[삼화전기] (2) 중국 희토류 관련주 페라이트 대장주

 

1. 페라이트가 뭐야?

페라이트(Ferrite)는 철(Fe)과 산소(O)로 이루어진 화합물로, 주로 금속 산화물을 기본으로 한 자성물질이다 페라이트는 자기적 특성과 전기적 특성이 독특하여 전자기기 및 전력장치에 널리 사용된다.
 
1) 구성 및 구조
- 화학 구조: 페라이트는 철 산화물과 다른 금속산화물(니켈, 아연, 망간 등)로 구성된 복합 산화물이다.
- 결정 구조: 스피넬 구조 또는 육방정계 구조를 가지며, 이로 인해 강자성 또는 페리자성 특성을 가진다.
- 전기 절연체: 전기 전도성이 낮아 전류 손실을 줄이는 역할을 한다.
 
2) 특성
(1) 자기적 특성
- 자기장이 쉽게 형성되도록 한다.
- 자기장 변화에 따른 에너지 손실이 적다.
- 고주파에서 안정적인 자기적 특성을 유지한다.
(2) 전기적 특성
- 전기 절연성: 금속 자성체와 달리 전기가 흐르지 않아 고주파 손실 감소한다.
- 고유 저항 : 전자기파 손실이 적고 효율적인 에너지 변환 가능하다.
- 온도 안정성: 특정 온도(큐리 온도)이하에서 자성을 유지한다.
 
3) 종류
(1) 망간-아연 페라이트
- 고자속 밀도를 가진다.
- 저주파 대역에서 주로 사용한다.
(2) 니켈-아연 페라이트
- 고주파 대역에서 사용한다.
- 전기저항이 높아 고주파 손실이 적다.
(3) 소프트 페라이트
- 외부 자기장이 제거되면 자성을 잃는다.
- 코어(변압기, 인덕터)로 사용한다.
(4) 하드 페라이트
- 외부 자기장이 없어도 자성을 유지한다.
- 스피커, 모터, 센서 등에 사용한다.
 
4) 용도
(1) 전자기기
- EMI 필터: 고주파 신호 방해를 억제한다.
- 인덕터 코어 : 변압기, 리액터, 초크 코일 등
(2) 통신 
- 안테나 코어 : 라디오, RFID 리더기 등에서 사용한다.
- 고주파 신호 처리
(3) 에너지 변환
- 전력 변환기: SMPS(스위치 모드 전원 공급장치), 전기차 충전기
- 변압기 코어로 전력 손실 감소
(4) 자석
- 영구 자석으로 사용 (스피커, 모터, 센서)
(5) 기타
- 자기 메모리 소자
- 자기 공명 영상(MRI)장치
 
5) 장점
- 경량성 : 금속 자성체보다 가볍다.
- 내식성 : 녹슬지 않는다.
- 고효율 : 에너지 손실이 적어 고효율 전력 변환 가능하다.
- 저비용 : 저렴한 소재로 대량 생산 가능하다.
 
6) 단점
- 낮은 포화 자기화 : 금속 자성체에 비해 자력 생성 능력이 낮다.
- 취성 : 쉽게 깨질 수 있는 구조적 단점이 있다.
- 온도 민감성 : 높은 온도에서 성능이 전하될 수 있다. 
 

2. 희토류가 뭐야?

희토류 원소 :주기율표 57번~71번(란타넘족 원소)과 스칸듐(Sc), 이트륨(Y)을 포함한 17개읜 원소 그룹
대표적으로 네오디뮴, 디스프로슘, 테르븀 등이 포함되며, 첨단 기술 산업에서 필수적이다.
자성, 형광성, 촉매성 등 독특한 물리적 화학적 특성을 갖고 있으며 첨단 전자기기, 배터리, 전기차 모터 등에 필수적이다.
 
1) 중국의 희토류 생산
중국은 전세계 희토류 공급의 약 70% 이상을 차지하고 있다. 
전 세계 정제 및 가공의 90% 이상을 중국이 담당하며, 희토류 원광을 정제하여 고순도 소재로 가공하는 기술력이 뛰어나다. 가공된 희토류는 영구자석, 리튬 배터리, LED, 풍력 터빈 등에 사용된다.
주요 수출국은 미국, 일본, 유럽연합 등이며, 첨단산업(반도체, 전기차, 군사장비)에 필수적이므로 글로벌 공급망에서 핵심적인 위치에 있다.
 
2) 희토류의 용도
- 첨단 기술 산업 : 영구자석 (전기차 모터, 풍력 터빈), 배터리(전기차, 스마트폰), 디스플레이 (LED,LCD,OLED), 반도체(고속 데이터 전송 장치)
- 군사 및 우주 기술 : 레이더, 미사일 시스템, 위성 통신 장비
- 재생 가능 에너지 : 태양광 패널, 풍력 발전기
 
3) 중국 희토류의 전략적 중요성
- 희소성과 대체 불가능성 : 희토류는 지구상에서 채굴이 어렵고, 정제 과정이 복잡하다. 대체 소재가 부족해 전 세계 산업에 필수적이다.
- 중국은 채굴, 정제, 가공 모든 단계에서 독점적인 기술과 시장 점유율을 보유한다. 글로벌 공급망에서 중요한 역할을 담당하며, 자원 무기화 가능성도 존재한다.
- 중국은 희토류를 경제적 외교적 카드로 활용한다. 2010년 일본과의 영토 분쟁 당시, 일본으로의 희토류 수출을 중단한 사례가 있다.
 
4) 문제점
- 환경오염 : 희토류 채굴 및 정제 과정에서 방사성 물질과 유독 폐기물이 발생한다. 내몽골 지역 등 환경 피해가 심각하다.
- 전 세계가 중국의 희토류 공급에 지나치게 의존한다. 이는 기술 산업과 안보에 잠재적 리스크를 초래할 수 있다.
- 중국 내 희토류 매장량 감소 우려.
 
5) 희토류 시장의 변화
- 글로벌 분산 노력: 미국, 일본, 유럽이 희토류 의존도를 줄이기 위해 호주, 캐나다, 브라질 등에서 희토류를 개발.
- 재활용 기술 개발: 희토류 자원의 재활용 및 대체 기술 및 연구 활발
- 중국의 내수 강화: 자국 산업 발전을 위해 희토류 수출을 제한하는 정책 강화
 

3. 삼화전기가 왜 페라이트 관련주이고, 희토류와는 무슨관계?

삼화전기가 페라이트를 직접 생산하진 않지만 자회사 삼화전자의 기술력과 시장 점유율이 삼화전기를 페라이트 관련주로 평가하고 있다. 
또 중국의 수출 제한으로 희토류 수출이 힘들어지는데 페라이트가 뜨는 걸까? 페라이트가 희토류의 대체품이 될 수 있기 때문이다.
 
하지만, 페라이트가 희토류 대체품이 될 수 있는지는 사용하는 용도와 요구되는 성능에 따라 다르다. 각각이 모두 자성을 가진 재료이지만, 그 물리적 특성과 응용 분야가 다르다. 일부 응용 분야에서 페라이트는 희토류를 대체할 수 있지만, 성능 면에서 제한이 있다. 
 
1) 페라이트와 희토류의 차이

특성	페라이트	희토류 자석
구성	철산화물 기반	희토류 원소
자기 특성	상대적으로 약한 자성	강력한 자성
온도 안정성	고온에서 자기 특성 유지가 제한적	고온에서 높은 성능 유지
비용	저렴	비싸고 공급망 의존도가 높음
무게	가벼움	상대적으로 무거움

 
2) 희토류가 페라이트로 대체 가능한 경우
(1) 저가 대체품으로 활용
페라이트는 가격이 저렴하고 생산이 용이하기 때문에 고성능 자석이 필요하지 않은 응용 분야에서  희토류 자석을 대체할 수 있다. 
예) 가전제품의 소형 모터, 스피커, 변압기 코어
(2) 환경 및 공급망 문제 해결
페라이트는 비교적 친환경적이며, 전 세계적으로 쉽게 채굴 및 가공할 수 있다.
(3) 전력 변환 장치
전기적 손실이 적고 고주파 대역에서 잘 작동하여 변압기, 리액터 코어 등에서 사용. 이런 응용에서는 페라이트가 희토류 자석이 필요하지 않다.
 
3) 페라이트가 대체할 수 없는 경우
(1) 고성능 자석이 필요한 경우
- 전기차 모터, 풍력 발전기, 항공 우주 장비 등에는 강력한 자속 밀도와 내열성이 필수이다. 이 경우에는 페라이트가 대체할 수 없다.
(2) 소형화 요구
- 희토류 자석은 고자력을 가지면서 크기를 작게 설계할 수 있어 소형 전자기기 (스마트폰, 노트북 등)에 적합하다.
페라이트는 부피와 무게가 더 크기 때문에 소형화가 어렵다. 
(3) 온도 안정성
- 희토류 자석은 고온 환경에서도 자기 성능을 유지하므로, 극한 환경에서 중요한 역할을 한다.
페라이트는 이러한 온도 안정성이 부족하다.
 
4) 미래 가능성
(1) 페라이트의 성능 개선
- 연구개발을 통해 페라이트의 자기 특성과 온도 안정성을 개선하려는 시도가 이루어지고 있다.
- 새로운 합성 기술과 첨가물을 통해 일부 희토류 자석의 특성을 모방할 수 있다.
(2) 복합 재료 개발
- 페라이트와 희토류 자석을 조합한 하이브리드 자석이 개발중이다
이런 복합 재료는 비용 절감과 성능 균형을 동시에 달성하려는 목적이 있다.
(3) 희토류 대체 기술
- 그래핀, 나노물질 등 새로운 자성 소재 개발로 희토류 의존도를 낮추려는 연구도 병행중이다. 
 
5) 결론
페라이트는 비용 효율적이고 환경 친화적인 대안으로 일부 응용 분야에서 희토류를 대체할 수 있다.
그러나 고성능 자석이 필요한 고급 산업에서는 페라이트가 희토류를 완전히 대체하기는 어렵다.
장기적으로 페라이트와 희토류의 상보적 역할을 통해 다양한 산어에서 균형잡힌 활용이 이루어질 것으로 보인다.