하드웨어 루프 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 전망 (2026년 – 2031년)

하드웨어 루프 시장 규모 및 점유율 분석: 성장 동향 및 예측 (2026-2031)

# 시장 개요 및 주요 수치

하드웨어 루프(Hardware-in-the-Loop, HIL) 시장은 2026년 0.77억 달러 규모로 추정되며, 2025년 0.71억 달러에서 성장하여 2031년에는 1.12억 달러에 이를 것으로 전망됩니다. 예측 기간인 2026년부터 2031년까지 연평균 성장률(CAGR)은 7.82%를 기록할 것으로 예상됩니다. 이러한 성장은 자동차 전장 부문의 기능 안전 요구사항 강화, 와이드 밴드갭(Wide-Bandgap) 전력 소자 채택 증가, 그리고 물리적 시스템 구축 전 실시간 임베디드 시스템 검증의 필요성 증대에서 비롯됩니다.

지역별로는 유럽이 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있으며, 아시아 태평양 지역이 가장 빠르게 성장하는 시장으로 부상하고 있습니다. 시장 집중도는 중간 수준으로 평가됩니다. 주요 시장 참여자로는 The MathWorks, Inc., dSPACE GmbH, ETAS, Vector Informatik GmbH, Qualcomm Technologies, Inc. 등이 있습니다.

# 시장 분석 및 주요 동인

하드웨어 루프 시장의 성장은 여러 핵심 동인에 의해 주도되고 있습니다. 첫째, EV 고전압 e-파워트레인 검증 수요가 크게 증가하고 있습니다. 800V급 프리미엄 EV 플랫폼의 확산은 기존 테스트 벤치에 아크 플래시 및 열 폭주 위험을 야기하며, 배터리, 인버터, 모터 모델을 통합한 다채널 HIL 장비의 도입을 촉진하고 있습니다. 나노초 단위의 스위칭 및 전기-열 결합 현상을 처리하기 위해 FPGA 가속 솔버가 필수적이며, 이는 유럽을 중심으로 북미 및 아시아 태평양 지역으로 파급되며 시장 성장에 긍정적인 영향을 미치고 있습니다.

둘째, OTA(Over-The-Air) 소프트웨어 업데이트 규정 준수 테스트의 중요성이 부각되고 있습니다. 북미 지역의 규제는 제조사들이 원격 패치가 안전성을 저해하거나 사이버 보안 취약점을 노출하지 않음을 입증하도록 의무화하고 있습니다. Valeo의 클라우드 네이티브 HILaaS(HIL-as-a-Service)와 같은 솔루션은 가상화된 ECU를 통해 수천 가지 업데이트 조합을 재현할 수 있게 하여, 자본 지출을 절감하고 FPGA 프로그래머 부족 문제를 완화하는 데 기여합니다. 이는 북미를 중심으로 유럽에서도 유사한 제도가 구축되면서 플랫폼 공급업체의 반복 매출을 견인하고 있습니다.

셋째, 안전 필수 ADAS/AD(첨단 운전자 보조 시스템/자율주행) 규제가 시장 성장을 촉진하고 있습니다. UNECE의 ADS(Automated Driving System)에 대한 글로벌 기술 규정은 시뮬레이션, 테스트 트랙, 공공 도로 결과를 통합한 다단계 검증 스택을 요구합니다. HIL은 합성 센서 피드 주입, GNSS 데이터 스푸핑, 실제 교통 상황에서 안전하지 않은 엣지 케이스 물리 모델링을 가능하게 하여 이 스택의 핵심 역할을 합니다. 이러한 구현 비용은 OEM이 도메인별 테스트 전문업체와 협력하도록 유도하며, 하드웨어 루프 시장 내 서비스 부문의 확대를 가져오고 있습니다.

넷째, SiC/GaN 전력 전자 모듈의 빠른 채택 또한 중요한 동인입니다. SiC 트랙션 인버터 및 GaN 충전기는 MHz 대역에서 스위칭하여 기존 CPU 기반 벤치의 처리 능력을 압도합니다. Plexim과 같은 공급업체는 5ns 해상도 솔버를 출시하여 컨버터 개발자들이 장치를 손상시키지 않고 제어 루프를 디버깅할 수 있도록 지원합니다. 이러한 수요는 소비자 가전 고속 충전기 및 태양광 인버터가 먼저 도입되는 아시아 태평양 지역에서 시작되어 전 세계로 확산되고 있습니다.

이 외에도 산업 장비 분야의 디지털 트윈 확산과 재생 에너지 마이크로그리드 제어 최적화가 장기적인 성장 동력으로 작용하고 있습니다.

# 시장 제약 요인

성장 동인에도 불구하고, 하드웨어 루프 시장은 몇 가지 제약 요인에 직면해 있습니다. 첫째, HIL 통합을 위한 실시간 프로세서 전문가 부족은 전 세계적으로 특히 북미와 유럽에서 심각한 영향을 미 미치고 있습니다. FPGA 설계, 결정론적 OS 튜닝, 다중 도메인 모델링을 요구하는 인력 수요가 공급을 초과하고 있어 프로젝트 시작 지연 및 판매 주기 장기화로 이어지고 있습니다.

둘째, MHz 대역 스위칭을 위한 자본 집약적인 FPGA 기반 시스템은 신흥 시장의 중소기업에게 진입 장벽으로 작용합니다. 고성능 벤치는 증폭기, 랙, 라이선스를 포함하여 0.5백만 달러를 초과할 수 있습니다. 종량제 클라우드 벤치가 진입을 용이하게 하지만, 보안 및 지연 시간 문제는 전력단 하드웨어 결합에 대한 사용을 제한합니다.

셋째, 초고전압(>1kV) 에뮬레이션의 신뢰성 문제는 자동차 및 에너지 부문에서 특히 중요하게 다루어지고 있습니다. 마지막으로, 파편화된 벤더 툴체인 간의 상호 운용성 부족은 다중 벤더 환경에서 효율성을 저해하는 요인으로 작용합니다.

# 세그먼트 분석

1. 유형별:
* 개방형 루프 HIL(Open-Loop HIL) 시스템은 2025년 하드웨어 루프 시장의 59.65%를 차지하며, 단순성과 낮은 초기 비용으로 초기 소프트웨어 검증에 주로 사용됩니다.
* 폐쇄형 루프 HIL(Closed-Loop HIL) 솔루션은 2031년까지 8.04%의 가장 빠른 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 자율주행, 항공우주 비행 제어, 고주파 전력 전자 프로젝트에서 양방향 동역학이 요구됨에 따라 폐쇄형 루프 플랫폼의 채택이 증가하고 있습니다. 디지털 트윈 공동 시뮬레이션이 플랜트 레벨 상태를 ECU로 피드백하여 현실성을 높이고 있으며, 툴체인 성숙도와 FPGA 카드 가격 하락이 확산을 가속화하고 있습니다.

2. 구성 요소별:
* 하드웨어는 I/O, 신호 조절, 컴퓨팅 엔진을 포함하며 2025년 매출의 54.35%를 차지했습니다. 다중 MHz 증폭기에 대한 높은 자본 지출이 그 선두를 유지하게 합니다.
* 서비스 부문은 2031년까지 9.73%의 가장 빠른 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 통합업체들이 HIL 벤치를 DevOps 파이프라인, 클라우드 오케스트레이션, 사이버 보안 워크플로우에 통합하면서 서비스 수요가 급증하고 있습니다. 도메인 엔지니어 부족으로 인해 기업들은 Valeo의 AWS 호스팅 랩과 같은 턴키 HILaaS 솔루션으로 전환하고 있으며, 이는 2027년 이후 물리적 하드웨어 성장을 능가할 것으로 전망됩니다.

3. 최종 사용자 산업별:
* 자동차 산업은 ADAS 및 전동화의 복잡성으로 인해 2025년 하드웨어 루프 시장 점유율의 45.10%를 차지하며 선두를 유지했습니다.
* 항공우주 및 방위 산업이 플라이-바이-와이어 및 레이더 검증 작업으로 그 뒤를 잇습니다.
* 에너지 및 전력 부문은 2031년까지 9.28%의 CAGR로 가장 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다. 유틸리티가 변전소를 디지털화하고 마이크로그리드를 구축하면서 재생 에너지의 간헐성에 대응하기 위한 EMS(에너지 관리 시스템) 알고리즘의 실시간 조정이 필요해졌습니다. HIL 벤치는 이러한 컨트롤러를 그리드 코드 비상 상황에 대해 스트레스 테스트하여 시운전 위험을 줄이는 데 기여합니다.

4. 모델 복잡성별:
* 중간 정밀도(Mid-Fidelity) 벤치는 세부 사항과 비용의 균형을 이루며 2025년 매출의 48.25%를 차지했습니다.
* 고정밀도(High-Fidelity) 플랫폼은 2031년까지 9.44%의 가장 가파른 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다. SiC/GaN 컨버터, 메가와트급 드라이브, 그리드 형성 인버터는 나노초 단위의 정확한 과도 현상 포착을 요구하며, SoC FPGA 및 실시간 Linux 패치를 활용하여 비용을 절감하면서도 솔버 셀 수를 늘리고 있습니다.

# 지역 분석

* 유럽은 2025년 전 세계 매출의 31.95%를 차지하며 가장 큰 시장을 형성했습니다. Euro NCAP 주도의 안전 업그레이드, 강력한 Tier-1 클러스터, 그리고 견고한 검증을 의무화하는 EU CCAM 로드맵이 이를 뒷받침합니다. 고전압 EV 채택은 배터리-열 및 인버터 벤치에 대한 꾸준한 수요를 보장하며, 항공우주 분야의 주요 기업들은 비행 제어 시뮬레이터 주문을 늘리고 있습니다.
* 북미는 두 번째로 큰 시장입니다. 연결 차량 시뮬레이션에 대한 연방 자금 지원과 엄격한 OTA 사이버 보안 규정이 벤치 활용을 촉진합니다. 클라우드 하이퍼스케일러들은 HIL을 위한 저지연 스트리밍 프로토콜을 공동 개발하며, 이 지역의 서비스 중심 소비 경향을 강화하고 있습니다.
* 아시아 태평양은 8.12%의 가장 빠른 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다. 중국의 EV 수출 급증, 일본의 로봇 공학 리더십, 한국의 반도체 기술력이 수요를 활성화하고 있습니다. 정책 입안자들은 공통 안전 검증 툴체인을 의무화하는 국경 간 AV 시범 구역을 지원하고 있으며, 현지 벤더들은 가격 최적화된 FPGA 카드를 통해 빠르게 성장하고 있습니다. 동남아시아의 신흥 공장들은 인더스트리 4.0 성숙도를 위해 클라우드 대시보드가 번들로 제공되는 스타터 HIL 키트를 채택하며 고객 기반을 확대하고 있습니다.

# 경쟁 환경

하드웨어 루프 시장은 중간 정도의 집중도를 보입니다. dSPACE, National Instruments, MathWorks는 유럽과 북미에서 강력한 입지를 확보하고 있으며, OPAL-RT 및 RTDS는 전력 시스템 분야에서 두각을 나타냅니다. 전략적 제휴는 차별화의 핵심 요소로, Rohde & Schwarz는 IPG Automotive와 협력하여 레이더-HIL을 시나리오 시뮬레이터에 통합하여 진입 장벽을 높였습니다. 공급업체들은 SIL, HIL, PHIL 단계를 단일 CI/CD 파이프라인으로 통합하는 오케스트레이션 미들웨어를 도입하고 있으며, 이는 소프트웨어 정의 차량 프로그램에 필수적인 기능입니다.

클라우드 기반 서비스(HILaaS)는 전통적인 하드웨어 판매 시장을 변화시키고 있습니다. Valeo의 AWS 기반 서비스와 OPAL-RT의 PHIL Prime 서비스는 구독 경제 모델을 통해 채택 문턱을 낮추지만, 고객을 벤더 생태계에 묶어두는 효과도 있습니다. 인력 부족은 통합업체들이 턴키 솔루션을 제공하도록 유도하며, 경쟁의 초점을 하드웨어 사양에서 서비스 품질로 전환시키고 있습니다. 신규 진입자들은 FPGA 솔버, GNSS 전문 기술(aiMotive), Nanostep과 같은 특정 니치 분야에서 탁월한 성능을 선보이며 시장에 도전하고 있습니다. 포트폴리오 격차를 메우고 시장 점유율을 확보하기 위한 대형 플레이어들의 솔버 IP 또는 서비스 기업 인수를 통한 통합 가능성도 존재합니다.

# 최근 산업 동향

* 2025년 5월: OPAL-RT Technologies는 재생 에너지 애플리케이션을 위한 PHIL Prime 테스트 벤치를 공개했습니다.
* 2025년 4월: Rohde & Schwarz와 IPG Automotive는 통합 레이더 HIL 솔루션을 출시했습니다.
* 2025년 3월: Advantech는 정밀 내비게이션 시스템을 위한 NVIDIA 기반 HIL 서버를 선보였습니다.
* 2025년 1월: Valeo와 AWS는 소프트웨어 정의 차량을 위한 HILaaS를 도입했습니다.

본 보고서는 임베디드 제어 소프트웨어 검증을 위한 HIL(Hardware-in-the-Loop) 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. HIL은 실시간 시뮬레이션 컴퓨터와 물리적 입출력 인터페이스를 결합하여 자동차, 항공우주, 전력, 산업 시스템 등 다양한 분야의 제어 시스템을 검증하는 상업용 플랫폼으로 정의됩니다. 연구 범위에는 개방형 및 폐쇄형 HIL 시스템, 관련 실시간 프로세서, 신호 조절 카드, 시스템 통합 서비스 등이 포함되며, 순수 소프트웨어 기반 MiL(Model-in-the-Loop) 도구 및 실시간 공동 시뮬레이션 기능이 없는 일반 테스트 벤치는 제외됩니다.

1. 시장 동인 및 제약
HIL 시장의 성장을 견인하는 주요 동인은 다음과 같습니다.
* EV 고전압 e-파워트레인 검증 요구 증가 (유럽 주도): 전기차 시스템의 복잡성 증대로 인한 정밀 검증 수요 확대.
* OTA(Over-The-Air) 소프트웨어 업데이트 규정 준수 테스트 급증 (북미): 무선 업데이트 기능의 확산에 따른 검증 필요성 증대.
* 안전 필수 ADAS/AD(첨단 운전자 보조 시스템/자율주행) 규제 의무화 (아시아 및 유럽): 자율주행 시스템의 안전성 및 신뢰성 확보를 위한 엄격한 검증 요구.
* 전력 전자 SiC/GaN(실리콘 카바이드/질화갈륨) 모듈의 빠른 채택: 고속 스위칭 소자의 등장으로 HIL 시스템의 나노초 해상도 모델링 및 FPGA 기반 벤치 요구 증대.
* 산업 장비의 디지털 트윈 확산 (북유럽 및 DACH 지역): 가상 환경에서의 개발 및 테스트 효율성 추구.
* 재생 에너지 마이크로그리드 컨트롤러 최적화 (중동): 분산 전원 시스템의 복잡한 상호작용 검증 필요성.

반면, 시장 성장을 저해하는 요인으로는 다음과 같습니다.
* HIL 통합을 위한 실시간 프로세서 전문가 부족: 전문 인력 확보의 어려움.
* MHz 대역 스위칭을 위한 FPGA 기반 시스템의 높은 자본 투자: 고성능 시스템 구축에 필요한 막대한 초기 비용.
* 초고전압(1kV 이상) 에뮬레이션의 신뢰성 문제: 고전압 환경에서의 정확성 및 안정성 확보 난이도.
* 파편화된 공급업체 툴체인 상호 운용성: 다양한 벤더 솔루션 간의 호환성 부족으로 인한 통합 문제.

2. 시장 세분화 및 성장 예측
HIL 시장은 다양한 기준으로 세분화되어 분석됩니다.
* 유형별: 개방형 HIL과 폐쇄형 HIL.
* 구성요소별: 하드웨어(신호 조절, 전력단, FPGA/CPU, I/O), 소프트웨어(실시간 OS, 모델링 도구, 시각화), 서비스(통합, 교육, 유지보수)로 나뉩니다. 특히, 통합 복잡성과 실시간 프로세서 전문가 부족으로 인해 서비스 부문이 연평균 9.73%로 하드웨어 판매보다 빠르게 성장하고 있습니다.
* 최종 사용자 산업별: 자동차, 항공우주 및 방위, 전자 및 반도체, 산업 장비 및 로봇, 에너지 및 전력(재생 에너지, 마이크로그리드), 연구 및 교육 분야를 포함합니다. 이 중 에너지 및 전력 부문은 마이크로그리드 및 재생 에너지 통합 프로젝트의 증가에 힘입어 연간 9.28%로 가장 빠른 성장을 보이고 있습니다.
* 모델 복잡성별: 저충실도(컨트롤러 레벨), 중충실도(시스템 레벨), 고충실도(전력단 포함 플랜트 레벨)로 구분됩니다.
* 지역별: 북미, 유럽, 아시아-태평양, 남미, 중동 및 아프리카로 분류되며, 유럽은 엄격한 차량 안전 규정과 자동차 OEM 및 Tier-1 공급업체의 밀집으로 2025년 매출의 31.95%를 차지하며 HIL 채택을 선도하고 있습니다.

3. 경쟁 환경 및 시장 전망
보고서는 The MathWorks, dSPACE, NATIONAL INSTRUMENTS 등 주요 20개 기업의 프로필을 포함하여 시장 집중도, 전략적 움직임, 시장 점유율 분석을 제공합니다. HIL 시장은 2025년 0.71억 달러에서 2031년까지 11.2억 달러에 도달할 것으로 예측되며, 이는 연평균 7.82%의 견고한 성장률을 의미합니다. 이러한 성장은 기능 안전 규제 강화, 고전압 EV 시스템의 확산, OTA 업데이트 준수 요구, 그리고 SiC/GaN 전력 소자의 활용 증대 등 복합적인 요인에 의해 주도될 것입니다.

1. 서론

• 1.1 연구 가정 및 시장 정의
• 1.2 연구 범위

2. 연구 방법론

3. 요약

4. 시장 현황

• 4.1 시장 개요
• 4.2 시장 동인
  • 4.2.1 EV 고전압 e-파워트레인 검증 요구사항 (유럽 주도)
  • 4.2.2 OTA 소프트웨어 업데이트 규정 준수 테스트 급증 (북미)
  • 4.2.3 안전 필수 ADAS/AD 규제 의무 (아시아 및 유럽)
  • 4.2.4 전력 전자 SiC/GaN 모듈의 빠른 채택
  • 4.2.5 산업 장비의 디지털 트윈 부상 (북유럽 및 DACH)
  • 4.2.6 재생 에너지 마이크로그리드 컨트롤러 최적화 (중동)
• 4.3 시장 제약
  • 4.3.1 HIL 통합을 위한 실시간 프로세서 인재 부족
  • 4.3.2 MHz 범위 스위칭을 위한 자본 집약적인 FPGA 기반 시스템
  • 4.3.3 초고전압 (1kV 이상) 에뮬레이션의 신뢰성 문제
  • 4.3.4 파편화된 공급업체 툴체인 상호 운용성
• 4.4 산업 생태계 분석
• 4.5 기술 전망
• 4.6 포터의 5가지 경쟁 요인 분석
  • 4.6.1 공급업체의 교섭력
  • 4.6.2 소비자의 교섭력
  • 4.6.3 신규 진입자의 위협
  • 4.6.4 대체 제품의 위협
  • 4.6.5 경쟁 강도

5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치)

• 5.1 유형별
  • 5.1.1 개방 루프 HIL
  • 5.1.2 폐쇄 루프 HIL
• 5.2 구성 요소별
  • 5.2.1 하드웨어 (신호 조절, 전력단, FPGA/CPU, I/O)
  • 5.2.2 소프트웨어 (실시간 OS, 모델링 도구, 시각화)
  • 5.2.3 서비스 (통합, 교육, 유지보수)
• 5.3 최종 사용자 산업별
  • 5.3.1 자동차
  • 5.3.2 항공우주 및 방위
  • 5.3.3 전자 및 반도체
  • 5.3.4 산업 장비 및 로봇
  • 5.3.5 에너지 및 전력 (재생 에너지, 마이크로 그리드)
  • 5.3.6 연구 및 교육
• 5.4 모델 복잡성별
  • 5.4.1 저충실도 (컨트롤러 수준)
  • 5.4.2 중간 충실도 (시스템 수준)
  • 5.4.3 고충실도 (전력단 포함 플랜트 수준)
• 5.5 지역별
  • 5.5.1 북미
  • 5.5.1.1 미국
  • 5.5.1.2 캐나다
  • 5.5.1.3 멕시코
  • 5.5.2 유럽
  • 5.5.2.1 독일
  • 5.5.2.2 영국
  • 5.5.2.3 프랑스
  • 5.5.2.4 기타 유럽
  • 5.5.3 아시아 태평양
  • 5.5.3.1 중국
  • 5.5.3.2 일본
  • 5.5.3.3 대한민국
  • 5.5.3.4 인도
  • 5.5.3.5 동남아시아
  • 5.5.3.6 기타 아시아 태평양
  • 5.5.4 남미
  • 5.5.4.1 브라질
  • 5.5.4.2 기타 남미
  • 5.5.5 중동 및 아프리카
  • 5.5.5.1 중동
  • 5.5.5.1.1 GCC
  • 5.5.5.1.2 기타 중동
  • 5.5.5.2 아프리카
  • 5.5.5.2.1 남아프리카
  • 5.5.5.2.2 기타 아프리카

6. 경쟁 환경

• 6.1 시장 집중도
• 6.2 전략적 움직임
• 6.3 시장 점유율 분석
• 6.4 기업 프로필 {(글로벌 개요, 시장 개요, 핵심 부문, 재무 정보(사용 가능한 경우), 전략 정보, 주요 기업의 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 사항 포함)}
  • 6.4.1 The MathWorks, Inc.
  • 6.4.2 dSPACE GmbH
  • 6.4.3 NATIONAL INSTRUMENTS Corp.
  • 6.4.4 ETAS GmbH
  • 6.4.5 Vector Informatik GmbH
  • 6.4.6 Siemens Digital Industries Software
  • 6.4.7 OPAL-RT Technologies Inc.
  • 6.4.8 Speedgoat GmbH
  • 6.4.9 Typhoon HIL Inc.
  • 6.4.10 Bosch Global Software Technologies Pvt Ltd
  • 6.4.11 Keysight Technologies, Inc.
  • 6.4.12 AVL List GmbH
  • 6.4.13 Infineon Technologies AG
  • 6.4.14 Microchip Technology Inc.
  • 6.4.15 Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
  • 6.4.16 Konrad Technologies GmbH
  • 6.4.17 Plexim AG
  • 6.4.18 Typhoon HIL Inc.
  • 6.4.19 NVIDIA Corp.
  • 6.4.20 Hitachi Astemo Ltd.

7. 시장 기회 및 미래 전망