종합 실험실 자동화 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 전망 (2026년 – 2031년)

총 실험실 자동화 시장 개요 (2026-2031)

시장 규모 및 성장 전망

총 실험실 자동화 시장은 2025년 66억 5천만 달러에서 2026년 70억 9천만 달러로 성장했으며, 2026년부터 2031년까지 연평균 6.73%의 성장률(CAGR)을 기록하며 2031년에는 98억 3천만 달러에 이를 것으로 전망됩니다. 이러한 성장은 신약 개발을 위한 고처리량 스크리닝의 급증, 진단 테스트 물량 증가, 그리고 임상 및 연구 환경에서 오류 최소화의 중요성 증대에 의해 주도되고 있습니다.

주요 성장 동력 및 시장 트렌드

로봇 공학, 인공지능(AI), 클라우드 연결성이 통합된 플랫폼은 실험실이 워크플로우를 최적화하고, 장비 고장을 예측하며, 대규모 데이터를 실시간으로 분석할 수 있도록 지원합니다. 모듈형 설계로의 전환은 소규모 시설도 전체 자동화 시스템에 대한 부담 없이 자동화를 도입할 수 있게 하며, 협동 로봇의 확산은 사용자 기반을 넓히고 있습니다. 정밀 의학에 대한 관심 증가, 엄격해지는 규제 프레임워크, 그리고 세포 및 유전자 치료제 제조의 빠른 확장은 총 실험실 자동화 시장 전반에 걸쳐 장비 업그레이드 및 신규 설치를 가속화하고 있습니다.

주요 보고서 요약

* 장비 유형별: 자동 액체 처리 장비가 2025년 시장 점유율 31.45%로 선두를 차지했으며, 로봇 팔은 2031년까지 8.54%의 가장 빠른 연평균 성장률을 보일 것으로 예상됩니다.
* 소프트웨어별: LIMS(실험실 정보 관리 시스템) 플랫폼이 2025년 시장 규모의 37.20%를 차지했으며, SDMS(과학 데이터 관리 시스템) 솔루션은 2031년까지 9.85%의 연평균 성장률로 발전하고 있습니다.
* 적용 분야별: 임상 진단이 2025년 시장 규모의 26.35%를 차지했으며, 유전체학은 2026년부터 2031년까지 9.12%의 연평균 성장률로 성장할 것으로 전망됩니다.
* 지역별: 북미가 2025년 시장 점유율 40.35%로 가장 큰 시장을 형성했으며, 아시아 태평양 지역은 2031년까지 7.72%의 연평균 성장률로 가장 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다.

글로벌 시장 동향 및 통찰력 (성장 동력)

* AI 기반 예측 유지보수 통합: AI 기반 예측 분석은 장비의 온도, 압력, 진동 등을 모니터링하여 고장 발생 몇 시간 전에 이상 징후를 감지합니다. 이는 고처리량 임상 실험실에서 계획되지 않은 가동 중단을 최대 30% 줄이고 자산 수명을 15-20% 연장하는 효과를 가져옵니다. 북미 지역에서는 이러한 이점이 투자 회수 기간을 단축시켜 자동화 업그레이드의 재정적 타당성을 높이고 있습니다.
* EU IVDR 전환 주기: 유럽의 체외진단 의료기기 규정(IVDD)에서 IVDR로의 전환은 문서화, 추적성, 성능 증거에 대한 요구 사항을 강화하여, 실험실들이 모든 단계를 기록하는 자동화 솔루션으로 노후 시스템을 교체하도록 유도하고 있습니다. 이는 유럽 전역의 차세대 플랫폼 수요를 단기적으로 촉진하고 있습니다.
* 세포 및 유전자 치료제 제조의 고처리량 QC 요구: 첨단 치료제는 엄격한 콜드 체인 조건 하에서 효능, 순도, 신원 확인을 위한 수백 가지의 신속한 분석을 요구합니다. 자동화 공급업체들은 오염 없이 소량의 세포 현탁액을 피펫팅하고 제어된 환경을 유지하는 무균, 폐쇄 루프 로봇을 개발하여 출시 시간을 단축하고 있습니다.
* 분산형 및 가상 임상 시험 마이크로 랩의 출현: 휴대용 벤치탑 분석기와 클라우드 LIMS의 결합은 환자 거주지 근처에 마이크로 랩을 구축하여 샘플 운송 시간을 없애고 있습니다. 이는 프로토콜 편차를 줄이고 환자 유지율을 향상시키며, 장기적으로 중앙 참조 실험실의 테스트 물량 일부를 새로운 자동화 시장으로 전환시킬 수 있습니다.
* 바이오뱅크 물량 증가: 바이오뱅크의 샘플 저장 및 관리 물량이 증가함에 따라 자동화된 솔루션의 필요성이 커지고 있습니다.
* 정부 지원 스마트 병원: GCC(걸프협력회의) 국가 및 중국 등에서 정부 주도의 스마트 병원 프로젝트는 실험실 자동화 도입을 가속화하고 있습니다.

주요 저해 요인

* 높은 자본 지출(CAPEX) 및 긴 투자 수익률(ROI): 전 분석, 핵심 실험실, 후 분석 단계를 통합하는 포괄적인 자동화 시스템은 100만 달러 이상의 비용이 들고 설치에 9개월 이상이 소요될 수 있습니다. 이는 소규모 병원이나 학술 연구소의 투자를 어렵게 합니다.
* 레거시 미들웨어 상호 운용성 격차: 기존의 독점 프로토콜 기반 미들웨어는 차세대 분석기와 호환되지 않아 비용이 많이 드는 맞춤형 코딩이 필요하며, 이는 업그레이드를 지연시키는 요인이 됩니다.
* 사이버 보안 및 데이터 주권 부담: 데이터 보안 및 주권에 대한 우려는 특히 EU 및 중동 지역에서 자동화 시스템 도입 시 중요한 고려 사항으로 작용합니다.
* 정밀 부품 공급망의 불안정성: 자동화 장비에 사용되는 정밀 부품의 공급망 불안정성은 시장 성장에 단기적인 제약을 가할 수 있습니다.

세그먼트 분석

* 장비 유형별: 자동 액체 처리 장비는 진단, 신약 개발, 학술 연구 전반에 걸쳐 분석 신뢰성을 뒷받침하며 시장을 선도하고 있습니다. 로봇 팔은 소형화, 6축 설계, 새로운 그리퍼 기술, 협동 로봇 변형 등으로 인해 중규모 실험실에서도 채택이 증가하며 가장 빠른 성장을 보이고 있습니다.
* 소프트웨어별: LIMS는 샘플 접수, 보관, 장비 스케줄링, 규제 보고 등을 관리하는 운영의 중추 역할을 합니다. 최근 AI 모듈을 내장하여 실시간 최적화 엔진으로 진화하고 있습니다. SDMS는 폭발적으로 증가하는 멀티오믹스 데이터, 이미징 데이터 등을 관리하며, 자동화된 메타데이터 캡처, 버전 관리, 감사 추적 기능을 통해 규제 및 연구 재현성 요구 사항을 충족합니다.
* 자동화 범위별: 분석 자동화는 병원 핵심 실험실의 핵심이며, 실시간 라우팅 규칙으로 처리 시간을 단축합니다. 과거 간과되었던 후 분석 자동화는 로봇 아카이버 및 디지털 결과 검증 엔진을 통해 주목받고 있습니다. 세 단계를 모두 통합하는 완전 자동화 시스템(Total Automation Islands)은 아직 드물지만, 연간 처리량이 많은 참조 실험실에서 확산되고 있습니다.
* 적용 분야별: 임상 진단은 만성 질환 스크리닝 증가, 인력 부족, 엄격한 품질 규범으로 인해 가장 큰 기여를 하고 있습니다. 유전체학은 차세대 시퀀싱의 자동화된 라이브러리 준비 및 크기 선택 요구, 오염 방지 로봇 피펫터, 마이크로유체 장치 등으로 인해 가장 역동적인 분야로 성장하고 있습니다.
* 최종 사용자별: 제약 및 생명공학 기업은 신약 개발 및 리드 최적화를 간소화하기 위해 자동화를 가장 많이 도입하고 있습니다. 병원 및 진단 참조 실험실은 증가하는 테스트 메뉴와 비용 압박에 대처하기 위해 자동화를 채택하며, 학술 및 정부 연구소는 재현성을 높이고 반복적인 작업을 줄이기 위해 모듈형 장치를 활용합니다.

지역 분석

* 북미: 2025년 시장 점유율 40.35%로 가장 큰 시장입니다. 풍부한 임상 연구 예산, 대규모 참조 실험실, AI 예측 유지보수의 초기 도입이 성장을 견인합니다.
* 유럽: 두 번째로 큰 시장으로, IVDR 전환이 데이터 캡처 및 추적성 현대화를 강제하며 성장을 주도하고 있습니다. 독일, 영국, 프랑스가 설치를 주도하며, 공공-민간 유전체학 프로그램은 표준화된 샘플 처리를 요구합니다.
* 아시아 태평양: 2031년까지 7.72%의 가장 빠른 연평균 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 중국의 스마트 병원 계획, 일본의 공간 효율적인 로봇 공학, 한국의 고처리량 백신 R&D, 인도의 CRO 투자 및 주정부 보건 계획 등이 성장을 촉진하고 있습니다.

경쟁 환경

Roche, Thermo Fisher Scientific, Beckman Coulter, Siemens Healthineers, Abbott 등 상위 제조업체들이 전체 매출의 약 60%를 차지하며 시장은 중간 정도의 집중도를 보입니다. 이들 기업은 하드웨어, 미들웨어, 서비스 계약을 장기 계약으로 묶어 고객 전환 비용을 높이고 있습니다. AI 소프트웨어 및 클라우드 LIMS 기업에 대한 전략적 인수가 계속되고 있으며, 로봇 공학 전문 기업과의 공동 개발 협약을 통해 틈새 모듈을 생산하고 있습니다.

동시에, 민첩한 혁신 기업들은 프리미엄 기존 기업보다 저렴한 모듈형, 저비용 로봇을 출시하고 있습니다. 오픈 소스 스크립팅 및 간단한 터치스크린 인터페이스는 소규모 실험실이 자동화를 도입하는 데 도움을 줍니다. 서비스 차별화는 수명 주기 분석으로 전환되고 있으며, 공급업체들은 예측 유지보수 대시보드를 통해 가동 시간 보장을 제공하고 있습니다. 지속 가능성 또한 중요해지면서 재활용 합금으로 제작된 컨베이어 벨트 및 절전형 에코 모드가 도입되고 있습니다. 이러한 역동성은 경쟁 구도를 심화시키고 총 실험실 자동화 시장 전반에 걸쳐 지속적인 혁신 주기를 촉진하고 있습니다.

최근 산업 동향

* 2025년 5월: Diagnostics.ai는 분자 진단을 위한 CE-IVDR 인증 투명 AI 플랫폼인 PCR.AI를 공개하여 실험실이 규제 감사에 필요한 알고리즘 로직을 문서화할 수 있도록 했습니다.
* 2025년 5월: Beckman Coulter는 화학 및 면역 분석 모듈을 결합한 소형 시스템인 DxC 500i 임상 분석기에 대한 FDA 승인을 획득했습니다.
* 2025년 1월: Cimcorp과 Murata Machinery는 듀얼-리치 셔틀 및 완전 자동화된 “Dreamfield” 샘플 창고를 선보이며 고밀도 냉장 보관 솔루션을 발전시켰습니다.
* 2024년 12월: Thermo Fisher Scientific은 유전체 분석을 위한 모세관 전기영동을 자동화하고 정밀 의학 파이프라인의 재현성을 높이는 InnoviGene Suite를 출시했습니다.

이 보고서는 총체적 실험실 자동화(Total Lab Automation, TLA) 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. TLA는 반복적인 실험실 작업을 수행하기 위한 자동화 시스템으로, 로봇 장비를 활용하여 검체를 준비하고 운반함으로써 인력의 개입을 최소화합니다.

시장 환경
시장 성장을 견인하는 주요 동인으로는 ▲가동 중단 시간 최소화를 위한 AI 기반 예측 유지보수 통합 ▲EU IVDR(체외진단의료기기 규정)에 따른 임상 진단 분야의 업그레이드 주기 ▲세포 및 유전자 치료제 제조를 위한 고처리량 품질 관리(QC) 요구 증대 ▲분산형 및 가상 임상 시험 마이크로랩의 출현 ▲초저온 자동 보관을 요구하는 바이오뱅크 검체량 증가 ▲GCC 및 중국 정부 주도의 스마트 병원 구축 등이 있습니다.

반면, 시장 성장을 저해하는 주요 제약 요인으로는 ▲진정한 TLA 아일랜드 구축을 위한 막대한 초기 투자(7자리 CAPEX) 및 긴 투자 회수 기간(ROI) ▲레거시 미들웨어와 차세대 분석기 간의 상호 운용성 격차 ▲사이버 보안 및 데이터 주권 규제 준수 부담 ▲정밀 메카트로닉스 부품의 공급망 변동성 등이 지적됩니다.

보고서는 또한 가치/공급망 분석, 규제 및 기술 전망, 그리고 포터의 5가지 경쟁 요인 분석(경쟁 강도, 신규 진입자의 위협, 대체재의 위협, 구매자의 교섭력, 공급자의 교섭력)을 통해 시장의 구조적 특성을 심층적으로 다룹니다.

시장 규모 및 성장 예측
총체적 실험실 자동화 시장은 2026년 70억 9천만 달러로 평가되며, 2031년까지 연평균 6.73%의 성장률을 기록하여 98억 3천만 달러에 이를 것으로 전망됩니다.

시장은 다음 기준에 따라 세분화되어 분석됩니다.
* 장비 유형별: 자동 액체 핸들러, 로봇 팔, 자동 보관 및 검색 시스템(ASRS), 임상 화학 및 면역 분석기, 자동 플레이트 핸들러. 이 중 자동 액체 핸들러는 2025년 시장 점유율 31.45%로 가장 큰 비중을 차지합니다.
* 소프트웨어별: 실험실 정보 관리 시스템(LIMS), 과학 데이터 관리 시스템(SDMS), 전자 실험실 노트북(ELN), 실험실 정보 시스템(LIS), 크로마토그래피 데이터 시스템(CDS).
* 자동화 범위별: 전처리 자동화, 분석/핵심 실험실 자동화, 후처리 자동화, 총체적 실험실 자동화(TLA) 아일랜드.
* 애플리케이션별: 임상 진단, 유전체학, 신약 개발, 단백체학 및 대사체학, 바이오뱅크 및 샘플 관리.
* 최종 사용자별: 제약 및 생명공학 기업, 임상 시험 수탁 기관(CROs)/계약 개발 및 제조 기관(CDMOs), 병원 및 진단 참조 실험실, 학술 및 정부 기관.
* 지역별: 북미(미국, 캐나다, 멕시코), 남미(브라질, 아르헨티나 등), 유럽(독일, 영국, 프랑스, 이탈리아, 스페인 등), 중동(GCC, 터키 등), 아프리카(남아프리카, 나이지리아 등), 아시아-태평양(중국, 일본, 인도, 한국, 동남아시아 등).

특히 아시아-태평양 지역은 대규모 병원 현대화 프로그램과 제약 R&D 투자 확대에 힘입어 연평균 7.72%의 가장 높은 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다.

경쟁 환경
경쟁 환경 섹션에서는 시장 집중도, 주요 기업들의 전략적 움직임, 시장 점유율 분석을 다룹니다. Thermo Fisher Scientific Inc., Danaher Corp. (Beckman Coulter), Roche Diagnostics International AG, Siemens Healthineers AG, Abbott Laboratories, Tecan Group Ltd. 등 주요 글로벌 기업들의 프로필이 포함되어 있습니다.

시장 기회 및 미래 전망
보고서는 또한 시장의 미개척 영역(White-Space)과 충족되지 않은 요구(Unmet-Need)에 대한 평가를 통해 향후 시장 기회와 전망을 제시합니다.

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 AI 기반 예측 유지보수 통합을 통한 가동 중단 시간 최소화
  • 4.2.2 EU IVDR 주도 임상 진단 분야 업그레이드 주기
  • 4.2.3 세포 및 유전자 치료제 제조를 위한 고처리량 QC 요구사항
  • 4.2.4 분산형 및 가상 임상 시험 마이크로랩의 출현
  • 4.2.5 초저온 자동 보관을 요구하는 바이오뱅크 물량 증가
  • 4.2.6 정부 지원 스마트 병원 구축 (GCC 및 중국)
• 4.3 시장 제약
  • 4.3.1 진정한 TLA 아일랜드에 대한 7자리 CAPEX 및 긴 ROI
  • 4.3.2 차세대 분석기와 레거시 미들웨어 상호 운용성 격차
  • 4.3.3 사이버 보안 및 데이터 주권 규정 준수 부담
  • 4.3.4 정밀 메카트로닉스 부품의 공급망 변동성
• 4.4 가치 / 공급망 분석
• 4.5 규제 또는 기술 전망
• 4.6 포터의 5가지 경쟁 요인 분석
  • 4.6.1 경쟁 강도
  • 4.6.2 신규 진입자의 위협
  • 4.6.3 대체재의 위협
  • 4.6.4 구매자의 교섭력
  • 4.6.5 공급자의 교섭력

5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치)

• 5.1 장비 유형별
  • 5.1.1 자동 액체 처리기
  • 5.1.2 로봇 팔
  • 5.1.3 자동 보관 및 검색 시스템
  • 5.1.4 임상 화학 및 면역 분석기
  • 5.1.5 자동 플레이트 처리기
• 5.2 소프트웨어별
  • 5.2.1 실험실 정보 관리 시스템 (LIMS)
  • 5.2.2 과학 데이터 관리 시스템 (SDMS)
  • 5.2.3 전자 실험실 노트북 (ELN)
  • 5.2.4 실험실 정보 시스템 (LIS)
  • 5.2.5 크로마토그래피 데이터 시스템 (CDS)
• 5.3 자동화 범위별
  • 5.3.1 전처리 자동화
  • 5.3.2 분석 / 핵심 실험실 자동화
  • 5.3.3 후처리 자동화
  • 5.3.4 전체 실험실 자동화 (TLA) 아일랜드
• 5.4 적용 분야별
  • 5.4.1 임상 진단
  • 5.4.2 유전체학
  • 5.4.3 신약 개발
  • 5.4.4 단백질체학 및 대사체학
  • 5.4.5 바이오뱅크 및 샘플 관리
• 5.5 최종 사용자별
  • 5.5.1 제약 및 생명공학 기업
  • 5.5.2 계약 연구 및 제조 기관 (CROs / CDMOs)
  • 5.5.3 병원 및 진단 참조 실험실
  • 5.5.4 학술 및 정부 기관
• 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 독일
  • 5.6.3.2 영국
  • 5.6.3.3 프랑스
  • 5.6.3.4 이탈리아
  • 5.6.3.5 스페인
  • 5.6.3.6 유럽 기타 지역
  • 5.6.4 중동
  • 5.6.4.1 GCC
  • 5.6.4.2 터키
  • 5.6.4.3 중동 기타 지역
  • 5.6.5 아프리카
  • 5.6.5.1 남아프리카
  • 5.6.5.2 나이지리아
  • 5.6.5.3 아프리카 기타 지역
  • 5.6.6 아시아 태평양
  • 5.6.6.1 중국
  • 5.6.6.2 일본
  • 5.6.6.3 인도
  • 5.6.6.4 대한민국
  • 5.6.6.5 동남아시아
  • 5.6.6.6 아시아 태평양 기타 지역

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(가능한 경우), 전략 정보, 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 포함)
  • 6.4.1 Thermo Fisher Scientific Inc.
  • 6.4.2 Danaher Corp. (Beckman Coulter)
  • 6.4.3 Roche Diagnostics International AG
  • 6.4.4 Siemens Healthineers AG
  • 6.4.5 Abbott Laboratories
  • 6.4.6 Tecan Group Ltd.
  • 6.4.7 Agilent Technologies Inc.
  • 6.4.8 PerkinElmer Inc. (Revvity)
  • 6.4.9 Bio-Rad Laboratories Inc.
  • 6.4.10 QIAGEN N.V.
  • 6.4.11 Inpeco SA
  • 6.4.12 Hamilton Company
  • 6.4.13 Hudson Robotics Inc.
  • 6.4.14 SPT Labtech Ltd.
  • 6.4.15 Swisslog Healthcare AG
  • 6.4.16 BD (Kiestra)
  • 6.4.17 LabVantage Solutions Inc.
  • 6.4.18 LabWare Inc.
  • 6.4.19 Opentrons Labworks Inc.
  • 6.4.20 Perceptive Automation LLC
  • 6.4.21 Yaskawa Electric Corp.
  • 6.4.22 Eppendorf SE
  • 6.4.23 Formulatrix Inc.
  • 6.4.24 Biosero Inc.
  • 6.4.25 Tecan Genomics Inc.

7. 시장 기회 및 미래 전망