희토류 산업별 영향 분해 (7/9) | EV·풍력·F-35·반도체 누가 가장 위험한가

RARE EARTH SERIES · 07 / 09

희토류 공급 차질, 어느 산업이 먼저 멈추나
— EV · 풍력 · 방산 · 로봇 · 반도체

희토류 리스크는 ‘부족하다’는 한 문장으로 끝나지 않음. 어떤 원소가 어느 부품에 얼마나 들어가느냐에 따라 충격이 갈림. NdFeB 영구자석과 중(重)희토류 디스프로슘(Dy)·테르븀(Tb) 의존도, 그리고 대체·재고·설계변경 여력으로 산업별 취약도를 줄 세우고 투자 관점까지 정리함.

2026.06.07 기준  |  #희토류 #영구자석 #NdFeB #디스프로슘 #테르븀 #전기차 #풍력 #방산 #반도체 #공급망

산업	자석 총량	중희토류(Dy·Tb) 의존	대체·설계 여력	취약도
방산 (F-35 등)	적음	높음(고온·SmCo)	거의 없음	1위 (최취약)
해상풍력 (직구동)	매우 큼	중∼높음	낮음	2위
전기차 (EV)	큼(총량 최대)	중간	있음(완충)	3위
반도체 장비	중간	낮음	부분	4위
로봇·휴머노이드	현재 작음	중간	—	잠재(미래)

※ 취약도는 ‘대체 불가능성 × 비탄력성’ 기준의 정성 평가임. 자석 총량이 클수록 충격 면적은 크지만, 설계변경·공정개선 여력이 있으면 취약도는 내려감.

~99% 중국 Dy·Tb 정제 점유율

1~2kg EV 1대 NdFeB 자석

~수백kg/MW 직구동 풍력 NdFeB 자석

400kg+ F-35 1대 희토류 (널리 인용·논쟁적)

PART 01 왜 산업별로 따져야 하나

1희토류 리스크는 ‘희토류가 부족하다’는 한 문장으로 끝나지 않음. 어떤 원소가 어느 부품에 얼마나 들어가느냐에 따라 산업별 충격이 크게 갈림.

 

2이번 위기의 핵심은 희토류 전체가 아니라 NdFeB(네오디뮴-철-붕소) 영구자석, 그중에서도 고온 내성을 위해 첨가되는 중희토류 디스프로슘(Dy)·테르븀(Tb)임.

 

3네오디뮴(Nd)·프라세오디뮴(Pr)은 그나마 채굴·정제 공급원이 분산돼 있지만, Dy·Tb는 사실상 중국이 거의 독점함. 

 

4따라서 산업별 위험은 자석을 얼마나 쓰는가뿐 아니라, 고온·고출력 환경이라 중희토류를 얼마나 요구하는가, 그리고 대체·재고·설계변경 여력이 얼마나 되는가로 결정됨.

💡 보조 설명 — Nd·Pr vs Dy·Tb, 같은 자석이라도 다름

NdFeB 자석의 자력 대부분은 네오디뮴(Nd)·프라세오디뮴(Pr) 같은 경(輕)희토류에서 나옴. 여기에 디스프로슘(Dy)·테르븀(Tb) 같은 중(重)희토류를 약간 섞으면 자석이 고온(보통 150℃ 이상)에서도 자력이 풀리지 않음(보자력 유지). 문제는 공급 구조임. Nd·Pr은 채굴·정제처가 비교적 분산돼 있지만, Dy·Tb는 중국이 약 99%를 정제함. 그래서 ‘고온에서 도는 모터’를 쓰는 산업일수록 중국 의존이 깊고 취약함.

PART 02 · 전기차(EV) 자석 총량은 크지만 대응 여력도 존재

5전기차는 구동모터에 NdFeB 영구자석을 차량 1대당 약 1~2kg 사용함(듀얼모터·고성능은 3~4kg). 연간 수천만 대 규모라 자석 절대 수요 측면에서 가장 큰 수요처임.

 

6다만 EV 업계는 이미 희토류 의존을 줄이는 두 가지 우회로를 확보하고 있어 충격을 분산할 여지가 있음.

 

7첫째는 자석을 아예 쓰지 않는 설계변경임. 외부여자(권선형) 동기모터(BMW 5세대 eDrive, 르노 등)나 자석 없는 유도모터(테슬라 일부 차종)가 대표적임. 둘째는 자석 내 중희토류 비중을 낮추는 입계확산(grain boundary diffusion) 공정임.

 

8즉 EV는 총량 노출은 크되, 설계변경과 공정 개선이라는 완충장치가 있어 단기 충격은 가격 전가·마진 압박으로 흡수되는 편임.

EV 1대 NdFeB 1~2kg 자석리스 모터 = 우회로 입계확산 = Dy·Tb 절감

💡 보조 설명 — 입계확산(grain boundary diffusion)이란

예전엔 자석 전체에 Dy·Tb를 골고루 섞어 고온 성능을 냈음. 입계확산은 비싼 Dy·Tb를 자석 표면에서 결정 입계(알갱이 경계)로만 스며들게 해, 정작 자력이 약해지기 쉬운 경계 부위에 집중 배치하는 공정임. 같은 고온 성능을 내면서 Dy·Tb 사용량을 크게 줄일 수 있어, 중희토류 의존을 낮추는 핵심 기술로 꼽힘. EV처럼 단가 압박이 큰 대량 산업이 먼저 채택함.

PART 03 · 풍력 터빈 직구동 방식일수록 직격탄

9풍력은 단위당 자석 사용량이 압도적으로 큰 산업임. 특히 기어박스 없이 직접 발전하는 직구동(direct-drive) 영구자석 발전기는 1MW당 NdFeB 자석을 수백 kg(설계에 따라 약 600~1,000kg) 단위로 사용함.

 

10대형 해상풍력은 한 기당 출력이 10MW를 넘김. 터빈 한 기에 들어가는 자석량이 수 톤에 달해, 전기차 수천 대분에 맞먹기도 함.

 

11직구동 방식은 효율·유지보수 이점 때문에 해상풍력에서 선호됨. 바로 그 이유로 희토류 노출이 가장 깊은 구조임.

 

12기어드(geared) 방식으로 회귀하면 자석 사용을 줄일 수 있으나 효율·중량·정비 부담이 커져, 단기 설계변경 여력은 EV보다 떨어짐.

💡 보조 설명 — 직구동 vs 기어드 풍력

풍력 발전기는 크게 두 방식임. 기어드는 변속기(기어박스)로 회전수를 높여 작은 발전기를 돌리는데, 자석을 적게 쓰는 대신 기어박스 고장·정비가 잦음. 직구동은 기어박스 없이 거대한 영구자석 발전기를 저속으로 직접 돌림. 고장날 부품이 적어 바다 위처럼 정비가 어려운 해상풍력에 유리하지만, 그만큼 거대한 NdFeB 자석이 필요해 희토류를 가장 많이 먹음. 효율을 택하면 희토류 노출이 깊어지는 맞교환 구조임.

PART 04 · 방산(F-35 등) 사용량은 적지만 대체가 사실상 불가

13F-35 한 대에는 약 400kg 이상의 희토류 소재가 들어가는 것으로 널리 인용됨. 비행제어 액추에이터·레이더·전자전 장비 등 핵심 시스템에 광범위하게 쓰임. 고온 부위엔 NdFeB 대신 사마륨코발트(SmCo) 자석이 쓰이는데, 여기에도 희토류(사마륨)가 들어감.

 

14절대 물량은 EV·풍력에 비해 미미하지만, 방산은 성능 규격이 엄격해 자석을 빼거나 저급 소재로 바꾸는 설계변경이 거의 불가능함.

 

15또한 무기체계는 한번 인증된 사양을 바꾸는 데 재인증·시험 비용과 시간이 막대해, 공급이 끊기면 생산 일정 자체가 멈출 수 있는 비탄력 수요임.

 

16즉 방산은 ‘양은 작지만 대체 탄력성이 제로에 가까운’ 전형적 전략 취약 산업임. 안보 차원에서 가장 민감하게 다뤄짐.

💡 보조 설명 — ‘400kg’ 숫자는 어디까지 믿나

‘F-35 한 대에 약 417kg 희토류’는 가장 널리 인용되는 수치지만, 출처가 2012년 미 국방부의 비공개 내부 보고서 한 건이라 세부 산출 근거는 공개된 적이 없음. 업계에선 검증 가능한 부분으로 고온 액추에이터·펌프용 SmCo 합금 약 23kg 정도를 더 신뢰함. 다만 이 글의 핵심은 정확한 무게가 아니라 ‘양은 적어도 빼거나 바꿀 수 없다’는 비탄력성임. 숫자의 불확실성과 무관하게 방산이 가장 취약하다는 결론은 유지됨.

PART 05 · 로봇·휴머노이드 아직 작지만 빠르게 커지는 변수

17휴머노이드 로봇은 관절마다 고출력 소형 모터를 씀. 한 대에 수십 개의 NdFeB 자석 액추에이터가 들어가, 보급이 본격화되면 새로운 대형 수요처가 됨.

 

18현재 절대량은 작아 당장의 충격은 제한적임. 다만 향후 수요 곡선이 가팔라 희토류 가격의 구조적 상방 압력 요인으로 부각될 가능성이 큼.

PART 06 · 반도체 장비 의외의 연결고리

19반도체는 칩 자체보다 장비·공정에서 희토류와 연결됨. 정밀 스테이지·진공펌프의 고성능 모터에 영구자석이 쓰이고, 웨이퍼 평탄화(CMP) 연마제로 산화세륨(CeO2) 같은 경희토류가 사용됨.

 

20다만 반도체 장비의 희토류 노출은 EV·풍력만큼 절대량이 크지 않고 일부는 대체 연마재 연구가 진행 중임. 취약도 순위에서는 중간 정도로 평가됨.

💡 보조 설명 — 산화세륨(CeO2)이 칩 공정에 왜 쓰나

CMP(화학적 기계적 평탄화)는 웨이퍼 표면을 거울처럼 평평하게 갈아내는 공정임. 산화세륨(세리아) 연마제는 실리콘 산화막은 빠르게 깎으면서 질화막(Si₃N₄) 위에서는 정밀하게 멈추는 선택비가 뛰어나, 소자 사이를 절연하는 STI 공정 등에 널리 쓰임. 세륨은 희토류 중에서도 비교적 흔한 경희토류라 Dy·Tb만큼 병목은 아니지만, 정제·가공이 중국에 쏠려 있어 공급 다변화 과제는 같음.

PART 07 취약도 순위 — 대체·재고·설계 여력 기준

21대체 불가능성과 비탄력성 기준으로 줄을 세우면, 가장 취약한 쪽은 방산이고, 그 다음이 단위당 자석량이 큰 직구동 풍력임.

 

22전기차는 총량 노출은 크지만 설계변경·공정개선 완충이 있어 중간, 반도체 장비는 부분 노출로 중하위, 로봇은 현재 규모가 작아 잠재 리스크로 분류됨.

 

23정리하면 ‘공급이 끊겼을 때 가장 먼저 멈추는 곳’은 방산·해상풍력이고, ‘가격으로 버티며 시간을 버는 곳’은 전기차임.

PART 08 5/9·6/9편 공급 대응과의 연결

245편(정책)에서 본 미국·동맹의 비축·국내 정제 투자와, 6편(기업)에서 본 MP머티리얼즈·라이너스 등의 분리정제 증설은, 결국 수요 산업 중 가장 비탄력적인 방산부터 우선 배분되는 구조로 갈 공산이 큼.

 

25즉 공급 측 대응이 일정 성과를 내더라도 초기 물량은 안보 우선순위가 높은 방산에 집중되고, 풍력·EV 같은 민간 대량 수요는 가격 상승을 감내해야 하는 시간차가 발생함.

 

26이는 공급 대응이 ‘모든 산업을 동시에 구제’하지 못하고, 산업별 취약도 순서대로 리스크를 차등 완화함을 뜻함.

PART 09 투자 관점에서 보면

27투자 관점에서는 희토류 리스크를 한 덩어리로 보지 말고, 비탄력 수요(방산) → 고밀도 수요(해상풍력) → 완충 가능 수요(EV) 순으로 충격의 선후를 구분해 포트폴리오 민감도를 점검할 필요가 있음.

 

28방산·풍력 밸류체인은 공급 차질 시 비용·일정 리스크가 즉각 반영되는 반면, 자석리스 설계·입계확산 공정·국내 정제 증설처럼 의존도를 낮추는 기술·기업은 위기가 길어질수록 상대적 수혜를 보는 구조임. 위험과 기회를 같은 사슬 위에서 함께 봐야 함. 본 글은 정보 제공이며 투자 권유가 아님.

원문 자료·출처

방산 · 업계 분석

F-35 희토류 함량 — ‘400kg’ 통설과 검증치(SmCo ~23kg)

널리 인용되는 약 417kg 수치의 출처(2012 DoD 비공개 보고서)와, 검증 가능한 SmCo 합금량을 구분해 따져본 분석.

Adamas Intelligence — How much rare earths in an F-35 →

중국 수출통제 · 정책

중국 Dy·Tb 등 중희토류 수출허가제 — 영향과 병목

2025년 4월 7개 중·중희토류 수출허가제 도입과 Dy·Tb 약 99% 중국 정제 집중, 산업별 파급을 분석한 보고.

CSIS — China’s New Rare Earths Export Restrictions →

전기차 · 모터 기술

희토류 없는 EV 모터 — 외부여자·유도·권선형 동기

BMW EESM, 르노·ZF, 테슬라 유도모터 등 NdFeB 자석을 대체하는 모터 기술 흐름을 정리한 기술 해설.

IEEE Spectrum — EV Motors Without Rare Earth Magnets →

풍력 · 학술

친환경 전환과 희토류 영구자석 — 직구동 풍력의 자석 수요

직구동 풍력의 MW당 NdFeB 자석량과 Nd·Pr·Dy·Tb 구성, 공급 병목을 다룬 학술 리뷰.

ScienceDirect — RE permanent magnets for green energy →

3줄 요약

① 희토류 충격은 산업마다 다름. 핵심은 NdFeB 자석, 그중 중국이 약 99% 쥔 중희토류 Dy·Tb 의존도와 대체·설계 여력임.

② 취약도 순위는 방산(대체 불가) → 해상풍력(자석 최다) → 전기차(완충 존재) → 반도체 → 로봇(잠재). 공급이 끊기면 방산·해상풍력이 먼저 멈추고, EV는 가격으로 버팀.

③ 투자는 비탄력 → 고밀도 → 완충 순으로 충격 선후를 구분하고, 의존도를 낮추는 기술(자석리스·입계확산·국내 정제)을 함께 봐야 함. (정보 제공 목적, 투자 자문 아님)

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※ 본 글의 수치는 2026년 6월 7일 기준 공개 자료(CSIS·Adamas Intelligence·IEEE Spectrum·학술 리뷰·업계 보도 등)를 재검증해 정리한 것임. F-35 희토류 약 400kg은 널리 인용되나 출처가 미공개 보고서라 논쟁적이며, EV·풍력의 자석량과 Dy·Tb 함량은 설계·모델에 따라 편차가 큼. 산업별 취약도 순위는 ‘대체 불가능성×비탄력성’ 기준의 정성 평가임.

※ 본 콘텐츠는 정보 제공 목적이며 특정 종목·자산의 투자 자문이 아님. 투자 판단과 책임은 본인에게 있음.