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원자층 증착(ALD) 시장은 2026년 79억 1천만 달러에서 2031년 129억 3천만 달러로 성장하며, 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR) 10.32%를 기록할 것으로 전망됩니다. 아시아 태평양 지역이 가장 빠르게 성장하는 동시에 가장 큰 시장으로, 시장 집중도는 중간 수준입니다.
시장 개요 및 주요 동인:
ALD 시장의 성장은 로직 및 메모리 분야의 급격한 노드 미세화, 배터리의 고에너지 밀도 요구, 그리고 신흥 디스플레이 형식의 초박형 캡슐화 수요 증가에 힘입어 반도체 제조사를 넘어선 고객 기반 확장에 기인합니다. 2나노미터 게이트-올-어라운드(GAA) 트랜지스터, 300단 이상의 3D 낸드(NAND) 스택, 롤투롤(roll-to-roll) 마이크로 LED 생산 등은 화학 기상 증착(CVD)으로는 달성하기 어려운 옹스트롬(angstrom) 수준의 두께 제어를 필요로 하며, 이는 플라즈마 및 공간 ALD를 전공정 장비의 핵심으로 부상시킵니다. 장비 공급업체들은 오염을 격리하고 전구체 활용도를 높이는 단일 웨이퍼 클러스터 장비와, 특히 디스플레이및 태양광 패널과 같은 대면적 기판에 적용 가능한 공간 ALD 장비를 개발하고 있습니다. 이러한 기술 발전은 ALD 시장의 성장을 더욱 가속화할 것으로 예상됩니다.
시장 세분화:
ALD 시장은 주로 장비 유형(플라즈마 ALD, 공간 ALD, 열 ALD 등), 애플리케이션(로직 및 메모리, MEMS, 디스플레이, 태양광, 배터리 등), 최종 사용자(반도체 제조사, 연구 기관, 기타) 및 지역별로 세분화됩니다. 플라즈마 ALD와 공간 ALD는 고성능 및 대량 생산 요구사항을 충족시키며 시장을 주도하고 있습니다. 특히, 3D 구조 및 고종횡비(high aspect ratio) 소자 제조에 필수적인 플라즈마 ALD는 반도체 분야에서 강력한 수요를 보이고 있습니다.
경쟁 환경:
ALD 시장은 소수의 주요 업체들이 지배하는 집중된 시장입니다. 주요 플레이어로는 ASM International, Applied Materials, Tokyo Electron Limited (TEL), Lam Research, AIXTRON, Picosun, Veeco Instruments 등이 있습니다. 이들 기업은 기술 혁신, 제품 포트폴리오 확장, 전략적 파트너십 및 인수합병을 통해 시장 점유율을 확대하고 있습니다. 특히, 차세대 반도체 공정 및 신흥 애플리케이션에 최적화된 솔루션을 제공하기 위한 연구 개발 투자가 활발하게 이루어지고 있습니다.
시장 기회 및 과제:
ALD 시장의 주요 기회는 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 5G 통신 등 첨단 기술의 발전과 함께 반도체 산업의 지속적인 성장에 있습니다. 또한, 전기차 배터리, 유연 디스플레이, 마이크로 LED 등 새로운 애플리케이션 분야에서의 ALD 기술 채택이 증가하면서 시장 확대가 기대됩니다. 그러나 높은 장비 비용, 복잡한 공정 제어, 그리고 특정 전구체 물질의 제한적인 가용성은 시장 성장에 대한 잠재적인 과제로 남아 있습니다. 이러한 과제를 극복하기 위한 효율적인 비용 절감 기술 개발과 새로운 전구체 물질 개발이 중요합니다.
본 보고서는 반도체, 에너지 저장, 디스플레이, 생체 의료 제조 라인에서 초박막 필름을 생성하는 신규 원자층 증착(ALD) 장비 시장을 심층 분석합니다. 연구 범위는 다양한 필름 화학(산화물, 질화물, 금속 등), 반응기 구성(클러스터, 공간형, 배치형), 최대 450mm 파일럿 라인 기판 직경을 포괄합니다.
ALD 시장은 아시아 지역의 3D NAND 및 DRAM 노드 미세화, GAA(Gate-All-Around) 및 High-K 금속 게이트 로직 전환, 미니/마이크로-LED 백플레인 채택, 전기차 배터리 고체 전해질 코팅 수요, 의료용 임플란트 나노 코팅, 그리고 EU Chips Act 및 CHIPS and Science Act와 같은 정부 지원 투자 등 여러 핵심 동인에 의해 성장이 가속화되고 있습니다.
그러나 전구체 금속(루테늄, 이리듐, 코발트 등)의 희소성 및 가격 변동성, 대량 생산 파운드리 목표 대비 처리량 한계, OLED 캡슐화를 위한 경쟁 공간형 CVD 기술, 불소화 플라즈마 부산물에 대한 엄격한 환경보건안전(EHS) 규제 등이 시장 성장의 주요 제약 요인으로 작용합니다.
시장은 장비 유형(열 ALD, PEALD, 공간 ALD 등), 반응기 구성, 기판 크기(≤200mm, 300mm, ≥450mm), 필름 화학(산화물, 질화물, 금속, 불화물/황화물), 애플리케이션(반도체 로직 및 메모리, 첨단 패키징, 전력 및 광전자 공학, 에너지 장치, 생체 의료, 자동차 센서 및 ADAS), 그리고 지역별로 세분화되어 분석됩니다.
시장 규모 및 성장 예측에 따르면, ALD 시장은 2026년 79억 1천만 달러에 달했으며, 2026년부터 2031년까지 연평균 성장률(CAGR) 10.32%로 성장하여 2031년에는 129억 3천만 달러에 이를 것으로 전망됩니다. 특히 아시아 태평양 지역은 2025년 수익의 53.43%를 차지하며 시장을 선도하고 있으며, 고체 배터리 및 강유전체 메모리 스택에 필요한 불화물 및 황화물 필름은 13.03%의 CAGR로 높은 성장을 보일 것으로 예상됩니다.
경쟁 환경 분석은 시장 집중도, 전략적 이니셔티브, 합작 투자 분석 및 주요 기업(ASM International, Applied Materials, Tokyo Electron, Lam Research 등)의 프로필을 포함합니다. 본 보고서의 연구 방법론은 선도적인 파운드리 및 연구원과의 심층 인터뷰(1차 연구)와 광범위한 공개 출처 분석(2차 연구)을 기반으로 합니다. 시장 규모는 글로벌 웨이퍼 팹 자본 지출을 상향식 및 하향식으로 교차 검증하여 도출되었으며, 매년 데이터를 갱신하고 주요 정책 변화를 반영하여 신뢰성을 확보합니다. 보고서는 또한 시장의 미개척 영역과 충족되지 않은 요구 사항을 평가하여 미래 성장 기회를 제시합니다.


1. 서론
- 1.1 연구 가정 및 시장 정의
- 1.2 연구 범위
2. 연구 방법론
3. 주요 요약
4. 시장 동향
- 4.1 시장 개요
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4.2 시장 동인
- 4.2.1 아시아 지역의 3D NAND 및 DRAM 노드 축소 급증
- 4.2.2 GAA(Gate-All-Around) 및 High-K 금속 게이트 로직으로의 전환
- 4.2.3 미니/마이크로 LED 백플레인의 빠른 채택
- 4.2.4 EV 배터리 고체 전해질 코팅 수요
- 4.2.5 생체 적합성 향상을 위한 의료용 임플란트 나노 코팅
- 4.2.6 정부 지원 파일럿 라인 투자, EU 반도체법, CHIPS 및 과학법
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4.3 시장 제약
- 4.3.1 전구체 금속(Ru, Ir, Co)의 희소성 및 가격 변동성
- 4.3.2 높은 생산량 파운드리 목표 대비 처리량 한계
- 4.3.3 OLED 캡슐화를 위한 경쟁 공간 CVD
- 4.3.4 불소화 플라즈마 부산물에 대한 엄격한 EHS 규제
- 4.4 산업 가치 사슬 분석
- 4.5 규제 환경
- 4.6 기술 전망
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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
- 4.8 거시 경제 요인이 시장에 미치는 영향
5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치)
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5.1 장비 유형별
- 5.1.1 열 ALD (배치)
- 5.1.2 플라즈마 강화 ALD (PEALD)
- 5.1.3 공간 ALD
- 5.1.4 롤투롤 / 시트투시트 ALD
- 5.1.5 원자층 식각 (ALE) 지원 도구
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5.2 반응기 구성별
- 5.2.1 클러스터 (단일 웨이퍼)
- 5.2.2 독립형 배치
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5.3 기판 크기별
- 5.3.1 ≤200mm
- 5.3.2 300 mm
- 5.3.3 ≥450mm 파일럿 라인
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5.4 박막 화학별
- 5.4.1 산화막
- 5.4.2 질화막 및 산질화막
- 5.4.3 금속막, Co, Ru, Ti, Al, Cu
- 5.4.4 불화물 및 황화물막
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5.5 애플리케이션별
- 5.5.1 반도체 로직 및 메모리
- 5.5.2 첨단 패키징 및 이종 통합
- 5.5.3 전력 및 광전자공학, SiC, GaN, LED
- 5.5.4 에너지 장치, 리튬 이온, 고체, 연료 전지
- 5.5.5 생체 의료 및 임플란트 표면 기능화
- 5.5.6 자동차 센서 및 ADAS
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5.6 지역별
- 5.6.1 북미
- 5.6.1.1 미국
- 5.6.1.2 캐나다
- 5.6.1.3 멕시코
- 5.6.2 남미
- 5.6.2.1 브라질
- 5.6.2.2 아르헨티나
- 5.6.2.3 남미 기타 지역
- 5.6.3 유럽
- 5.6.3.1 영국
- 5.6.3.2 독일
- 5.6.3.3 프랑스
- 5.6.3.4 스페인
- 5.6.3.5 이탈리아
- 5.6.3.6 유럽 기타 지역
- 5.6.4 아시아 태평양
- 5.6.4.1 중국
- 5.6.4.2 인도
- 5.6.4.3 일본
- 5.6.4.4 호주
- 5.6.4.5 대한민국
- 5.6.4.6 아시아 태평양 기타 지역
- 5.6.5 중동
- 5.6.5.1 사우디아라비아
- 5.6.5.2 아랍에미리트
- 5.6.5.3 튀르키예
- 5.6.5.4 중동 기타 지역
- 5.6.6 아프리카
- 5.6.6.1 남아프리카 공화국
- 5.6.6.2 케냐
- 5.6.6.3 아프리카 기타 지역
6. 경쟁 환경
- 6.1 시장 집중도
- 6.2 전략적 이니셔티브 및 JV 분석
- 6.3 시장 점유율 분석
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6.4 기업 프로필 (글로벌 수준 개요, 시장 수준 개요, 핵심 부문, 재무 정보(사용 가능한 경우), 전략 정보, 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 포함)
- 6.4.1 ASM 인터내셔널 N.V.
- 6.4.2 어플라이드 머티리얼즈 Inc.
- 6.4.3 도쿄 일렉트론 리미티드
- 6.4.4 램 리서치 코퍼레이션
- 6.4.5 비코 인스트루먼츠 Inc.
- 6.4.6 옥스포드 인스트루먼츠 plc
- 6.4.7 베넥 Oy
- 6.4.8 피코선 Oy
- 6.4.9 엔테그리스 Inc.
- 6.4.10 커트 J. 레스커 컴퍼니
- 6.4.11 히타치 하이테크 코퍼레이션
- 6.4.12 울박 Inc.
- 6.4.13 아이스트론 SE
- 6.4.14 센텍 인스트루먼츠 GmbH
- 6.4.15 CVD 이큅먼트 코퍼레이션
- 6.4.16 포지 나노 Inc.
- 6.4.17 ALD 나노솔루션즈 Inc.
- 6.4.18 로터스 어플라이드 테크놀로지
- 6.4.19 LPE S.p.A.
- 6.4.20 SVT 어소시에이츠
- 6.4.21 아라디언스 LLC
- 6.4.22 베넥 R2R (서비스 사업)
7. 시장 기회 및 미래 전망
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원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD)은 기판 표면에 전구체 가스를 순차적으로 주입하여 자기 제한적(self-limiting) 화학 반응을 통해 원자층 단위로 박막을 형성하는 정밀 증착 기술입니다. 이 기술은 각 전구체 주입 단계에서 표면 반응이 포화되어 한 층의 원자만 흡착되도록 함으로써, 탁월한 두께 제어 능력과 높은 균일성, 그리고 복잡한 3차원 구조에서도 우수한 계단 피복성(step coverage)을 제공하는 것이 특징입니다. 나노미터 스케일의 매우 얇고 정밀한 박막이 요구되는 첨단 산업 분야에서 핵심적인 역할을 수행하고 있습니다.
원자층 증착 기술은 반응 메커니즘에 따라 여러 유형으로 분류됩니다. 가장 일반적인 방식은 열 에너지를 이용하여 전구체 반응을 유도하는 열 ALD(Thermal ALD)입니다. 반면, 플라즈마를 활용하여 반응 온도를 낮추고 증착 속도를 높이며 다양한 재료 증착을 가능하게 하는 플라즈마 강화 ALD(Plasma-Enhanced ALD, PEALD)는 저온 공정이 필요한 분야에서 특히 유용합니다. 이 외에도 UV 광을 이용하는 광 ALD(Photo-Assisted ALD), 전구체 주입 및 반응 영역을 공간적으로 분리하여 높은 처리량을 달성하는 공간 ALD(Spatial ALD), 그리고 액체 전구체를 사용하는 액상 ALD(Liquid-Phase ALD) 등이 연구 및 개발되고 있습니다.
원자층 증착의 주요 용도는 매우 광범위합니다. 반도체 산업에서는 고유전율(high-k) 게이트 유전체, 커패시터 유전체, 확산 방지막, 패시베이션 층, 그리고 3D NAND 및 DRAM과 같은 복잡한 메모리 구조 형성에 필수적으로 사용됩니다. 디스플레이 분야에서는 OLED 봉지(encapsulation) 층이나 박막 트랜지스터(TFT)의 유전체 층으로 활용되며, 태양전지에서는 표면 패시베이션 층 및 투명 전극 증착에 기여합니다. 또한, MEMS/NEMS(미세/나노 전자기계 시스템) 소자의 정밀 코팅, 의료/바이오 분야의 생체 적합성 코팅, 촉매 지지체 코팅, 그리고 광학 코팅 등 다양한 첨단 기술 분야에서 그 활용 가치를 인정받고 있습니다.
원자층 증착과 관련된 기술로는 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition, CVD)과 물리 기상 증착(Physical Vapor Deposition, PVD)이 있습니다. CVD는 ALD와 유사하게 전구체 가스를 사용하지만 자기 제한적 반응이 아니므로 ALD보다 두께 제어 및 균일성이 떨어지는 반면, 증착 속도는 더 빠릅니다. PVD는 스퍼터링이나 증발 증착과 같이 물리적인 방식으로 박막을 형성하며, ALD에 비해 계단 피복성이 좋지 않습니다. 또한, ALD의 역방향 기술인 원자층 식각(Atomic Layer Etching, ALE)은 원자층 단위로 재료를 정밀하게 식각하는 기술로, ALD와 함께 미세 공정의 핵심 기술로 부상하고 있습니다. 나노 임프린트 리소그래피와 같은 미세 패턴 형성 기술과 결합하여 복잡한 나노 구조를 구현하는 데에도 활용됩니다.
원자층 증착 시장은 반도체 미세화, 3D 구조 도입, 고성능 디스플레이, IoT, AI 등 첨단 기술의 발전과 함께 지속적으로 성장하고 있습니다. Applied Materials, ASM International, Tokyo Electron (TEL), Lam Research와 같은 글로벌 장비 제조업체와 국내의 원익IPS, 주성엔지니어링 등이 주요 플레이어로 활동하고 있으며, 다양한 전구체 재료 공급업체들도 시장 성장에 기여하고 있습니다. 현재 시장의 주요 기술 트렌드는 높은 처리량을 위한 공간 ALD 기술 개발, 저온 증착 기술의 고도화, 새로운 전구체 재료의 탐색, 그리고 대면적 증착 기술의 확보 등입니다. 높은 장비 비용과 전구체 가격, 상대적으로 느린 증착 속도는 여전히 해결해야 할 과제로 남아 있습니다.
미래 전망에 있어 원자층 증착은 더욱 중요한 역할을 수행할 것으로 예상됩니다. 반도체 분야에서는 옹스트롬(Å) 단위의 정밀 제어가 요구되는 차세대 메모리(MRAM, PRAM 등) 및 로직 소자 개발, 특히 GAA(Gate-All-Around) FET와 같은 신구조 도입에 필수적인 기술로 자리매김할 것입니다. 또한, 2D 재료(그래핀, TMDs), 유기-무기 하이브리드 재료 등 새로운 기능성 박막 증착에 활용될 가능성이 크며, 유연 전자소자, 웨어러블 기기, 에너지 저장 장치(배터리), 양자 컴퓨팅 등 다양한 첨단 산업으로의 응용 분야 확장이 기대됩니다. 공정 최적화 및 결함 예측에 인공지능(AI) 및 머신러닝 기술이 접목되어 생산성 및 수율 향상에 기여할 것이며, 저온 공정 및 효율적인 전구체 사용을 통해 더욱 환경 친화적인 공정으로 발전할 것입니다.