 수입국으로는 일본, 미국, 독일, 대만이 있으며, 일본은 이 중에서도 고순도 불화수소(HF) 및 포토레지스트 분야에서 독보적인 기술력을 보유하고 있습니다. 실제로 2019년 일본 정부는 한국에 대한 불화수소, 포토레지스트, 플루오린 폴리이미드 3종의 수출을 제한하며 양국 간 첨단소재 갈등이 촉발되었고, 이를 계기로 한국 반도체 업계는 국산화와 수입 다변화를 강력하게 추진하게 되었습니다. 화학약품 중에서는 과산화수소, 황산, 암모니아수, 인산, 염산, TMAH(현상액) 등 다양한 산·알칼리계 화합물이 사용되며, 고순도로 정제된 제품이 필요합니다. 이들 제품은 주로 일본, 독일, 미국, 중국에서 수입되며, 특히 일본 기업인 스텔라케미파, 모리타화학은 고순도 불화수소 생산에서 세계 시장을 선도하고 있습니다. 미국의 듀폰(DuPont), 독일의 머크(Merck) 역시 고기능성 화학물 공급에서 중요한 역할을 하며, 이들은 글로벌 반도체 제조사와 장기 공급계약을 체결하여 안정적인 공급망을 운영하고 있습니다. 최근에는 한국의 솔브레인, ENF테크놀로지, 이엔에프, 후성 등의 기업이 국산화에 성공하며 일본 의존도를 다소 줄였으나, 여전히 고난이도 제품에서는 일본과 미국의 수입 비중이 높습니다. 또한 포토레지스트는 일본 JSR, TOK, 다이닛폰프린팅(DNP) 등이 세계 시장의 약 80% 이상을 차지하고 있어, 해당 품목의 수입 대체는 가장 어려운 과제 중 하나입니다.
금속 재료 및 희귀소재 공급국과 전략적 리스크
반도체 공정에서는 다양한 금속과 희귀 원소가 전극, 배선, 도전층, 버퍼층 등에 사용됩니다. 가장 대표적인 금속은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo) 등이며, 이들은 대부분 고순도 증착재료 혹은 CMP(화학적 기계 연마)용으로 가공되어 반도체용으로 공급됩니다. 이러한 금속 원료는 전 세계 자원 분포가 불균형하여 특정 국가에 의존도가 높으며, 특히 중국, 러시아, 남아프리카공화국, 콩고민주공화국 등 정치·지정학적 리스크가 존재하는 지역에 집중되어 있습니다. 예를 들어 희토류는 중국이 전 세계 생산의 약 60% 이상을 차지하고 있으며, 반도체뿐 아니라 전기차, 2차전지, 통신장비 등에도 필수적으로 사용됩니다. 코발트의 경우 아프리카 콩고에서 약 70% 이상이 생산되며, 공급망 불안정과 인권 이슈가 항상 존재하는 품목입니다. 또한 금속 재료의 가공과 정제는 고난이도 기술을 필요로 하며, 미국의 애플라이드 머티어리얼즈, 독일의 바스프, 일본의 JX금속 등이 고순도 금속 타겟 제조에서 강점을 가지고 있습니다. 특히 반도체용 금속은 99.9999% 이상의 순도가 요구되기 때문에, 일반적인 산업용 금속과는 달리 특별한 정제 공정과 환경 관리 시스템이 필요합니다. 한국은 많은 금속 소재를 수입에 의존하고 있으며, 특히 핵심 장비나 증착용 타겟의 경우 일본과 독일의 제품 의존도가 높습니다. 이에 따라 한국 정부는 희귀금속 비축 전략, 수입국 다변화, 폐자원 재활용 기술 개발 등을 병행하며 공급망 안정화에 나서고 있으며, 장기적으로는 자원 개발 및 해외 투자 등을 통해 공급 리스크를 줄이려는 노력을 강화하고 있습니다. 반도체 원재료는 단순한 자원이 아니라 고기능성 화합물의 복합체이기 때문에, 해당 소재의 수입국과 기술력은 반도체 경쟁력의 중요한 척도가 됩니다.