갈륨과 게르마늄은 무엇이며 어느 국가가 생산자인가?

2023년 2월 17일에 촬영된 이 그림 사진에는 중앙 처리 장치(CPU) 반도체 칩이 중국과 미국 국기 사이에 표시되어 있습니다. REUTERS/Florence Lo/Illustration/File Photo

7월 4일(로이터) - (이 7월 4일 기사는 갈륨에 대한 데이터가 12항에서 1차 갈륨에만 해당됨을 명시하고 8항에 캐나다 갈륨 생산자를 추가하기 위해 다시 작성되었습니다.)

중국은 월요일 국가 안보 이익을 보호하기 위해 8월 1일부터 일부 갈륨과 게르마늄 제품, 컴퓨터 칩 및 기타 제품에 사용되는 금속에 대한 수출 제한을 부과할 것이라고 밝혔습니다.

갈륨과 게르마늄에 관한 몇 가지 사실은 다음과 같습니다.

게르마늄 광석은 드물며 대부분의 게르마늄은 아연 생산과 석탄 비산회에서 나오는 부산물입니다.

유럽 ​​산업 협회 CRMA(Critical Raw Materials Alliance)에 따르면 중국은 전 세계 게르마늄의 약 60%를 생산하며 나머지는 캐나다, 핀란드, 러시아 및 미국에서 생산됩니다.

중국 세관에 따르면 중국은 지난해 43.7톤의 가공되지 않은 게르마늄과 가공되지 않은 게르마늄을 수출했습니다.

미국지질조사국(USGS)에 따르면 지난해 게르마늄 소비량은 약 3900만 달러로 2021년보다 10% 증가했다.

갈륨은 아연 광석과 보크사이트에서 미량으로 발견되며, 알루미늄을 만들기 위해 보크사이트를 가공할 때 갈륨 금속이 생산됩니다. CRMA에 따르면 약 80%가 중국에서 생산된다.

갈륨은 전자제품에 사용되는 갈륨비소를 만드는 데 사용됩니다. CRMA는 유럽에 한 곳, 나머지는 일본과 중국에 있는 소수의 회사만이 필요한 순도를 충족할 수 있다고 말합니다. 캐나다 회사인 Neo Performance Materials는 요구되는 순도의 갈륨도 생산한다고 밝혔습니다.

중국 세관에 따르면 중국은 2022년에 94톤의 갈륨을 수출했는데, 이는 전년도에 비해 25% 증가한 수치입니다.

USGS에 따르면 2022년 미국의 갈륨 금속 및 갈륨 비소(GaAs) 웨이퍼 수입액은 각각 약 300만 달러와 2억 달러에 달했습니다.

USGS에 따르면 지난해 고순도 정제갈륨 생산량은 약 29만kg으로 2021년 25만kg보다 16% 증가한 것으로 추산됐다.

USGS에 따르면 소량의 1차 갈륨(2021년 약 10미터톤)이 일본, 러시아, 한국에서 생산되며, 추가 양 역시 재활용 재료에서 생산됩니다.

과거에는 독일과 카자흐스탄도 생산했습니다. 2020년과 2021년 가격이 반등한 후 독일은 1차 갈륨 생산을 재개하겠다고 발표했습니다.

캐나다의 Teck Resources(TECKb.TO)는 북미 최대의 게르마늄 생산업체로서 브리티시 컬럼비아의 Trail 제련소에서 재료를 추출합니다.

미국에 본사를 둔 Indium Corporation도 게르마늄을 생산하는 반면, 벨기에의 Umicore(UMI.BR)는 게르마늄과 갈륨을 모두 생산합니다.

금속은 고속 컴퓨터 칩과 국방 및 재생 에너지 부문에 사용됩니다.

게르마늄은 광섬유 케이블의 핵심이며 고속 컴퓨터 칩, 플라스틱, 적외선에도 사용됩니다.

금속과 그 산화물은 야간 투시 장치 및 위성 이미지 센서와 같은 군사 응용 분야에 사용됩니다.

이는 태양전지와 같은 저탄소 기술에도 중요합니다.

미국 회사 Wafer World에 따르면 실리콘 대신 갈륨 비소로 만든 반도체 웨이퍼는 더 높은 주파수에서 작동할 수 있고 내열성이 있다고 합니다.

또한 특히 높은 작동 주파수에서 실리콘 장치보다 소음이 적기 때문에 레이더, 무선 통신 장치, 위성 및 LED에 유용하다고 Wafer World는 말합니다.

USGS에 따르면 일부 응용 분야에서는 비소 웨이퍼의 갈륨이 실리콘이나 인듐으로 대체될 수 있습니다.

USGS에 따르면 "실리콘은 특정 전자 응용 분야에서 게르마늄을 대체할 수 있는 저렴한 대안이 될 수 있습니다."라고 합니다.

"아연 셀렌화물과 게르마늄 유리는 적외선 응용 시스템에서 게르마늄 금속을 대체하지만 성능이 저하되는 경우가 많습니다."

Refinitiv Eikon의 Shanghai Metal Exchange 데이터에 따르면 중국 순도 99.99%의 갈륨 가격은 월요일 kg당 1,775위안(245달러)으로 이전 세션보다 5.97% 상승했으며 5월 16일 이후 최고가였습니다.