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 왜 수요가 증가하고 있을까?

1. 실패의 높은 비용: 제약, 특수 화학, 반도체와 같은 산업에서는 단일 배치 실패로 인해 수백만 달러의 자재 낭비와 생산 시간 손실이 발생할 수 있습니다. 기존의 실험실 테스트는 배치가 완료된 후에야 문제를 파악할 수 있습니다. 공정 분광법을 사용하면 작업자가 표준 공정에서 발생하는 편차를 실시간으로 배치가 손상되기 전에 즉각적인 시정 조치를 취할 수 있습니다.
2. 효율성과 수익성 향상을 위한 노력: 공정 분광학은 지속적인 데이터를 제공함으로써 기업이 놀라운 정밀도로 공정을 최적화할 수 있도록 지원합니다. 화학 반응이 완료되는 정확한 시점을 파악하여 과도한 처리로 인한 에너지와 원자재 낭비를 방지할 수 있습니다. 더욱 빠른 분석은 사이클 타임 단축, 처리량 증가, 그리고 궁극적으로 수익성 향상으로 이어집니다.
3. 규제 압력과 품질 의무: 정부 기관, 특히 미국 식품의약국(FDA)의 공정 분석 기술(PAT) 프레임워크는 제조업체가 제품 개발 초기 단계부터 품질을 관리하고, 최종 단계에서 품질을 테스트하도록 강력히 권장하고 있습니다. 공정 분광법은 PAT 구현의 핵심 기술로, 규제 기관이 현재 기대하는 실시간 모니터링 및 분석 기능을 제공합니다.

공정 분광학 시장을 형성하는 가장 두드러진 두 가지 추세는 무엇입니까?

• 인라인 공정 제어를 위한 초분광 이미징 도입이 가속화되고 있습니다.

 초분광 시스템은 기존의 단일 지점 측정 방식을 넘어 디지털 이미징과 분광학을 결합하여 실시간으로 제품의 상세한 화학 지도를 생성합니다. 제약 및 식품 가공 산업에서 이 기술은 혼합 균일성 검증, 코팅 농도 평가, 그리고 가동 중인 생산 라인에서 이물질 검출에 매우 중요하며, 제품 품질에 대한 훨씬 더 포괄적인 관점을 제공합니다.

• 소형화 및 휴대성의 급속한 발전

제조업체들은 미세전자기계시스템(MEMS)과 같은 기술을 활용하여 강력하고 휴대하기 편리한 소형 분광기를 개발하고 있습니다. 이러한 장치는 실험실에서 생산 현장으로 바로 분석 작업을 이전합니다. 작업자는 원자재 또는 공정 중 배치에 대한 즉각적이고 실행 가능한 데이터를 확보하여 민첩성을 높이고 중앙 집중형 실험실에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다. 모든 작업 환경에서 분석 기능을 민주화하는 견고하고 사용자 친화적인 장비를 개발하는 데 중점을 두고 있습니다.

현재 수익성이 있는 것으로 보이는 2가지 기회는 무엇입니까? 

• 첨단 생물제약 제조로 전례 없는 분석 수요 창출

생물학, 세포 치료, 유전자 치료 분야의 폭발적인 성장은 공정 분광학 시장 수요를 견인하는 주요 동력입니다. 복잡한 세포 배양 및 발효 공정에 대한 엄격한 실시간 제어가 필요하기 때문에 인라인 분광학은 필수적입니다. 투자 규모도 막대합니다. 일라이 릴리는 2025년 완공을 목표로 첨단 PAT(프로세스 분석) 기술을 갖춘 독일 신규 생산 시설에 25억 달러를 투자할 예정입니다. 마찬가지로 후지필름 다이오신스 바이오테크놀로지스는 2025년부터 운영을 시작할 세포 배양 시설 확장에 16억 달러를 투자할 예정입니다. 또 다른 예로, 머크가 2024년에 건설할 6억 5천만 달러 규모의 신규 생물학 시설과 론자가 5억 스위스 프랑을 투자한 신규 포유류 생산 공장이 있습니다.

이러한 투자는 주요 공급업체의 탄탄한 재무 실적에 반영되어 있습니다. Sartorius의 Lab Products & Services 부문은 2024년 매출을 약 23억 유로로 예상합니다. 마찬가지로 Danaher의 Biotechnology 부문은 2024년 약 72억 달러의 매출을 기록했으며, Thermo Fisher의 BioProduction Group은 60억 달러 이상의 매출을 달성했습니다. 수요 파이프라인은 탄탄하며, FDA 산하 CBER은 2025년까지 매년 200건 이상의 새로운 세포 및 유전자 치료 신청을 접수할 것으로 예상합니다. 2024년 기준 2억 5천만 달러 이상의 가치를 지닌 NIIMBL의 프로젝트 포트폴리오와 같은 정부 지원은 혁신을 더욱 가속화합니다. 직접적인 재정적 이점은 명확하며, 한 주요 바이오제약 회사는 공정 분광법을 활용한 연속 제조를 도입하여 2024년에 5천만 달러 이상의 절감 효과를 보고했습니다.

• 반도체 및 EV 배터리 생산에는 극한의 공정 제어가 필요합니다.

반도체 및 전기차 배터리 부문의 수요는 공정 분광학 시장의 또 다른 강력한 성장 동력을 창출하고 있습니다. 이러한 산업에서는 미세한 불순물이 치명적인 고장으로 이어질 수 있으므로 실시간 화학 물질 모니터링이 필수적입니다. 설비 투자 규모는 엄청납니다. TSMC의 2025년 투자 계획은 350억 달러에서 390억 달러 사이로 예상됩니다. 인텔은 2025년 생산 개시를 목표로 오하이오주에 두 개의 신규 반도체 공장 건설에 200억 달러를 투자했습니다. 삼성전자의 2024년 반도체 부문 설비 투자액은 약 48조 원(약 360억 달러)이었습니다. 2024년 전 세계적으로 29개의 신규 반도체 생산 시설이 착공되었습니다.

공급망에 대한 투자 붐은 공정 분광학 시장의 분석 도구 수요를 강조합니다. 글로벌웨이퍼스(GlobalWafers)는 텍사스에 50억 달러 규모의 실리콘 웨이퍼 공장을 건설 중이며, 2025년 준공을 목표로 하고 있습니다. 약 530억 달러 규모의 미국 CHIPS 및 과학법(CHIPS and Science Act)과 같은 정부 지원책이 건설을 가속화하고 있습니다. 주요 장비 공급업체들은 이러한 수혜를 누리고 있습니다. KLA 코퍼레이션은 2024 회계연도에 96억 달러의 매출을 기록했고, 어플라이드 머티어리얼즈(Applied Materials)의 공정 진단 및 제어(Process Diagnostics and Control) 부문 매출은 25억 달러를 돌파했습니다. 32억 달러 규모의 스텔란티스-삼성SDI 기가팩토리와 SK온의 미국 공장 투자(51억 달러) 등 전기차 배터리 제조 부문의 호황은 시장에 새로운 지평을 열어줄 것입니다.

부분 분석

분자 분광학, 기술 발전 경쟁을 선도하다

분자 분광학은 48%의 시장 점유율을 기록하고 있으며, 심층적인 분석 능력으로 공정 분광학 시장에서 확실한 기술 선도 기업입니다. 정밀하고 비파괴적인 분자 통찰력을 제공하는 능력은 중요한 장점입니다. 2024년에만 1,200편 이상의 연구 논문이 발표되었고 200회 이상의 컨퍼런스 세션이 개최되는 등 과학계의 관심이 두드러집니다. 이러한 학계 및 산업계의 관심은 2025년 NMR 연구에 대한 5천만 달러 투자를 포함하여 상당한 자본 투자로 뒷받침되고 있습니다. 스펙트럼 데이터 분석을 위한 클라우드 플랫폼 도입이 40% 증가하여 복잡한 워크플로우를 간소화하는 것에서 알 수 있듯이 이러한 성장은 실질적인 성과입니다. 2025년에 테라헤르츠 분광학의 15가지 새로운 상업적 응용 분야가 예상됨에 따라 새로운 영역으로의 확장은 역동적이고 진화하는 분야를 강조합니다.

이 기술의 광범위한 채택은 공정 분광학 시장의 다양한 분야에서 제품 무결성을 보장하는 데 있어 이 기술이 입증된 가치를 입증합니다. 예를 들어, 2025년 아시아 식품 안전 연구실에 300개의 새로운 장비가 설치될 것으로 예상되는 것은 품질 보증을 위한 분자 기술에 대한 전 세계적 의존도가 증가하고 있음을 보여줍니다. 더욱이, 2024년에 발표된 4개의 새로운 규제 지침에서 분자 분광학의 사용을 의무화함에 따라, 분자 분광학은 선호되는 방법에서 필수 표준으로 전환되고 있습니다. 이러한 규제 지원과 2024년에 체결된 최소 5개의 주요 산학 협력은 차세대 공정 제어 시스템에서 분자 분광학의 지속적인 우위와 통합을 보장합니다.

• 2024년 조사에 따르면 화학 제품 생산자의 65%가 라만 분광법 기술에 대한 지출을 늘릴 계획이라고 밝혔습니다.
• 2022년 기준 유럽의 제약품 생산 가치는 3,740억 달러로, 이는 분자 분석 사용의 주요 동인입니다.
• 분자 분광법은 다양한 용도로 활용 가능하기 때문에 간단한 화학물질부터 복잡한 생물학적 분자까지 모든 것을 분석할 수 있습니다.

공정 분광학 시장의 원동력인 제약품

제약 산업 의 35%에 달하는 상당한 시장 점유율은 FDA와 같은 기관에서 의무화한 엄격하고 타협 불가능한 품질 기준의 직접적인 결과입니다. 공정 분석 기술(PAT) 도입이 주요 촉매제이며, 기업들은 2024년에 생산 주기를 15% 단축했다고 보고했습니다. 분광학이 품질 검사에서 핵심 제조 도구로 전환됨에 따라 이러한 효율성 향상은 매우 중요합니다. 2024년 5월 FDA의 START 프로그램 도입은 이러한 첨단 기술의 통합을 더욱 가속화할 것으로 예상됩니다. 투자는 더욱 스마트한 시스템으로 흘러가고 있으며, 2025년에는 신약 개발을 위한 AI 기반 스펙트럼 분석에 1억 달러가 투자될 것으로 예상됩니다. 이는 공정 분광학 시장에서 예측 및 자동화된 품질 관리로의 전환을 시사합니다.

재정적, 운영적 이점이 매우 뛰어나 경쟁 우위를 확보하기 위해 도입이 필수적입니다. 예를 들어, 인라인 분광법을 도입한 결과 배치 실패율이 20% 감소했으며, 한 회사는 2024년에 200만 달러 이상을 절감했다고 보고했습니다. 2025년 기준 신규 시스템의 투자 회수 기간이 18개월에 불과하다는 점을 고려하면 경제적 타당성은 명확합니다. 업계 인프라 또한 적응하고 있으며, 2024년에는 PAT 전문 계약 제조 업체가 10% 성장하고 공정 분석 화학자 채용 공고가 1,500건 이상 접수되었습니다. 업계가 2025년까지 가동될 50개의 연속 생산 라인을 목표로 계속 발전함에 따라, 내장형 실시간 분광법에 대한 의존도는 더욱 심화될 것입니다.

• 2024년에는 제약 생산에서 분광법을 활용한 인라인 품질 검사점의 수가 5개에서 8개로 증가했습니다.
• 연속 제조는 효과적으로 기능하기 위해 수십 개의 통합 분광 센서에 의존합니다.
• 원자재 검증은 핵심 응용 분야로, 생산을 시작하기 전에 비용이 많이 드는 오류를 방지합니다.

공정 분광 시장에서 하드웨어 부문의 우위

하드웨어 구성 요소의 80%에 달하는 시장 점유율은 시장의 원동력으로서의 입지를 공고히 합니다. 이러한 우위는 단순히 수량 때문이 아니라 필요성 때문입니다. 모든 분석에는 물리적 장비가 필요합니다. 2024년, Agilent가 3개의 새로운 분광기 모델을 출시하고 Bruker가 2025년을 목표로 2천만 달러의 R&D 투자를 단행한 것은 이 분야의 끊임없는 혁신을 보여줍니다. 데이터 수집 속도가 두 배로 향상된 새로운 FTIR 시스템과 같은 향상된 하드웨어는 산업계가 더 빠르고 정보에 입각한 의사 결정을 내릴 수 있도록 지원합니다. 이러한 장비의 작동 수명 또한 12년으로 연장되어 상당한 초기 투자 대비 더 높은 수익을 제공합니다. 2025년 예상되는 10,000건의 신규 유지보수 계약부터 2024년 하드웨어 교육 프로그램 등록 3,000건 이상에 이르기까지 전체 생태계는 이러한 중요 자산의 물리적 설치 및 운영을 중심으로 구성됩니다.

이 유형의 장비는 전체 공정 분광학 시장의 기반을 형성합니다. 생산량과 품질 관리 계측기 수요 사이의 직접적인 상관관계는 하드웨어에 대한 수요가 여전히 견고하고 기반이 된다는 것을 의미합니다. 2024년 소형 하드웨어 관련 특허가 150건 이상 출원되었고, 라만 프로브와 같은 핵심 부품의 비용이 평균 5% 절감됨에 따라, 이 분야는 접근성과 휴대성을 더욱 향상시키는 방향으로 발전하고 있습니다. 이러한 발전은 실시간 모니터링 기능을 기존 실험실 환경을 넘어 공장 현장으로 직접 확장하는 데 필수적이며, 하드웨어의 필수적인 역할을 더욱 공고히 합니다.

• 2024년에는 북미 제약 시설에 약 500개의 새로운 공정 제어 시스템이 통합된 것으로 추산됩니다.
• 2025년 특수 분광기의 평균 배송 리드타임은 6~8주로 일정하게 유지됩니다.
• 2024년에는 특수 분광학 하드웨어 구성 요소를 공급하는 글로벌 공급업체의 총 수가 150개를 넘어섰습니다.

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지역분석 

북미, 대규모 산업 및 기술 투자로 성장세

북미 지역의 공정 분광학 시장 지배력은 첨단 제조 분야에 대한 막대한 자본 투자에 힘입어 유지되고 있습니다. 미국 CHIPS 및 과학법은 국내 반도체 생산 가속화를 위해 약 530억 달러의 자금을 지원하는 초석이 되고 있습니다. 인텔이 2025년 착공 예정인 오하이오주 두 곳의 신규 공장에 200억 달러를 투자하기로 한 것도 이러한 노력의 직접적인 결과입니다. 바이오제약 분야 또한 주요 성장 동력으로, FDA 산하 CBER은 2025년까지 매년 200건 이상의 새로운 세포 및 유전자 치료 관련 애플리케이션을 예상하고 있습니다. 이는 일라이 릴리가 2024년 설립을 목표로 25억 달러를 투자하여 인디애나주에 건설하는 신규 공장 건설과 같은 프로젝트에 활력을 불어넣고 있습니다.

이 지역은 선두 자리를 더욱 공고히 하면서, 공정 분광학 시장 성장에 활력을 불어넣는 첨단 분야에 대한 지속적인 투자를 목격하고 있습니다. NIIMBL의 바이오제약 제조 프로젝트 포트폴리오는 2024년에 2억 5천만 달러를 돌파했습니다. 미국화학협회(ACC)는 신규 화학 시설에 2,000억 달러 이상의 자본 지출을 계획하고 있다고 밝혔습니다. 에너지 분야에서는 엑손모빌이 미국 프로젝트에 2024년 자본 지출 계획을 230억 달러에서 250억 달러로 발표했습니다. 캐나다 전략혁신기금(Strategic Innovation Fund) 또한 2024년 첨단 제조 프로젝트에 20억 캐나다 달러 이상을 배정했습니다. 주요 공급업체들은 사업을 확장하고 있으며, 써모피셔 사이언티픽(Thermo Fisher Scientific)의 2024년 자본 지출은 32억 달러로 계획되어 있습니다. 32억 달러 규모의 스텔란티스-삼성SDI 배터리 기가팩토리는 첨단 공정 제어에 대한 업계의 폭넓은 의지를 더욱 잘 보여줍니다.

아시아 태평양, 탁월한 반도체 및 바이오제약 야망으로 부상

아시아 태평양 공정 분광학 시장은 기술 및 생명 과학 분야에 대한 막대한 투자에 힘입어 빠르게 격차를 좁히고 있습니다. 한국의 반도체 산업은 핵심 성장 동력으로, 삼성의 2024년 자본 지출은 약 48조 원(약 360억 달러)에 달할 것으로 예상됩니다. 이와 더불어 중국의 반도체 국가 '빅 펀드'는 2024년에 400억 달러 이상의 가치를 지닌 세 번째 펀드를 조성했습니다. 일본에서는 TSMC의 첫 번째 팹이 2024년에 총 86억 달러 이상의 투자를 통해 가동을 시작했습니다. SK하이닉스는 신규 공장에 51억 달러를 투자하고 아사히카세이는 배터리 분리막 시설에 1,000억 엔을 투자할 계획으로 배터리 제조 붐이 일고 있습니다. 인도 정부는 첨단 제조 분야에 100억 달러 규모의 투자를 계획하고 있으며, 1조 5,000억 루피(약 2,000조 원) 규모의 제약 산업 인센티브 제도를 통해 성장을 촉진하고 있습니다. 바이오제약 사업 확장이 활발하며, Wuxi Biologics는 2024년 자본 지출을 80억 위안 이상으로 계획하고 있습니다.

유럽, 기술 주권과 녹색 전환을 위한 전략적 자본 동원

유럽은 기술 독립과 첨단 제조를 목표로 하는 전략적 투자를 통해 글로벌 공정 분광학 시장에서 입지를 굳건히 하고 있습니다. 유럽 반도체법(ECPA)은 430억 유로 이상을 투입하여 반도체 산업 성장을 촉진할 예정입니다. 독일은 핵심 허브로서, 일라이 릴리(Eli Lilly)의 신규 바이오의약품 생산 시설 투자(25억 달러)와 노스볼트(Northvolt)의 배터리 기가팩토리 투자(45억 유로)를 유치했습니다. 

화학 산업은 여전히 ​​강세를 보이고 있으며, BASF는 2024년부터 2028년까지 248억 유로의 자본 지출을 계획하고 있습니다. 스위스의 거대 제약 회사들 또한 사업을 확장하고 있습니다. 론자는 새로운 포유류 공장에 5억 스위스프랑을 투자하고 있으며, 로슈의 2024년 자본 지출은 약 30억 스위스프랑이었습니다. 프랑스는 사노피의 10억 유로 규모 신규 시설 건설을 통해 바이오의약품 생산 능력을 확대하고 있습니다. 아일랜드는 화이자의 12억 유로 규모 더블린 시설 확장과 같은 주요 프로젝트를 지속적으로 유치하고 있으며, 이는 아일랜드 전역에서 고부가가치 제조업에 대한 추진력을 보여줍니다.

8대 전략적 인수 및 투자로 공정 분광학 시장의 경쟁 환경이 재편됩니다.

1. Bruker가 Tornado Spectral Systems를 인수: Bruker는 프로세스 분석 기술 포트폴리오를 강화하기 위한 주요 조치로 2024년 1월에 고성능 라만 계측기 제조업체를 인수했습니다.
2. Thermo Fisher Scientific이 Olink 인수를 완료했습니다. Thermo Fisher는 2024년 2월에 31억 달러 규모의 Olink Holding AB 인수를 완료하여 분광학 수요의 핵심 동인인 프로테오믹스와 생명 과학 분야에서 역량을 크게 확장했습니다.
3. Metrohm AG가 B&W Tek의 분광학 사업 인수: 중요한 통합의 일환으로 Metrohm은 2024년 초에 B&W Tek의 분광학 솔루션 사업을 인수하여 Raman, LIBS, NIR 장비 포트폴리오를 통합했습니다.
4. Agilent가 Aizon을 인수: 2024년 초, Agilent는 생물제약 제조 및 공정 제어에 대한 서비스를 강화하기 위해 AI 기반 소프트웨어 회사인 Aizon을 인수했습니다.
5. Bruker가 Chemspeed Technologies 인수: Bruker는 2024년 1월에 Chemspeed Technologies를 인수하여 실험실 자동화 제품을 확대했으며, 공정 분광 시장에서 자동화 실험실 솔루션을 자사의 분석 장비와 통합하는 것을 목표로 했습니다.
6. Carlyle이 Antylia Scientific의 지분 대부분 인수: 2024년 2월, 글로벌 투자 회사 Carlyle은 실험실 계측 장비 분야의 선두주자인 Cole-Parmer의 모회사인 Antylia Scientific의 지분 대부분을 인수하여 분석 장비 공급망 전체에 영향을 미쳤습니다.
7. 히타치 하이테크가 스펙심 인수: 2024년 초, 히타치 하이테크 아메리카는 산업용 분류, 식품 가공, 생명 과학 분야에서의 입지를 강화하기 위해 초분광 이미징 솔루션의 선도적 제조업체인 스펙심을 인수했습니다.
8. KKR, Avantor의 실험용품 사업에 투자: KKR은 2024년 초에 Avantor의 실험용품 사업에 대한 지분 대부분을 인수하기 위한 최종 계약을 체결하여 새로운 독립 회사를 만들고 과학 장비 분야에 대한 투자자의 강한 신뢰를 나타냈습니다.

공정 분광학 시장의 최고 기업

• 씨줄
• 애질런트 테크놀로지스, Inc.
• 브루커
• 부치
• 다나허
• 포스
• 호리바
• Endress+Hauser 그룹 서비스 AG
• 사토리우스 AG
• 시마즈 주식회사
• 써모 피셔 사이언티픽(주)
• 요꼬가와전기(주)
• 다른 저명한 플레이어

시장 세분화 개요

구성요소별

• 소프트웨어
• 하드웨어

기술별

• 질량 분석법
• 원자 분광학
• 분자 분광학
  • 근적외선
  • FT-IR
  • 라만
  • 핵자기공명
  • 기타

애플리케이션 별

• 화학적인
• 중합체
• 물 및 폐수 관리
• 펄프 및 제지
• 석유 및 가스
• 금속 및 광업
• 제약
• 식품 및 농업
• 기타

지역별

• 북아메리카
  • 미국
  • 캐나다
  • 멕시코
• 유럽
  • 서유럽
    • 영국
    • 독일
    • 프랑스
    • 이탈리아
    • 스페인
    • 서유럽의 나머지 지역
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  • 브라질
  • 남아메리카의 나머지 지역