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미래를 밝히다: 광학 설계 소프트웨어 시장의 미개척 분야

• 인공지능과 머신러닝의 통합이 확대되면서 설계 프로세스에 혁명이 일어나고 있습니다 . AI 기반 소프트웨어는 복잡한 계산을 자동화하고, 제조 가능성을 고려하여 설계를 최적화하며, 인간의 능력을 훨씬 뛰어넘는 광범위한 솔루션을 탐색할 수 있습니다. 예를 들어, AI 알고리즘은 이제 1,500만 개 이상의 표면을 가진 렌즈 시스템의 성능을 한 시간 이내에 예측할 수 있습니다.
• 자유형 광학 설계에 특화된 전문 소프트웨어에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 이러한 비대칭 광학 표면은 더욱 소형화되고 효율적인 광학 시스템을 가능하게 합니다. 자유형 광학 설계 관련 특허 출원 건수가 급증하여 2024년에만 3,000건 이상의 신규 출원이 이루어졌으며, 이는 강력한 혁신 추세를 보여줍니다. 이러한 변화는 소프트웨어 개발자들이 틈새 시장이지만 빠르게 성장하는 이 분야에 대응할 수 있는 기회를 창출하고 있습니다.

혁신 촉진: 광학 설계 소프트웨어 시장에서 첨단 자동차 광학에 대한 수요 급증 

자동차 산업은 광학 혁명을 향해 빠르게 나아가고 있습니다. 자동차 제조업체들이 자율주행과 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)을 더욱 심화함에 따라 정교한 광학 설계 소프트웨어에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 2025년에만 3,500만 개가 넘는 새로운 카메라 및 LiDAR 모듈이 차량에 통합될 것으로 예상되며, 각 모듈은 첨단 시뮬레이션과 정밀 엔지니어링을 필요로 합니다. 더욱이 설계 복잡성은 새로운 차원으로 치솟고 있습니다. 단일 헤드라이트 시스템은 이제 200만 개 이상의 광선 시뮬레이션을 요구하며, 최신 헤드업 디스플레이(HUD)는 승인 전에 500개 이상의 광학 구성을 분석해야 합니다. 광학 설계 소프트웨어 시장의 이러한 과제를 해결하기 위해 엔지니어링 팀이 확대되고 있습니다. 2024년 주요 자동차 제조업체들은 ADAS 프로젝트에 평균 75명의 광학 엔지니어를 고용했습니다.

가상 개발이 새로운 표준으로 자리 잡고 있으며, 실제 센서가 구축되기 전에 약 1,200개의 디지털 프로토타입이 제작됩니다. 비, 안개, 눈부심을 고려한 기상 모델링은 차량 모델당 최대 10테라바이트의 시뮬레이션 데이터를 생성할 수 있습니다. 열 모델링은 복잡성을 한층 더 높이는 요소입니다. 한 1차 공급업체는 2025년 상반기에만 5만 건이 넘는 특수 시뮬레이션을 실행했습니다.

팀 간 혁신도 확대되고 있으며, 광학 및 기계 엔지니어는 2024년에 회사당 평균 15개의 프로젝트에 협업했습니다. 2025년 말까지 고급 차량에는 200개가 넘는 광학 구성 요소가 포함될 것으로 예상되며, 이는 광학이 자동차 설계의 새로운 영역으로 부각됨을 의미합니다.

현실 형성: AR/VR 및 소형 광학에 대한 수요 급증

증강현실과 가상현실이 발전함에 따라 광학 설계 혁신에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 차세대 AR 안경과 VR 헤드셋은 정교한 도파관과 마이크로 렌즈 어레이 광학 기술을 사용하는데, 이러한 분야에는 수백만 개의 빛 상호작용을 처리할 수 있는 정밀 시뮬레이션 소프트웨어가 필요합니다.

2025년에는 1천만 대 이상의 고급 AR/VR 헤드셋이 출시될 예정이며, 각 헤드셋에는 5백만 개 이상의 광학 표면이 포함된 시뮬레이션이 통합되어 있습니다. 단일 AR 도파관은 완성되기 전에 800번의 반복 작업을 거칠 수 있으며, 현재 미세 광학 기능은 최대 1마이크로미터까지 미세화될 수 있습니다.

혁신 경쟁은 수치로 입증됩니다. 2024년에는 4,500건 이상의 AR/VR 광학 특허가 등록되었고, 상위 제조업체들은 2025년 초 10만 시간 이상의 계산 분석 시간을 기록했습니다. AR 헤드셋 하나를 설계하는 데 최대 20테라바이트의 데이터 저장 용량이 소모될 수 있습니다. 현재 전 세계적으로 12,000명의 엔지니어가 근거리 디스플레이 전문 엔지니어로 활동하고 있으며, 평균적인 기기에는 35개의 고유한 광학 부품이 포함됩니다. 2025년까지 50개 이상의 새로운 AR/VR 기기가 출시될 예정이며, 각 기기는 광학 설계의 끊임없는 발전을 통해 구동될 것입니다.

부분 분석 

소프트웨어 솔루션, 시장 지배력 강화
소프트웨어 부문은 광학 설계 소프트웨어 시장에서 72.21%의 압도적인 점유율을 기록하며 광학 엔지니어링 전반의 혁신과 접근성 향상에 중추적인 역할을 하고 있습니다. 이러한 선도적인 입지는 엔지니어가 더욱 발전되고 효율적인 광학 시스템을 개발할 수 있도록 지원하는 지속적인 소프트웨어 발전에 기인합니다. 2024-2025년 릴리스는 이러한 모멘텀을 더욱 강화했습니다. CODE V 2024.03은 11개의 새로운 모델 사례를 추가하여 설계 참조 범위를 확장했으며, Ansys Zemax OpticStudio 2024 R2는 ISOA, ISOB, ISOC, ISOD의 네 가지 새로운 피연산자를 통해 공차 기능을 업그레이드하여 설계자가 표면 정밀도를 더욱 세밀하게 제어할 수 있도록 지원합니다.

SPIE Photonics West 2025에서는 1,400개 이상의 전시업체와 24,000명의 참석자가 소프트웨어 기반 R&D를 다루는 5,000개의 기술 프레젠테이션과 함께 이 분야의 활력을 강조했습니다. 광학 설계 소프트웨어 시장의 공급업체도 OpticStudio의 Nikon-Hikari 카탈로그 업데이트와 CODE V의 2,400개 렌즈 모델 라이브러리에서 볼 수 있듯이 재료 생태계를 풍부하게 하고 있습니다. 현재 40% 증가한 클라우드 기반 시뮬레이션으로의 전환은 협업을 혁신하고 있으며, 다중 사용자 연구 그룹은 실시간 시각화를 위해 3DOptix와 같은 플랫폼을 활용하고 있습니다. 소프트웨어 민주화는 학술적 접근성도 확대하고 있습니다. Lambda Research의 교육용 라이선스와 Optiwave의 70개국 글로벌 네트워크가 이러한 추세를 잘 보여줍니다. 한편, Ansys Lumerical FDTD 2025 R1의 GPU 가속은 메싱 시간을 크게 단축하여 대규모 광학 설계 계산의 성능과 효율성에 대한 새로운 기준을 제시했습니다.

3DIC 기술, 소형화 리더십 강화
24.5%의 시장 점유율을 기록한 3DIC 부문은 전자 및 광자 부품의 소형 고성능 통합을 통해 광학 설계 소프트웨어 시장에 혁신을 일으키고 있습니다. 수직 적층 아키텍처는 전력 손실과 공간을 최소화하며, 이는 항공우주, 통신, 가전제품과 같이 빠르게 발전하는 분야에서 매우 중요합니다. 2025년 6월 출시된 지멘스의 Innovator3D IC 제품군은 칩당 500만 개 이상의 핀을 관리하는 확장 가능한 설계 프레임워크를 통해 차세대 전자 제품의 신뢰성을 보장하는 획기적인 이정표를 세웠습니다. 업계 협력을 통해 전자 및 광자 워크플로우의 통합이 더욱 강화되고 있습니다. Ansys와 TSMC의 AI 지원 설계 파트너십은 컴팩트 유니버설 포토닉스 엔진(COUPE)을 개발하여 전례 없는 정밀도로 광자 및 전자 모듈의 칩 적층을 가능하게 했습니다.

Ansys가 NVIDIA Omniverse API를 통합하여 전자기 및 열 현상의 실시간 3D 시각화를 제공하면서 시각적 분석이 광학 설계 소프트웨어 시장의 새로운 영역으로 진출하고 있습니다. Innovator3D IC Protocol Analyzer는 신속한 시스템 레벨 검증을 위한 자동화된 사후 경로 전자기 모델링 기능을 추가했으며, RedHawk-SC Electrothermal은 고급 멀티칩 모듈을 위한 기계적 응력 모델링 기능을 확장했습니다. 이러한 기능들을 통해 설계 주기를 단축하고 성능 예측 가능성을 향상시킵니다. 또한, Ansys-TSMC-Synopsys의 AI 지원 RF 마이그레이션 협업을 통해 프로세스 노드 간 아날로그 회로 전송이 자동화되어 출시 기간을 최대 30% 단축하고 미래 소자 제조 분야에서 3DIC의 전략적 입지를 강화할 수 있게 되었습니다.

박막 코팅, 애플리케이션 패권 확보
박막 코팅은 광학 설계 소프트웨어 시장에서 24.8%라는 놀라운 점유율을 차지하며 고정밀 애플리케이션에서의 우위를 더욱 확고히 하고 있습니다. 업계에서 디스플레이, 태양광 패널, 이미징 장치에서 탁월한 광 관리 기술을 추구함에 따라 박막 설계는 광학 혁신의 핵심으로 자리 잡았습니다. 고급 시뮬레이션 도구를 통해 수백 가지 구조적 조합을 시험할 수 있게 되었습니다. 2025년 한 연구에서는 780건의 시뮬레이션 시험을 통해 28%의 효율을 달성한 박막 태양 전지를 개발했는데, 이는 기존 벤치마크 대비 상당한 개선입니다. 또 다른 연구에서는 오염 방지 코팅을 적용하여 패널당 2.6달러의 명목 비용으로 태양광 모듈 수율을 3% 이상 향상시켜 효율성과 경제성 모두 향상되었음을 입증했습니다. 민감도 기반 정밀화와 같은 소프트웨어 혁신을 통해 제조 현실에 맞춰 자동화된 최적화를 구현하고, 이론과 확장성을 결합할 수 있습니다.

한편, 박막 태양 전지 효율 증폭에 필수적인 분산 브래그 반사기와 같은 복잡한 구조를 처리하는 도구들이 발전하고 있습니다. 이론적 모델은 미세층 조정을 통해 최대 27.8%의 효율 향상 가능성을 제시하며, 3D "역 오팔" 결정 구조의 실험적 도입을 통해 이미 근적외선 흡수율이 10% 향상되었습니다. 이러한 알고리즘 정밀도의 급증과 재료 과학의 시너지 효과는 박막 코팅을 글로벌 광학 설계 소프트웨어 시장에서 필수적인 결합 조직으로 확고히 자리매김하게 합니다.

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지역분석 

북미 광학 디자인 혁신을 선도하는

북미는 광학 설계 소프트웨어 시장에서 36.76%의 점유율로 압도적인 우위를 점하고 있으며, 이는 막대한 R&D 투자와 핵심 기술 분야의 선도적 입지에 힘입은 것입니다. 2025년 미국 반도체 산업 정보 시스템(CHIPS)법은 5,400억 달러 이상의 민간 투자를 촉진하여 차세대 반도체 제조 시설 및 장비 설계 소프트웨어 수요를 직접적으로 증가시킬 것입니다. 이러한 산업 확장은 미국 내 76개 주요 반도체 제조 공장의 지원을 받고 있습니다. 미국 반도체 산업의 발전 의지는 2024년 562억 달러 규모의 R&D 투자에서 여실히 드러났으며, 이는 새로운 광학 부품의 개발 및 테스트를 위한 첨단 소프트웨어의 필요성을 시사합니다.

이 지역의 최첨단 기술에 대한 광학 설계 소프트웨어 시장 수요는 소프트웨어 수요를 더욱 촉진하고 있습니다. 미 공군이 2024년 AR/VR 훈련 프로그램에 180만 달러를 투자한 것은 항공우주 및 방위 산업 분야에서 특수 광학 설계에 대한 수요가 증가하고 있음을 보여줍니다. 소비자 시장에서는 Xreal Air 2 Ultra 안경과 같은 기기의 출시가 복잡하고 컴팩트한 광학을 모델링할 수 있는 소프트웨어를 필요로 하는 AR/VR 시장의 활성화를 시사합니다. 이러한 추세는 미국 디지털 아바타 시장의 호조에 힘입어 더욱 강화되고 있습니다. 또한, 2030년까지 3억 2,630만 달러의 시장 규모를 형성할 것으로 예상되는 캐나다의 광자공학 시장은 광학 설계 도구에 대한 고객 기반을 확대하고 있습니다.

아시아 태평양, 글로벌 전자 및 반도체 제조에 힘쓰다

아시아 태평양 지역은 강력한 성장 동력으로, 독보적인 제조 규모를 통해 광학 설계 소프트웨어에 대한 엄청난 수요를 창출하고 있습니다. 2024년 첫 4개월 동안 중국의 집적회로 생산량은 1,354억 개에 달하며 반도체 리소그래피 및 검사 분야에서 소프트웨어에 대한 절실한 수요를 뒷받침했습니다. 이러한 수요는 2024년 16억 7천만 대에 달할 것으로 예상되는 휴대폰 생산량으로 더욱 확대될 전망이며, 각 휴대폰에는 정교하게 설계된 카메라 렌즈와 디스플레이 광학 장치가 필요합니다. 대만의 중요한 역할은 15개의 IC 웨이퍼 제조업체와 TSMC가 2024년에 건설할 7개의 신규 공장에서 두드러지게 드러납니다. 이러한 확장은 설계 소프트웨어 라이선스 및 플랫폼에 대한 상당한 투자를 필요로 합니다.

정부와 기업들은 이러한 리더십을 유지하기 위해 막대한 투자를 하고 있습니다. 한국은 정교한 광학 모델링에 의존하는 OLED 및 차세대 디스플레이 기술 분야에서의 리더십을 강화하기 위해 2025년에 약 3천만 달러의 R&D 지원을 투입할 예정입니다. 한편, TSMC는 AI 개발을 지원하기 위해 2026년까지 직원 수를 10만 명 이상으로 확대할 계획이며, 이는 아시아 태평양 전역에서 고급 설계 및 시뮬레이션 소프트웨어 사용자 기반을 크게 확대할 것입니다.

유럽, 광자공학 및 첨단 제조 혁신 주도

광학 설계 소프트웨어 시장에서 유럽의 중요한 입지는 고부가가치 전문 산업에 대한 집중을 통해 더욱 공고히 다져졌습니다. 2024년 250억 달러의 매출을 올리고 8만 4,800명의 일자리를 창출한 영국의 활발한 광자공학 산업은 광학 설계 도구에 대한 방대하고 정교한 사용자 기반을 갖추고 있습니다. 독일은 정밀 공학 분야에서 강력한 입지를 확보하고 있으며, 첨단 3D 영상 시스템과 같은 복잡한 의료 기기의 지속적인 혁신을 통해 강력한 시뮬레이션 소프트웨어가 필요함에 따라 관련 수요도 지속적으로 증가하고 있습니다. 유럽의 딥테크(Deep Tech)에 대한 의지는 유럽우주국(ESA)이 2025년 77억 유로 규모의 예비 예산을 편성한 것에서도 더욱 분명하게 드러납니다. 이 예산은 맞춤형 광학 탑재체에 크게 의존하는 위성 및 탐사 프로젝트에 자금을 지원할 예정입니다.

더욱이 유럽 광학 설계 소프트웨어 시장은 글로벌 반도체 공급망에서 독보적이고 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 네덜란드에 본사를 둔 ASML은 필수적인 고급 리소그래피 장비의 독점 제조업체로, 이 장비의 설계는 광학 엔지니어링의 정점이자 설계 소프트웨어의 핵심 시장을 대표합니다. 2025년부터 2027년까지 유럽과 중동 전역의 300mm 팹 장비에 270억 달러를 투자할 예정이며, 이는 이러한 첨단 제조 장비의 설계 및 최적화에 사용되는 소프트웨어에 대한 지속적이고 장기적인 수요를 보장합니다.

광학 설계 소프트웨어 시장의 최근 동향 

• Synopsys가 Ansys를 인수(2024년 1월): Synopsys는 약 350억 달러에 Ansys를 인수한다고 발표했습니다. 이는 실리콘-시스템 설계 솔루션 분야의 강자가 탄생하는 획기적인 거래로, Ansys의 시뮬레이션 및 분석 포트폴리오와 Synopsys의 반도체 설계 소프트웨어가 통합되었습니다.
• Keysight Technologies가 광 테스트 및 측정 회사 인수(2024년 5월): Keysight는 광 테스트 및 측정 솔루션을 전문으로 하는 회사를 인수하여 광통신 및 광자 집적 회로(PIC) 시장의 고객에게 더 나은 서비스를 제공하기 위해 포트폴리오를 강화했습니다.
• Intel Capital Funds Silicon Photonics Innovator(2024년 4월): Intel Capital은 데이터 센터와 고성능 컴퓨팅을 위한 고속 광 상호 연결 개발을 발전시키는 것을 목표로 실리콘 포토닉스를 전문으로 하는 회사에 대한 자금 조달 라운드를 주도했습니다.
• Cadence, 인수로 광자공학 역량 확대(2024년 3월): Cadence Design Systems는 통합 광자공학 설계 자동화 도구 전문 개발업체를 인수하여 광 트랜시버 및 공동 패키지 광학 제품에 대한 성장하는 시장에 대응할 역량을 강화했습니다.
• 사모펀드 회사가 Zemax에 투자(2024년 6월): 대표적인 사모펀드 회사가 광학 설계 소프트웨어 공급업체인 Zemax에 상당한 투자를 하여 제품 로드맵을 가속화하고 시장 범위를 확대했습니다.

글로벌 광학 설계 소프트웨어 시장의 최고 기업 

• 3D 옵틱스
• (주)에이에이치
• 에어리옵틱스(주)
• 얼터 테크놀로지
• 앤시스
• BeamXpert
• 컴솔
• ELE 광학
• 엑셀리타스(Qioptiq)
• K2렐름
• 람다 리서치 코퍼레이션
• LTI 광학 LLC
• 루메리칼
• 광자 엔지니어링 LLC
• 시놉시스
• 제맥스
• 다른 저명한 플레이어

시장 세분화 개요:

솔루션별

• 소프트웨어
  • 구름
  • 오프라인
• 서비스
  • 관리됨
  • 전문적인

기술별

• AI 및 머신러닝
• 애플리케이션 보안 테스트
• 3DIC
• 설계 기술 공동 최적화
• DevSecOps
• 핀펫
• 휴대용 다중 모드 전화기

애플리케이션 별

• 이미징
• 박막코팅
• 비선형 광학
• 퀀텀닷
• 푸리에 광학
• 가우스 빔

업종별

• 항공우주 및 방위
• 자동차
• 의료
• 조작
• 공공 부문

지역별

• 북아메리카
  • 미국
  • 캐나다
  • 멕시코
• 유럽
  • 서유럽
    • 영국
    • 독일
    • 프랑스
    • 이탈리아
    • 스페인
    • 서유럽의 나머지 지역
  • 동유럽
    • 폴란드
    • 러시아 제국
    • 나머지 동유럽
• 아시아 태평양
  • 중국
  • 인도
  • 일본
  • 호주 및 뉴질랜드
  • 대한민국
  • 아세안
  • 아시아 태평양 지역
• 중동 및 아프리카(MEA)
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