대만, 중국산 대체 공급망 모색 속 TSMC 희토류 없는 모터 검토

작은 공장 부품이 큰 공급 위험을 안고 있다

TSMC가 세계 최첨단 반도체 일부를 생산하는 공장에서 중국의 수출 통제에 대한 노출을 줄이기 위해 장비 공급업체들에 희토류 없는 모터를 공장 자동화 시스템에 사용할 수 있는지 문의하고 있다. 계획을 설명받은 업계 임원 3명은 10월 22일 공개된 발언에서 공급업체 설문조사 내용을 전했다.

이번 검토는 대만이 더 광범위한 소재 전략을 추진하는 가운데 이뤄지고 있다. 대만은 2030년까지 예상 연간 희토류 수요량 약 2,000톤의 절반에 해당하는 물량을 국내에서 생산하는 것을 목표로 한다. 이를 달성하려면 연간 약 1,000톤을 생산하는 한편, 원료를 사용 가능한 제품으로 전환하는 데 필요한 정제·재활용·제조 역량도 개발해야 한다.

TSMC가 당장 우려하는 것은 장비다. 희토류 자석은 고도로 자동화된 공장 안에서 모터가 부품을 움직이도록 돕는다. 이런 특수 부품이 부족해지면 스마트폰 제조업체, 인공지능 시스템, 데이터센터, 방위산업 공급망에 납품되는 제품의 생산에 영향을 줄 수 있다.

논의 내용을 아는 두 사람은 희토류 없는 모터를 사용한 장비를 광범위하게 도입하는 단계와는 거리가 멀며, 작업은 아직 초기 단계라고 말했다. 공급업체들은 실현 가능성을 검토해 달라는 요청을 받았으며, 도입 일정은 공개되지 않았다.

따라서 대만의 대응은 서로 맞물린 두 갈래로 진행된다. TSMC는 장비에 다른 부품을 사용할 수 있는지 검토하고 있으며, 정부와 연구진은 업계가 계속 필요로 하는 소재의 대체 공급원을 확보하려 하고 있다. 두 대응 모두 중국이 지배적 지위를 차지한 공급망 문제를 다룬다.

반도체 생산에서 모터가 중요한 이유

세계 최대 파운드리인 TSMC는 다른 기업을 위해 반도체를 제조한다. 공장은 자동화 장비에 의존하며, 모터는 장비가 작동하도록 움직임을 제공한다. 희토류 자석은 소형이면서 효율적인 모터 설계를 가능하게 해 널리 사용된다.

중국은 일부 희토류 소재와 자석, 관련 가공 기술에 수출 허가를 요구한다. 통제 대상 제품에 의존하는 기업은 공급 계획에 수출 허가 여부를 반영해야 한다.

TSMC 계획을 아는 한 관계자는 중국발 공급 차질 가능성에 대한 우려로 대안을 찾기 시작했다고 말했다. 상업적 과제는 원료 광물을 확보하는 데 그치지 않는다. 반도체 제조업체에는 공장에서 사용하는 특수 부품을 장비 공급업체가 납품하는 일도 필요하다.

ITRI 재료화학연구소 그룹장인 차오선 연구원은 대만 반도체 업계가 전기차 제조업체나 모터 중심 산업보다 희토류 소재를 직접 사용하는 양은 훨씬 적다고 설명했다. 반도체 분야에서 희토류는 제조 과정 중 표면을 매끄럽게 하는 화학적 기계 연마와 일부 절연 소재 및 장비에 사용된다.

필요한 소재의 양이 비교적 적더라도 필수 장비 부품에 들어간다면 중요할 수 있다. TSMC가 실질적으로 따져야 할 문제는 공급업체들이 통제 대상 소재에 대한 노출을 줄이면서 공장 요구사항을 충족하는 적합한 모터를 공급할 수 있느냐는 것이다.

가공과 자석 생산 단계에서 중국이 우위

국제에너지기구(IEA) 자료로 인용된 수치에 따르면 중국은 2024년 정제 자석용 희토류 생산의 91%, 소결 영구자석 생산의 94%를 차지했다. 소결은 소재 입자를 결합해 단단한 자석으로 만드는 제조 공정이다.

이 수치는 두 단계에 생산이 집중돼 있음을 보여준다. 하나는 희토류를 사용 가능한 소재로 가공하는 단계이고, 다른 하나는 주요 완제품 자석을 제조하는 단계다. 다른 지역에서 광상을 찾는 것만으로는 공급망의 한 부분만 해결할 수 있다. 제조업체에는 분리·정제·합금 생산·자석 제조 역량도 필요하다.

차오 연구원은 네오디뮴이 효율적인 모터에 널리 쓰이는 네오디뮴·철·붕소 영구자석의 주요 성분이라고 말했다. 디스프로슘은 고온, 높은 하중 또는 고속 회전 등 까다로운 조건에 대응하기 위해 첨가할 수 있다.

TSMC의 공급업체 설문조사는 장비 설계를 통해 이들 소재에 대한 수요를 줄이는 데 초점을 둔다. 대만의 정제·재활용 사업은 공급을 겨냥한다. 어느 한쪽이 성공해도 공급망 노출을 줄일 수 있지만, 각각 서로 다른 엔지니어링 작업과 사업적 판단이 필요하다.

대만 연구진, 금속과 합금 단계까지 진전

산업기술연구원(ITRI)은 희토류 연구에서 네오디뮴과 디스프로슘에 초점을 맞춰 왔다. 연구원은 2025년 11월 희토류 함량이 약 5%인 자원을 순도 99.9%의 희토류 산화물과 금속으로 가공할 수 있다고 밝혔다.

ITRI는 네오디뮴·철·붕소 합금도 제조했으며, 국내 기업 및 학술기관과 함께 소재를 시험하고 있다고 밝혔다. 산화물은 산소를 포함한 화합물이다. 금속을 만든 뒤 합금으로 제조하는 과정은 자석에 사용되는 소재를 만들기 위한 추가 가공 단계다.

연구원은 2026년 민간 기업에 기술 이전을 시작할 계획이었다. 기술 이전은 연구 방법과 관련 지식을 산업 현장에서 활용할 수 있도록 제공해 기업이 이를 바탕으로 생산을 개발하게 하는 것을 뜻한다.

대만에는 이미 잠재적인 산업 고객이 있다. 타이거네 메탈은 희토류 자석과 페라이트 자석을 제조하며 타오위안에 공장을 두고 있다. 현지 정제업체가 공급하려면 이들 제조업체가 요구하는 조성, 일관성, 물량을 충족해야 한다.

현재 추진 중인 희토류 사업에 관한 성명에서 ITRI는 경제부 산업기술국과 협력해 사업을 계획하고 있다고 밝혔다. 해당 사업에 대한 추가 세부 내용은 공개하지 않았다.

연구와 생산 계획은 어떻게 맞물리나

궁밍신 경제부장은 2월 정부가 ITRI의 희토류 기술 개발을 지원하고 3년 안에 시범 생산라인을 구축할 계획이라고 밝혔다. 그는 대만 국내 수요의 약 50%를 충족할 수 있는 생산능력을 언급했다.

정부 관계자들은 별도로 2030년까지 예상 연간 수요량 약 2,000톤의 절반을 국내에서 생산한다는 목표를 세웠다. 시범 생산 일정은 생산 공정을 구축하고 입증하는 데 관한 것이며, 국가 목표는 대만이 공급하려는 물량에 관한 것이다.

연구 및 정책의 주요 일정은 사업이 어떻게 진전됐는지를 보여준다.

• 2023년: 경제부 기술 사업이 시작돼 우선 연구 장비를 구축했다.
• 2024년: 네오디뮴과 디스프로슘에 초점을 맞춘 구체적인 연구 단계로 넘어갔다.
• 2025년 11월: ITRI가 정제 성과와 2026년 기술 이전 계획을 공개했다.
• 2026년 2월: 궁 부장이 3년 안에 시범 생산라인을 구축하도록 지원하겠다고 발표했다.
• 2026년 10월 22일: TSMC가 희토류 없는 모터를 논의하기 위해 공급업체들과 초기 협의를 진행 중이라는 내용이 보도됐다.
• 2030년: 대만은 예상 연간 희토류 수요량의 절반을 국내에서 생산하는 것을 목표로 한다.

연구원의 우선 연구 분야에는 드론, 로봇, 전기차 모터도 포함된다. 이들 분야 역시 신뢰할 수 있는 자석 소재가 필요하므로 국내 가공 산업이 생기면 반도체 장비를 넘어 더 폭넓은 고객층을 확보할 수 있다.

재활용에는 적합한 소재와 비용이 필요하다

대만의 재활용 기술은 희토류를 확보할 또 다른 경로다. 국립성공대 연구진인 천웨이성, 젠궈차이, 리청한이 2022년에 발표한 연구에서는 현지 재활용업체가 제공한 폐전기차 모터의 자석을 사용했다.

연구진은 1그램 무게의 시료를 용해하고 네오디뮴 및 프라세오디뮴에서 디스프로슘을 선택적으로 분리하는 방법을 시험했다. 연구에서 제시된 후속 작업에는 여러 단계에 걸친 처리와 추출에 사용된 액체의 재생이 포함됐다.

유윈 나노테크의 레오 창 부사장은 적합한 원료에 대한 접근성과 가공 경제성을 핵심 제약으로 꼽았다. 이 회사는 귀금속 회수 기술을 상업적으로 운영하고 있지만 희토류 재활용 적용 기술은 아직 개발 중이다.

창 부사장은 사용 수명이 끝난 제품에서 회수한 영구자석처럼 가치가 높고 희토류가 집중된 폐기물부터 시작하는 방안을 선호한다. 폐전자제품을 종류 구분 없이 모아 분해하면 정제를 시작하기 전에 상당한 비용이 추가될 수 있다.

카네기멜런대 크리스 랄리왈라 연구진이 2026년 AIChE 저널에 발표한 연구는 폐영구자석의 회수 가능성을 모델링했다. 해당 연구의 가정에 따르면 전기차와 하이브리드차의 자석은 수익성 있는 회수를 뒷받침할 수 있다. 하드디스크 드라이브는 적합한 소재가 충분하지 않은 등의 이유로 경제성이 없는 것으로 나타났다.

대만 재활용업체의 사업성 판단은 현지 수거 물량, 해체 비용, 회수 산물의 구매처에 달려 있다. 가공 공장을 운영하려면 가치 있는 원소를 추출하는 방법뿐 아니라 안정적인 원료 공급도 필요하다.

더 깨끗한 가공도 산업 과제의 일부

ITRI는 반도체 및 광전자 산업의 폐산과 폐수 재활용 경험을 활용해 희토류 정제가 환경에 미치는 부담을 줄이고 있다.

연구원은 새 공정으로 폐기물이 약 50%, 화학물질 사용량이 40% 넘게, 에너지 소비량이 약 20% 줄었다고 밝혔다. 2025년 11월 발표에서는 2026년 말까지 에너지 소비량을 30% 줄이겠다는 목표를 제시했다.

이런 변화는 폐기물 관리뿐 아니라 운영비에도 영향을 미친다. 화학물질과 에너지, 폐기물 처리 비용은 정제업체가 소재를 판매할 수 있는 가격에 모두 영향을 준다. ITRI는 환경 성과와 에너지 소비량, 비용 간 균형을 주요 개발 과제로 꼽았다.

연속 생산을 위해서는 일정한 품질과 충분한 물량도 필요하다. 자석 제조업체가 필요로 하는 것은 사양에 맞는 소재를 합의된 가격으로 반복해서 납품받는 것이다.

해외 조달과 공공 구매로 확대되는 노력

궁 부장은 7월 관계자들이 다음 달 캘리포니아와 콜로라도를 방문해 광상을 살펴보고 해당 자원이 대만의 수요에 맞는지 판단할 계획이라고 밝혔다. 호주 및 캐나다와도 접촉하고 있다고 말했다. 이 작업은 조달 가능성을 평가하는 단계였으며, 공급은 아직 마련해야 하는 상황이었다.

수입 소재는 회수한 자석을 보완해 대만이 국내 폐기물 수거에 전적으로 의존하지 않고도 가공 역량을 구축하도록 도울 수 있다. 어떤 원소를 구할 수 있는지, 고객이 어떤 제품을 구매하려는지에 따라 공급원 조합이 달라질 수 있다.

레이먼드 그린 미국재대만협회(AIT) 처장은 6월 미국이 대만 및 다른 파트너와 협력해 대체 공급원을 개발하고 가공 역량을 확대하며 공급망의 회복력을 높이고 있다고 밝혔다. AIT는 타이베이에 있는 미국의 사실상 대사관이다.

논의 내용을 아는 미국 싱크탱크 관계자에 따르면 미국 당국자들은 ITRI와 핵심 광물 공급망 다변화 방안도 논의했다. 가공 분야 협력은 중국의 생산 비중이 특히 높은 공급망 단계 중 하나를 다루게 된다.

6월 공포된 대만 자원순환촉진법에는 구매 관련 조치도 담겼다. 제32조는 공공기관이 지정된 환경친화적·순환형 제품과 서비스를 우선 구매하도록 규정하며, 제품 분류와 평가 절차는 시행 규정으로 정하도록 했다.

정부 조달은 재활용 소재의 수요를 만드는 데 도움이 될 수 있다. 제조업체가 실제로 주문하고 투자하려면 여전히 적합한 제품에 대한 계약이 필요하다. 이로써 정책 틀이 실제 구매로 이어진다.

공장과 공급업체에 미치는 영향

TSMC의 검토는 대만의 광범위한 소재 확보 목표와 함께 구체적인 장비 문제를 제기한다. 장비 공급업체는 희토류 없는 모터가 공장 자동화 요건을 충족할 수 있는지 평가해야 한다. 정제업체와 재활용업체는 안정적인 원료 공급과 산업 가공, 고객 확보 방안을 마련해야 한다.

창 부사장은 대만 기업이 해외 폐기물 발생지 인근 재활용 시설에 장비와 엔지니어링 서비스를 공급하는 역할도 할 수 있다고 본다. 그는 잠재적인 사업 모델을 다음과 같이 설명했다.

“이렇게 하면 대만은 수입 폐기물이 들어오는 곳에 그치지 않고 기술 및 가공 파트너가 될 수 있습니다.”라고 그는 말했다.

이런 시설의 생산물을 대만 제조업체에 공급하려면 장비 판매와 더불어 공급 계약도 필요하다. 해외 사업 기회도 국내 사업과 마찬가지로 안정적인 원료, 적합한 제품, 확실한 구매처가 중요하다는 점에서 연결된다.

반도체 고객에게 당장의 변화는 장비 대안을 검토하기 위한 준비 작업이다. 대만 소재 산업이 앞두고 있는 주요 일정은 기술 이전 계획과 시범 생산라인 구축, 2030년 생산 목표 달성을 위한 진전이다. 이들 노력은 공장들이 구매하는 장비와 그 장비를 뒷받침하는 소재 모두에서 선택의 폭을 넓히려는 것이다.

핵심 내용

• TSMC가 공장 자동화 장비에 사용할 희토류 없는 모터와 관련해 공급업체들을 대상으로 설문조사를 했다.
• 논의는 아직 초기 단계이며, 장비를 광범위하게 도입할 계획은 없다.
• IEA 수치에 따르면 중국은 2024년 정제 자석용 희토류 생산의 91%, 소결 영구자석 생산의 94%를 차지했다.
• ITRI는 순도 99.9%의 희토류 산화물과 금속 생산에 성공했다고 밝혔으며, 2026년 기술 이전을 계획했다.
• 대만은 2030년까지 예상 연간 수요량 2,000톤 중 약 1,000톤을 국내에서 공급하는 것을 목표로 한다.
• 재활용, 해외 조달, 대체 모터 설계는 공급 위험의 서로 다른 부분을 다룬다.