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하프늄은 독특한 특성으로 인해 다양한 산업에서 널리 사용되는 다목적 은백색 금속입니다. 항공우주 및 산업용 합금, 반도체, 데이터 저장 장치, 원자로, 방산 부품 등 여러 분야에서 높은 수요를 보이고 있습니다.
하프늄은 높은 유전율 특성을 지니고 있어 칩 제조 과정에서 정전용량 유지와 전력 누설 방지에 필수적인 소재입니다. 이러한 이유로 반도체 나노칩 생산과 DRAM 제조에 널리 활용되고 있습니다.
항공우주 및 전자 산업의 견조한 수요로 인해 하프늄 가격이 400% 급등하여 사상 최고치를 기록하고 있습니다. 현재 하프늄 가격은 1년 전 kg당 1,200~1,400달러에서 kg당 4,500~5,000달러로 상승했습니다.
호주 전략소재(Australian Strategic Materials) 최고경영자 로웨나 스미스(Rowena Smith)는 “항공기 생산 회복과 반도체 제조사들이 차세대 나노칩에 적용할 하프늄 사염화물 코팅 수요가 증가하면서, 하프늄 시장은 현재 공급과 수요 간 심각한 불균형 시기를 맞이하고 있다”고 밝혔습니다.
하프늄 시장 현황
하프늄은 항공우주, 항공, 산업용 터빈, 반도체 제조, 광학 코팅, 원자로 등 다양한 산업에서 활용이 확대됨에 따라 앞으로도 수요가 계속 증가할 것으로 전망됩니다. 이 산업들은 전 세계 하프늄 수요의 약 50%를 차지합니다.
특히 중국은 2023~2028년 하프늄 사용의 연평균 성장률이 가장 높을 것으로 예측되며, 이 기간 동안 연간 6~8기의 원자로 신설과 더불어 반도체 및 전기화 사업을 적극 추진하고 있어 수요 증가세가 두드러질 전망입니다.
하지만 하프늄은 직접 생산이 불가능하고 지르코늄 정제 과정의 부산물로만 얻을 수 있어 글로벌 공급이 매우 제한적입니다. 지르코늄과 하프늄 생산 비율이 50:1로, 하프늄 1톤을 생산하기 위해 약 50톤의 지르코늄이 필요합니다. 이로 인해 하프늄 생산은 매우 고가이자 시간이 오래 걸립니다.
더불어 현재 하프늄 생산은 프랑스와 미국에 집중되어 있어 공급 부족이 심화되고 있습니다. 러시아의 이중용도(dual-use) 소재 수출 허가 제한과 중국의 제한적인 하프늄 수출 역시 전 세계 하프늄 공급 부족을 가중시키는 요인입니다.
이처럼 생산·공급의 구조적 한계와 수요 증가가 맞물리며 하프늄 희소성과 가격 상승으로 이어지고 있습니다.
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반도체 산업에 미치는 영향
하프늄 가격이 상승함에 따라 하프늄을 다량 사용하는 반도체 제조사 및 메모리 업체, 예를 들어 삼성전자와 SK하이닉스 등 주요 기업들의 제조 원가도 높아지고 있습니다.
DRAM 구조 내 커패시터 위에 하프늄 금속 얇은 층이 증착되어 커패시터 간 전류 누설을 방지하는 절연 역할을 하므로, DRAM 제조에 하프늄은 매우 중요한 소재입니다.
현재 삼성전자는 Adeca Korea로부터 모든 하프늄을 공급받고 있으며, SK하이닉스는 SK트리켐에서 납품받고, SK트리켐은 Lake Materials, UP Chemical 등에서 원재료를 공급받아 연간 100톤 수준을 사용하는 것으로 추정됩니다. 이처럼 원재료 가격이 대폭 인상되면서 주요 메모리 기업들의 제조 원가 부담이 가중되고 있습니다.
업계 관계자는 “원자재 가격 인상폭이 상당하여 삼성전자, SK하이닉스 등 국내외 제조사들도 향후 원가 충격을 불가피하게 받을 것으로 보여, DRAM 가격 인상으로 이어질 전망”이라고 분석했습니다.
팬데믹 기간 공급망 교란 및 반도체 품귀 현상은 점차 완화되고 있으나, 원자재 부족 등 새로운 변수들이 여전히 반도체 공급과 가격에 영향을 주고 있습니다. Z2Data는 세계 최대 규모의 공급업체·부품·시장 데이터를 기반으로 귀사의 엔지니어링·규제 준수·공급망·조달 각 부문에서 공급망 및 시장 교란에 민첩하게 대응해 운영 회복탄력성을 확보할 수 있도록 지원합니다.
