원자재
갤륨 투자: 미중 무역 전쟁의 핵심 금속
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갤륨, 고효과 희토류
Technological metals are often called as such due to their outstanding physical properties. This is, for example, the case with the extreme resistance of metals such as 티타늄 or 텅스텐 (관련 투자 보고서는 링크를 따라가세요).
다른 금속들은 전기화학적 특성 때문에 독특합니다. 이는 전자 제품 생산에 필수적인 희귀 금속인 갤륨의 경우와 같습니다.
갤륨은 LED 생산뿐만 아니라 다양한 특수 반도체 부품 제조에 필수적이며, 이는 기술 산업뿐 아니라 항공우주, 방위 및 전략적 이익에도 중요한 공급망을 형성합니다.
갤륨은 미중 무역 전쟁의 중심에 있는 금속으로, 서방 생산자를 교란시킬 수 있는 제재가 확대되고 있습니다. 가격이 10년 넘게 보지 못한 수준까지 상승하면서 투자자들이 주목할 가치가 있는 잠재적인 중요한 원소가 되었습니다.
갤륨 설명
갤륨은 지각에 1백만 분의 19만큼만 존재하는 희귀 금속이며, 일반적으로 은백색 금속입니다.
자연에서는 거의 순수 형태로 존재하지 않으며, 다른 금속 광석 속에 미량으로 포함됩니다. 따라서 갤륨 생산은 주로 알루미늄을 정제하는 과정에서 부수적으로 이루어지며, 황화 아연 광석이나 과거에는 특수 석탄에서도 생산되었습니다.
갤륨은 녹는점이 29.8 °C(85.6 °F)로 매우 낮아 손에 잡히면 녹는 놀라운 금속입니다.
출처: Nanographi
끓는점은 2,400 °C로 매우 높아 대부분의 조건에서 액체 상태를 유지합니다. 일반적으로는 독성이 없지만 일부 희귀 화학 형태는 예외입니다.
희소성 및 부수적 생산 방식 때문에 전 세계 연간 갤륨 생산량은 매우 적으며, 1970년대 몇 톤 수준에서 2024년에는 450톤으로 증가했습니다.
갤륨 시장
갤륨 시장은 매우 작으며, 2023년 기준 2,500만 달러 규모이며, 2030년까지 연평균 7% 성장할 것으로 예상됩니다.
시장 규모의 대부분은 집적 회로(IC)용이며, 나머지는 주로 광전자(LED, 레이저 등) 분야에 사용됩니다.
중국의 수출 제한 이후 갤륨은 현재 13년 만에 최고치를 기록하고 있습니다 (아래에서 자세히 다룹니다).
출처: Mining.com
갤륨 적용 분야
전자 제조
갤륨의 주요이자 가장 중요한 적용 분야는 반도체이며, 다양한 화학 형태가 존재합니다.
갈륨 비소(GaAs)는 전자 회로에 사용됩니다: 마이크로파, 고속 스위칭 회로, 그리고 적외선. 또한 저에너지 적색 LED에 사용되며, 갈륨 인(GaP)은 녹색 LED에 사용됩니다.
갈륨 질화물(GaN)은 “기적의 구성 요소”로, 노벨상 수상 기술이며 현재 널리 사용되는 백색 LED 생산에 필수적이고, 실내 농업, 물 정화(UV-LED), 블루레이 데이터 저장, 외과용 청색 레이저 등에 중요합니다.
갤륨은 반도체에 ‘도핑’하여 물질의 에너지 레벨을 향상시킵니다. 이 방법은 갈륨 외에도 붕소나 안티모니와 같은 희귀 원소와 함께 사용됩니다.
출처: Wikipedia by VectorVoyager
갈륨 안티모나이드(GaSb)는 안티모니와 혼합되어 적외선 검출기, LED 및 레이저, 그리고 열광전 시스템(열 배터리에서 점점 사용됨)에 사용됩니다.
(안티모니 투자에 대해 더 읽으려면 “중국의 안티모니 수출 제한이 이 비금속의 전략적 중요성을 강조한다”를 참고하세요)
갈륨 질화물은 많은 반도체 적용 분야에서 중요하지만, 특히 LED와 레이저 관련 분야에서 전략적으로 매우 중요합니다. 여기에는 자율주행 차량용 라이다(LIDAR)와 로봇공학이 포함됩니다.
갤륨은 유연 전자 분야에서도 중요해질 수 있는데, 낮은 독성, 저온에서 액체 상태 유지 및 증발이 없기 때문에 이 적용에 적합합니다.
재생 에너지
갈륨 비소와 질화물은 p-도핑제로서 광전지 터널, 태양광 마이크로인버터, 옵티마이저, 에너지 저장 시스템 및 갈륨을 인듐, 구리, 셀레늄(CIGS)과 결합한 박막 태양전지에 사용됩니다.
의료
앞서 언급했듯이, 갤륨은 외과용 청색 레이저에 중요합니다.
갤륨은 의료 영상 및 암 치료(핵의학)에서 가끔 사용되며, 특히 갈륨-67 및 갈륨-68 동위원소가 주목받습니다.
갤륨 기반 액체 금속 나노입자는 항균 활성을 보이며 항생제 내성 박테리아와의 전쟁에 도움이 될 수 있습니다.
우주항공
갈륨 질화물은 실리콘과 달리 방사선에 내성이 있어 고방사선 환경인 우주에서 전자 장치 제작에 적합합니다. 따라서 위성 제조에 필수적인 다양한 핵심 부품에 사용됩니다:
- 이온 추진기, 위성 태양 전지판의 전력을 변환
- 소형 CubeSat에 사용되는 반작용 휠을 구동하는 고정밀 BLDC 모터
- 우주 임무에 사용되는 로봇 및 자동화 계측기
- 거리 측정을 위한 라이다
중국의 갤륨 공급 통제
새로운 제재
2023년, 중국은 갤륨 및 기타 희귀 금속 수출을 제한하기 시작했습니다. 이는 이미 가격을 상승시켰으며, 중국에 생산 시설을 둔 반도체 제조업체들 사이에 공황을 일으켰습니다.
중국은 전 세계 갤륨 생산의 98.8%를 차지하고 있어, 이는 반도체 제조업체들이 필수 원소를 공급받지 못하게 할 것입니다.
새로운 수출 제한 규정은 더욱 엄격한 제한을 만들고 있습니다. 특히 외국 기업 및 국가가 미국 제조업체가 통제를 회피하도록 돕는 것을 금지할 수 있습니다. 예를 들어, 중국산 갤륨을 재처리하여 미국에 재판매하는 것은 엄격히 금지되며, 이를 위반하면 해당 당사자는 중국산 갤륨 선적 자체를 잃게 됩니다.
이는 반도체 및 탄약 생산에 사용되는 안티모니에 대한 유사한 조치에 이어진 것으로, 해당 원소 가격 급등을 초래했습니다.
출처: Mining.com
광범위한 반도체 전쟁의 일부
미중 무역 전쟁에서 이 조치는 미국이 첨단 칩 및 칩 제조 장비 수출을 제한하는 일련의 제재를 통해 중국 반도체 산업을 약화시키려는 시도에 대한 보복입니다. 최초는 고급 EUV, 그 다음은 DUV 기계가 대상이었습니다.
동시에 미국은 인텔을 정상 궤도로 복귀시키려는 시도와 TSMC가 애리조나에 공장을 이전하도록 하는 등 국내 생산을 확대하려 하고 있습니다.
현재 중국은 자체적으로 미국 반도체 제조를 약화시키려는 시도로 적극적으로 반격하고 있습니다.
중국은 갤륨과 게르마늄에 대한 금지 조치를 ‘군사 및 민간 양용도’ 때문이라고 밝혔습니다. 이는 우크라이나 전쟁과 관련해 미국이 중국 기업에 제재를 가한 정당화와 동일한 논리입니다.
중국의 조치는 부분적으로 효과가 있을 것으로 보이며, 갤륨 시장은 매우 작아 감시가 용이합니다. 현재 존재하는 대체 공급자는 러시아와 우크라이나가 차지하고 있어 큰 도움이 되지 않을 것입니다.
중국이 어떻게 이렇게 지배하게 되었는가
갤륨은 독립적으로 존재하지 않기 때문에, 중국의 산업적 우위는 방대한 알루미늄 산업의 부수적 산물입니다.
하지만 이것만으로는 전부를 설명하지 못합니다. 중국은 전 세계 알루미늄의 ‘오직’ 59%만 생산합니다.
차이점은 중국이 알루미늄 생산자들에게 갤륨을 회수하도록 법으로 의무화했으며, 이는 알루미늄 정제소에서 우선 순위가 아니었던 작업입니다.
이로 인해 10년 이상 시장에 갤륨 과잉이 발생했고, 중국은 재고를 축적하며 국내 가격을 낮추고 경쟁자를 시장에서 퇴출시켰습니다.
비싼 실수
돌이켜보면 서방 정부는 텅스텐, 안티모니, 희토류와 같은 핵심 소재의 취약성을 무시함으로써 명백한 실수를 저질렀습니다. 이는 업계와 군 관계자들이 수년간 경고해 온 피할 수 있었던 실수였습니다.
냉전 시절 구축된 전략적 광물 비축량을 포기한 것은 문제를 악화시켰습니다.
미국 지질조사국(USGS) 보고서에 따르면 중국의 갤륨 금지는 미국에 최대 31억 달러, 게르마늄 금지는 최대 4억 달러의 비용을 초래할 수 있다고 합니다.
물론 실제 비용은 훨씬 더 클 수 있으며, 이는 전략적 및 산업적 취약성을 초래해 미국이 중국이나 러시아와 같은 적에 대한 군사 작전을 수행하거나 외교적 옵션을 제한할 가능성을 높입니다.
같은 보고서는 갤륨 가격이 전체 금지 시 150% 이상 상승하고, 게르마늄 가격은 26% 상승할 수 있다고 예측합니다.
갤륨 공급 해결
갤륨은 기존 산업 메탈러지 공정에서 추출해야 하므로, 중국 알루미늄 제련소에 대한 현실적인 대안은 비중국 알루미늄 생산자입니다.
Rio Tinto Group (RIO ) 캐나다 알루미늄 사업에서 갤륨 생산을 고려하고 있다고 밝혔습니다.
Metlen Energy & Metals SA (MYTIL.AT)는 그리스에서 유사한 프로젝트를 탐색하고 있으며, Metlen은 EU 최대의 보크사이트 생산업체(알루미늄 추출 원료)입니다.
미국에서는 Trafigura 소유의 Nyrstar가 테네시 주 아연 제련소에서 1억 5천만 달러 규모의 게르마늄 및 갤륨 회수·처리 시설을 탐색하고 있습니다.
하지만 서방 알루미늄 기업들은 정부 및/또는 반도체 기업으로부터 장기적인 약속을 받지 못하면, 제련 공정에 갤륨 추출 단계를 추가하는 비용이 많이 드는 작업을 진행하기 어렵다고 보고 있습니다.
미국 국방부가 갤륨 및 게르마늄 추출 지원을 위해 배정한 2,900만 달러가 충분할지는 불투명합니다.
이러한 안전망이 없으면 기업들은 위험을 감수하지 않을 것이며, 중국 공급이 갑자기 시장에 재진입할 경우 가격 급락 위험에 노출될 수 있습니다. 제재 이전의 갤륨 생산량은 일반적으로 총 수요보다 높았습니다.
갤륨 기업
DOWA (5714.T)
대부분이 중국에 의해 지배되고 있지만, 완전히 독립적인 갤륨 생산업체도 존재합니다. 그 중 하나가 일본의 DOWA Metals and Mining Company이며, 더 큰 DOWA Holdings의 일부분입니다.
출처: DOWA
갤륨 생산은 멕시코에서 수입한 아연을 제련하는 과정에서 이루어지며, 일본에서 수행됩니다.
DOWA는 주로 재활용 기업으로, 아연 원자재 생산 부문을 가지고 있습니다. 여기에는 금속 재활용뿐 아니라 배터리도 포함됩니다. 또한 일본에서 폐수를 재활용합니다.
출처: DOWA
이 회사는 또한 반도체 산업을 위한 적외선 및 자외선 LED 등 갤륨 기반 재료를 공급합니다. 따라서 서방 시장에서 이러한 재료 부족이 발생하면, 이미 공급망의 취약한 부분을 수직적으로 통합한 DOWA에게 큰 이익이 될 수 있습니다.
출처: DOWA
많은 일본 산업 기업들처럼, DOWA의 주가는 오랫동안 낮은 배수로 거래되어 왔으며, 현재 이 글 작성 시 P/E는 8 이하입니다. 이는 투자자 프로필과 투자 기간에 따라 문제(가치 함정) 또는 기회로 볼 수 있습니다.
Rio Tinto
RIO 가격 차트
Rio Tinto는 세계에서 두 번째로 큰 광산 기업이며, 사업의 대부분은 철광석에 집중되어 있습니다. 그러나 구리와 알루미늄도 대규모 생산업체이며, 구리 생산 확대 계획도 강력합니다.
앞서 언급했듯이, Rio Tinto는 캐나다 알루미늄 제련소를 통해 갤륨 사업에도 진출을 고려하고 있습니다. 이는 투자자들에게 갤륨 부문에 대한 노출을 제공하면서, 기존의 ‘주류’ 금속 채굴 사업을 기반으로 안정적인 수익을 기대할 수 있게 합니다.
철
Rio Tinto의 전통적인 사업은 서호주 Pilbara 지역을 중심으로 한 철광석 채굴이며, 이 지역은 세계적인 철광석 생산지로 유명합니다.
현재는 10년 이상 걸려 시작된 기니(아프리카)의 Simandou 프로젝트에 참여하고 있습니다. 완공 시 Simandou는 아프리카 최대의 광산 및 인프라 프로젝트가 될 것입니다. 이 프로젝트는 기니 공화국 정부, Rio Tinto, 그리고 중국 Chalco Iron Ore Holdings(CIOH)의 합작 투자입니다.
Rio Tinto는 또한 BioIron이라는 독자 기술을 통해 파일바라 광석에 바이오매스와 마이크로파를 사용해 석탄 사용을 대체함으로써 탄소 배출을 95% 감소시키는 방안을 모색하고 있습니다.
출처: Rio Tinto
(철 투자 사례를 전용 보고서에서 자세히 탐구했습니다)
구리
Rio Tinto는 몽골 최대 광산인 Oyu Tolgoi의 대규모 확장을 통해 구리 생산을 빠르게 확대하고 있습니다. 현재 이 광산은 연간 500천 톤(ktpa) 수준으로 가동 중이며, 향후 5년 내에 1,000천 톤 목표를 가지고 있습니다.
Rio Tinto는 향후 5년간 전 세계 구리 공급 증가량의 25%를 차지할 것으로 예상됩니다.
Rio Tinto는 또한 Nuton이라는 벤처를 통해 구리 추출 혁신을 주도하고 있으며, 이 새로운 기술은 채굴된 광석에서 구리 회수율을 크게 높입니다.
리튬
Rio Tinto는 점차 리튬 생산의 거대 기업으로 성장하고 있습니다. 첫 단계는 2021년 아르헨티나에서 Ricon 프로젝트를 인수한 것이었습니다.
그 뒤로는 세르비아의 문제 많은 Jadar 리튬 프로젝트가 있었으며, 현지 활동가들의 강력한 압력으로 취소되었지만 다시 재개될 가능성도 있습니다.
하지만 큰 변화는 2024년 Arcadium Lithium 인수 로, 이는 세계 3위 리튬 생산업체이며, 1년 전 Allken과 Livent의 합병 결과였습니다.
출처: Arcadium
이로써 Rio Tinto는 매장량 및 총 생산 능력 면에서 세계 최고의 리튬 기업에 근접하게 되었습니다.
출처: Rio Tinto
이 인수와 관련해 “Rio Tinto의 진정한 보상”이라고 불리는 것은 Arcadium의 직접 리튬 추출(DLE) 기술입니다. Arcadium는 1996년부터 DLE를 연구해 왔으며, 증발 풀과 결합해 독립적인 추출 방법으로 상업화 가능성을 크게 향상시켰습니다.
Arcadium은 또한 LIOVIX라는 인쇄 가능한 리튬 호일을 개발했으며, 이는 배터리 성능을 향상시키고 제조 비용을 절감하며 리튬 사용량을 감소시킬 수 있습니다.
출처: Arcadium
알루미늄
Rio Tinto는 또한 수력 발전을 이용해 보크사이트를 알루미나와 알루미늄으로 정제하는 저탄소 알루미늄 생산을 오랫동안 해왔습니다.
Rio Tinto 개요
전반적으로 Rio Tinto는 글로벌 광산 대기업으로, 투자자들에게 철 시장에 대한 견고한 노출을 제공합니다. 또한 구리와 리튬, 그리고 어쩌면 갤륨까지도 적극적으로 진출하고 있어, 탄소세 도입 시에도 저탄소 알루미늄 생산과 철광석 배출 감소 기술 덕분에 경쟁사보다 잠재적인 경쟁 우위를 가질 수 있습니다.
철광석 배출을 줄이는 기술과 이미 매우 낮은 배출량을 보이는 알루미늄 생산을 갖춘 덕분에, 제품에 대한 탄소세가 도입되더라도 경쟁사보다 잠재적인 경쟁 우위를 가질 수 있습니다.
