"없으면 반도체칩 못 만들어"…중·러가 공급망 장악한 특수가스 [글로벌 新자원전쟁③]

반도체 특수가스 수요 늘어나는데
중·러가 공급망 장악

원료가스 생산차질 발생하면
칩 생산 100배 피해 추정

[글로벌 新자원전쟁]
③ 불 붙은 차세대 반도체 원료 확보전

사진=게티이미지뱅크

반도체 칩을 제조하는데 100종이 넘는 가스가 활용된다. 범용 가스는 질소, 산소, 아르곤, 헬륨, 수소, 이산화탄소 등이고, 특화된 가스는 암모니아, 실란, 염화수소, 삼불화질소, 아산화질소 등이다. 반도체 공정이 나노미터(nm·1nm=10억분의 1m) 단위로 미세화할수록 ‘초순수’ 가스의 수요가 커지고 있다. 전 세계적으로 파운드리(반도체 수탁생산)를 포함한 최첨단 공정이 확대되면서 향후 반도체 공정용 특수 가스의 수요가 커질 것이란 전망이 나온다.

19일 반도체 업계에 따르면 산업용 가스 제조 시설의 75%가 동아시아 지역에 배치돼 있다. 산업용 가스 공급업체는 독일 머크, 네덜란드 린데, 프랑스 에어리퀴드, 일본 쇼와덴코, 중국 화터 등과 한국의 원익, SK머티리얼즈 등이 있다.

반도체 공정에서 산업용 특수 가스가 없으면 칩 제조가 불가능하다. 예컨대 C4F6(육불화부타디엔)은 반도체 에칭(식각) 공정용 가스로, 웨이퍼 위에 일정한 회로패턴을 그린 후 불필요한 부분을 제거할 때 활용된다. C4F6 공급이 6000만~1억 달러 규모로 줄면 반도체 기업이 100억~180억 달러 규모의 손실을 기록할 것이란 분석도 있다. 노광공정에 들어가는 네온가스, 냉각재로 쓰이는 헬륨가스도 반도체 제작에 필수 재료로 꼽힌다.

최근 가스의 핵심 성분이나 가스 생산국이 ‘지정학적 리스크’를 겪으면서 시장의 불안감이 커지고 있다. 러시아와 우크라이나 전쟁의 장기화가 대표적이다. 우크라이나는 고순도 네온의 90%를 공급한다. 러시아는 헬륨과 C4F6 가스의 주요 공급원이다.

양국 간 전쟁이 장기화하면서 공급난이 확산되자 국내 기업들의 중국 의존도가 높아졌다. 관세청에 따르면 네온의 중국 수입 의존도는 2022년 66.6%에서 올해 7월 누적 기준 85.2%로 증가했다. 중국은 반도체 공정용 가스의 핵심 성분인 형석의 60%를 생산하고 있다. 반도체업계 관계자는 “중국이 공정용 가스 원료에 대한 수출 통제에 나서면 비용이 커질 것”이라며 “대체 공급처 확보에 주력하고 있다”고 설명했다.

황정수 기자 hjs@hankyung.com