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근적외선 분광법 시장 개요 (2025-2030)
근적외선 분광법(Near-infrared Spectroscopy, NIR) 시장은 2025년 5억 9,690만 달러 규모에서 2030년까지 연평균 5.8%의 성장률을 기록하며 8억 640만 달러에 이를 것으로 전망됩니다. 이러한 성장은 제약 산업의 실시간 출시 테스트에 대한 강력한 수요, 엄격해지는 식품 안전 규제, 그리고 소형 센서 기술 혁신에 의해 주도되고 있습니다. 특히 북미 지역이 가장 큰 시장을 형성하고 있으며, 아시아 태평양 지역은 가장 빠른 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다. 시장 집중도는 중간 수준입니다.
# 시장 분석 및 주요 동향
Mordor Intelligence의 분석에 따르면, 미국 FDA가 NIR 분석 절차에 대한 검증 경로를 명확히 함으로써 제조업체들이 연속 제조 라인에 이 기술을 도입하는 데 필요한 규제적 확실성을 제공했습니다. 북미는 선진 제약 산업 기반 덕분에 매출을 선도하고 있지만, 아시아 태평양 지역은 생산 기지가 저비용 허브로 이전하고 정부가 현대적인 품질 관리 기술에 투자하면서 가장 빠른 성장세를 보이고 있습니다. 한편, MEMS 기반 마이크로 분광계는 기기 크기를 줄여 스마트폰 및 IoT 통합을 상업적으로 가능하게 함으로써, 기존 실험실을 넘어선 수요…….
본 보고서는 근적외선 분광법(Near-infrared Spectroscopy, NIR) 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. 시장 규모는 2025년 5억 9,690만 달러로 평가되며, 2030년까지 연평균 성장률(CAGR) 5.8%를 기록하며 성장할 것으로 전망됩니다.
주요 시장 성장 동력으로는 제약 제조 분야의 실시간 품질 관리 수요 증가, 엄격한 식품 안전 규제 강화, 화학 및 석유화학 산업의 공정 분석 기술(PAT) 확장, 농업 및 사료 분야의 신속하고 비파괴적인 분석 필요성, MEMS 기반 NIR 센서의 소비자 IoT 기기 통합, 그리고 AI 기반 화학 계량학을 통한 예측 유지보수 역량 강화 등이 있습니다. 반면, 중소기업(SMEs)에게 높은 장비 및 유지보수 비용(5만 달러 이상), 제한적인 파장 침투 깊이, 클라우드 모델 공유를 위한 데이터 표준화의 어려움, 그리고 중적외선 양자 캐스케이드 레이저 시스템과의 경쟁은 시장 성장을 저해하는 요인으로 작용합니다.
제품 유형별로는 벤치탑 시스템이 분석 정밀도와 규제 승인 덕분에 2024년 매출의 44.0%를 차지하며 시장을 선도하고 있습니다. 이 외에도 휴대용/핸드헬드 분석기, 공정/온라인 분석기, FT-NIR 분광계, fNIRS 이미징 장치 등이 포함됩니다. 기술별로는 푸리에 변환(FT-NIR), 분산형 NIR, MEMS 기반 마이크로 분광계, 음향 광학 튜너블 필터(AOTF), 하드마드 변환 NIR 등이 있으며, 특히 MEMS 기반 NIR 센서는 비용과 크기를 줄여 스마트폰 및 IoT 기기 통합을 가능하게 하여 미래 수요를 확대하는 데 중요합니다.
응용 분야에서는 엄격한 품질 관리 요구사항으로 인해 제약 및 생명공학 분야가 2024년 매출의 31.5%를 차지하며 가장 큰 비중을 차지합니다. 식품 및 음료 품질 관리, 농업 및 동물 사료, 화학 및 석유화학, 환경 및 임상 진단 분야도 중요한 응용처입니다. 최종 사용자로는 산업 제조, 연구 및 학술 기관, 계약 분석 실험실, 병원 및 클리닉, 정부 및 규제 기관 등이 있습니다.
지역별로는 아시아 태평양 지역이 제조 및 정밀 농업 투자 확대로 인해 6.3%의 가장 높은 연평균 성장률을 기록하며 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다. 북미, 유럽, 중동 및 아프리카, 남미 지역도 시장의 주요 부분을 구성합니다.
경쟁 환경 분석에서는 Thermo Fisher Scientific, Bruker Corporation, Agilent Technologies, Revvity (PerkinElmer), FOSS, ABB 등 주요 기업들의 시장 집중도, 시장 점유율, 기업 프로필 및 최근 동향을 다룹니다. 본 보고서는 또한 시장 기회와 미래 전망, 미충족 수요 평가를 통해 시장의 잠재력을 조명합니다.
1. 서론
- 1.1 연구 가정 및 시장 정의
- 1.2 연구 범위
2. 연구 방법론
3. 요약
4. 시장 환경
- 4.1 시장 개요
- 4.2 시장 동인
- 4.2.1 제약 제조에서 실시간 품질 관리에 대한 수요 증가
- 4.2.2 엄격한 식품 안전 규제로 인한 채택 증가
- 4.2.3 화학 및 석유 및 가스 분야에서 공정 분석 기술(PAT)의 확장
- 4.2.4 농업 및 사료 분야에서 신속하고 비파괴적인 분석의 필요성
- 4.2.5 MEMS 기반 NIR 센서의 소비자 IoT 장치 통합
- 4.2.6 예측 유지보수를 가능하게 하는 AI 강화 화학 계량학
- 4.3 시장 제약
- 4.3.1 중소기업을 위한 높은 장비 및 유지보수 비용
- 4.3.2 제한된 파장 침투 깊이
- 4.3.3 클라우드 모델 공유를 위한 데이터 표준화 문제
- 4.3.4 중적외선 양자 캐스케이드 레이저 시스템과의 경쟁
- 4.4 공급망 분석
- 4.5 규제 환경
- 4.6 기술 전망
- 4.7 포터의 5가지 경쟁 요인 분석
- 4.7.1 공급업체의 교섭력
- 4.7.2 구매자의 교섭력
- 4.7.3 신규 진입자의 위협
- 4.7.4 대체재의 위협
- 4.7.5 경쟁 강도
5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치)
- 5.1 제품 유형별
- 5.1.1 벤치탑 시스템
- 5.1.2 휴대용/핸드헬드 분석기
- 5.1.3 공정/온라인 분석기
- 5.1.4 FT-NIR 분광계
- 5.1.5 fNIRS 이미징 장치
- 5.2 기술별
- 5.2.1 푸리에 변환 (FT-NIR)
- 5.2.2 분산형 NIR
- 5.2.3 MEMS 기반 마이크로 분광계
- 5.2.4 음향광학 튜너블 필터 (AOTF)
- 5.2.5 하드마르 변환 NIR
- 5.3 애플리케이션별
- 5.3.1 제약 & 생명공학
- 5.3.2 식품 & 음료 품질 관리
- 5.3.3 농업 & 동물 사료
- 5.3.4 화학 & 석유화학
- 5.3.5 환경 & 임상 진단
- 5.4 최종 사용자별
- 5.4.1 산업 제조
- 5.4.2 연구 & 학술 기관
- 5.4.3 계약 분석 연구소
- 5.4.4 병원 & 클리닉
- 5.4.5 정부 & 규제 기관
- 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 이탈리아
- 5.5.2.5 스페인
- 5.5.2.6 기타 유럽
- 5.5.3 아시아 태평양
- 5.5.3.1 중국
- 5.5.3.2 일본
- 5.5.3.3 인도
- 5.5.3.4 대한민국
- 5.5.3.5 호주
- 5.5.3.6 기타 아시아 태평양
- 5.5.4 중동 & 아프리카
- 5.5.4.1 GCC
- 5.5.4.2 남아프리카
- 5.5.4.3 기타 중동 & 아프리카
- 5.5.5 남미
- 5.5.5.1 브라질
- 5.5.5.2 아르헨티나
- 5.5.5.3 기타 남미
6. 경쟁 환경
- 6.1 시장 집중도
- 6.2 시장 점유율 분석
- 6.3 기업 프로필 {(글로벌 수준 개요, 시장 수준 개요, 핵심 부문, 사용 가능한 재무 정보, 전략 정보, 주요 기업의 시장 순위/점유율, 제품 & 서비스, 최근 개발 포함)}
- 6.3.1 써모 피셔 사이언티픽
- 6.3.2 브루커 코퍼레이션
- 6.3.3 애질런트 테크놀로지스
- 6.3.4 레비티 (퍼킨엘머)
- 6.3.5 포스
- 6.3.6 ABB
- 6.3.7 메트롬
- 6.3.8 뷔히 라보르테크닉 AG
- 6.3.9 시마즈 코퍼레이션
- 6.3.10 스펙트럴 에볼루션
- 6.3.11 요코가와 전기
- 6.3.12 비아비 솔루션즈
- 6.3.13 말번 파날리티컬
- 6.3.14 NIRx 메디컬 테크놀로지스
- 6.3.15 하마마쓰 포토닉스
- 6.3.16 호리바
- 6.3.17 안톤 파르
- 6.3.18 아날리틱 예나
- 6.3.19 자스코
- 6.3.20 오션 인사이트
7. 시장 기회 & 미래 전망
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근적외선 분광법은 전자기 스펙트럼 중 근적외선(NIR) 영역(일반적으로 780nm에서 2500nm)의 빛과 물질 간의 상호작용을 분석하여 물질의 물리적, 화학적 특성을 비파괴적으로 측정하는 첨단 분석 기술입니다. 이 기술은 주로 유기 화합물 내의 C-H, O-H, N-H, S-H 결합의 배음(overtone) 및 조합 진동(combination band)에 의해 흡수되는 빛의 스펙트럼을 측정합니다. 이러한 흡수 스펙트럼은 물질의 구성 성분 및 농도에 대한 정보를 제공하며, 정성 및 정량 분석에 폭넓게 활용됩니다. 근적외선 분광법은 시료 전처리가 최소화되고, 분석 시간이 매우 빠르며, 비파괴적이고 환경 친화적이라는 장점 덕분에 다양한 산업 분야에서 각광받고 있습니다.
근적외선 분광법은 측정 방식에 따라 여러 종류로 분류됩니다. 첫째, 투과법(Transmission)은 시료를 통과한 빛의 흡수 스펙트럼을 측정하는 방식으로, 주로 액체 시료나 투명한 고체 시료에 적합합니다. 둘째, 반사법(Reflectance)은 시료 표면에서 반사되거나 산란된 빛의 흡수 스펙트럼을 측정하며, 불투명한 고체 시료, 분말, 페이스트 등에 널리 사용됩니다. 특히 확산 반사(Diffuse Reflectance) 방식이 일반적입니다. 셋째, 투과-반사법(Transflectance)은 시료를 통과한 후 반사되어 다시 검출기로 돌아오는 빛을 측정하는 방식으로, 주로 액체 시료의 깊이 있는 분석에 활용됩니다. 이 외에도 드론이나 위성에 탑재하여 넓은 지역의 지표면 특성을 분석하는 원격 감지(Remote Sensing)와, 스펙트럼 정보와 공간 정보를 동시에 얻어 시료 내 성분의 분포를 시각화하는 근적외선 하이퍼스펙트럴 이미징(NIR Hyperspectral Imaging) 기술도 중요한 유형으로 발전하고 있습니다.
이 기술은 다양한 산업 분야에서 광범위하게 활용됩니다. 식품 및 농업 분야에서는 곡물, 과일, 육류, 유제품의 품질(수분, 단백질, 지방, 당도 등) 및 신선도 평가, 이물질 검출, 품종 식별, 숙성도 예측 등에 사용됩니다. 제약 및 바이오 분야에서는 원료 및 완제품의 품질 관리, 공정 중 모니터링(PAT), 위조 의약품 판별, 생체 조직 분석 등에 필수적인 도구로 자리 잡고 있습니다. 화학 및 석유화학 산업에서는 고분자, 플라스틱, 연료, 윤활유 등의 조성 분석 및 반응 공정 모니터링에 기여하며, 환경 분야에서는 수질 및 토양 오염 분석, 폐기물 분류, 대기 중 가스 성분 분석 등에 활용됩니다. 또한, 섬유 및 제지 산업, 의료 분야(비침습적 혈당 측정, 혈액 성분 분석, 뇌 활동 모니터링), 재활용 산업 등에서도 그 응용 범위가 지속적으로 확대되고 있습니다.
근적외선 분광법과 밀접하게 관련된 기술로는 라만 분광법(Raman Spectroscopy), 중적외선 분광법(Mid-Infrared Spectroscopy, MIR/FT-IR), UV-Vis 분광법(Ultraviolet-Visible Spectroscopy) 등이 있습니다. 라만 분광법은 분자의 진동 및 회전 에너지 준위 변화를 이용한 비파괴 분석 기술로, NIR과 상호 보완적으로 사용되며 물의 간섭이 적다는 장점이 있습니다. 중적외선 분광법은 근적외선보다 더 긴 파장 영역을 사용하여 분자의 기본 진동 모드를 직접 측정하여 정성 분석에 매우 강력하지만, 시료 전처리가 필요하거나 물의 간섭이 클 수 있습니다. UV-Vis 분광법은 자외선-가시광선 영역의 빛 흡수를 통해 주로 발색단을 포함하는 물질의 농도를 측정합니다. 또한, 근적외선 스펙트럼 데이터는 복잡하고 중첩된 피크를 가지므로, 다변량 통계 분석 기법인 화학량론(Chemometrics)이 유의미한 정보를 추출하고 예측 모델을 구축하는 데 필수적입니다. 최근에는 머신러닝 및 인공지능(Machine Learning & AI) 기술이 방대한 스펙트럼 데이터를 분석하고 예측 모델의 정확도를 향상시키며, 실시간 의사결정을 지원하는 데 적극적으로 활용되고 있습니다.
전 세계적으로 품질 관리, 공정 효율성 증대, 환경 규제 강화, 비파괴 검사 수요 증가 등의 요인으로 근적외선 분광법 시장은 꾸준히 성장하고 있습니다. 특히 식품 안전, 제약 품질 관리, 농업 생산성 향상 분야에서 강력한 수요를 보이며, 휴대용 및 소형화된 장비의 개발, 인라인(in-line) 및 온라인(on-line) 모니터링 시스템의 확산이 시장 성장을 견인하고 있습니다. 아시아 태평양 지역은 식품 및 농업 분야의 성장과 산업화로 인해 가장 빠르게 성장하는 시장 중 하나로 평가됩니다. Thermo Fisher Scientific, Bruker, PerkinElmer, Shimadzu, FOSS, Metrohm 등 유수의 기업들이 시장을 선도하고 있습니다.
미래에는 근적외선 분광법의 소형화 및 휴대성 강화가 더욱 가속화될 것으로 전망됩니다. MEMS(미세전자기계시스템) 기술 발전과 광학 부품의 소형화로 더욱 작고 저렴하며 휴대 가능한 장비가 보편화되어 현장 진단 및 개인 맞춤형 분석 시장을 확대할 것입니다. 또한, 인공지능 및 빅데이터와의 융합을 통해 AI 기반의 데이터 분석 알고리즘이 스펙트럼 데이터의 해석을 자동화하고 예측 정확도를 높여, 비전문가도 쉽게 활용할 수 있도록 할 것입니다. 빅데이터 기술과 결합하여 대규모 공정 데이터를 실시간으로 분석하고 최적화하는 데 기여할 것입니다. 다중 센서 시스템 통합을 통해 근적외선 분광법이 다른 센서 및 이미징 기술과 결합되어 더욱 포괄적인 정보를 제공하는 복합 분석 시스템으로 발전할 것입니다. 의료 진단, 스마트 농업, 스마트 팩토리 등 다양한 분야에서 혁신적인 응용이 확대될 것이며, 생산 기술의 발전과 경쟁 심화로 장비 가격이 하락하여 더 많은 산업 분야와 중소기업에서도 접근성이 높아질 것으로 기대됩니다.