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고처리량 공정 개발(High Throughput Process Development) 시장 개요 및 전망 (2026-2031)
# 1. 시장 개요 및 규모
고처리량 공정 개발(High Throughput Process Development, HTPD) 시장은 2026년 181억 6천만 달러에서 2031년 276억 3천만 달러 규모로 성장할 것으로 예상되며, 예측 기간(2026-2031) 동안 연평균 성장률(CAGR) 8.78%를 기록할 전망입니다. 2025년 시장 규모는 166억 9천만 달러로 추정됩니다. 이러한 성장은 소형 자동화 플랫폼에 대한 수요 증가, 생물학적 제제 승인 확대, 첨단 제조에 대한 규제 장려 등에 힘입은 바 큽니다.
HTPD 시장은 생물제약 연구개발 및 생산 환경 전반에 걸쳐 빠르게 확산되고 있습니다. 연속 다운스트림 공정을 지원하는 크로마토그래피 혁신, 예측 분석의 광범위한 채택, 계약 개발 및 제조 조직(CDMO)의 역할 확대 등이 경쟁 전략을 재편하고 있습니다. 북미와 유럽은 명확한 규제 환경과 자본 유입으로 시장 성장을 주도하고 있으며, 아시아 태평양 지역은 대규모 공공 투자와 개선된 현지 공급망을 통해 가장 빠른 성장세를 보이고 있습니다. 그러나 일회용 플라스틱에 대한 환경 규제 강화와 디지털 숙련 인력의 지속적인 부족은 시장 성장을 저해하는 주요 요인으로 작용하고 있습니다.
# 2. 주요 시장 동향 및 통찰력
2.1. 제품 및 서비스 유형별 분석
* 소모품(Consumables): 2025년 HTPD 시장 점유율의 42.78%를 차지하며 가장 큰 비중을 차지했습니다. 이는 신속한 공정 설정에 필수적인 일회용 백, 필터, 사전 충전 컬럼 등의 수요가 꾸준하기 때문입니다.
* 소프트웨어(Software): 실시간 분석 및 디지털 트윈에 대한 수요 증가에 힘입어 2031년까지 11.42%의 가장 높은 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 디지털 플랫폼은 이질적인 데이터 소스를 통합하고, 머신러닝 모델을 적용하여 매개변수를 최적화하며, 전 세계에 분산된 팀 간의 원격 협업을 가능하게 합니다. 규제 당국의 소프트웨어 보증 지침은 알고리즘 투명성에 대한 기대를 명확히 하여 채택 주저를 줄이고 있습니다.
* 장비(Instruments): 자동화된 액체 처리 장치 및 다중 컬럼 크로마토그래피 스키드와 같은 장비는 강화된 워크플로우를 지원하며 꾸준한 성장세를 유지하고 있습니다.
* 서비스(Services): 기업들이 핵심 자산에 자본을 집중하기 위해 전문 통계 모델링, 화학 계량학, 검증 작업 등을 아웃소싱하면서 서비스 부문의 매력도도 높아지고 있습니다.
2.2. 기술별 분석
* 크로마토그래피(Chromatography): 2025년 HTPD 시장 점유율의 51.12%를 차지하며 지배적인 기술로 자리매김했으며, 2031년까지 9.19%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 이는 단일클론항체 생산에서 Protein A 친화성 단계의 보편성에 기인합니다. Waters의 BioResolve Protein A 컬럼과 같은 혁신은 역가 변화의 조기 감지를 가능하게 하며, KNAUER가 상용화한 시뮬레이션 이동층(SMB)과 같은 연속 다중 컬럼 형식은 버퍼 사용량을 줄이고 공정 시간을 단축합니다. 이온 교환 및 소수성 상호작용 변형은 항체-약물 접합체(ADC)와 같은 새로운 양식을 처리하며, 인라인 센서는 제품 품질 속성을 측정하여 규제 준수를 보장합니다.
2.3. 최종 사용자별 분석
* 생물제약 및 생명공학 기업(Biopharmaceutical and Biotechnology Companies): 2025년 지출의 57.44%를 차지하며 시장을 주도했습니다. 이는 내부 파이프라인 우선순위와 플랫폼 제조 전략에 의해 주도됩니다.
* 계약 연구 및 제조 조직(Contract Research and Manufacturing Organizations, CRO/CMO): 자본 보존을 위해 자산 경량화 모델을 채택하는 스폰서가 증가함에 따라 2026-2031년 동안 12.24%의 가장 높은 CAGR로 성장할 것으로 예상되는 가장 역동적인 최종 사용자 그룹입니다. 대형 CDMO는 세포주 개발부터 상업적 충전-마감에 이르는 통합 스위트를 구축하여 인프라가 부족한 신흥 기업들에게 매력적인 대안을 제공합니다.
2.4. 지역별 분석
* 북미(North America): 2025년 HTPD 시장 매출의 39.12%를 차지하며 시장을 선도했습니다. Lonza의 Vacaville 인수와 같은 대규모 설비 투자와 첨단 제조를 지지하는 신속한 규제 경로가 성장을 견인하고 있습니다. 정부 보조금 및 인력 양성 이니셔티브 또한 이 지역의 경쟁력을 강화합니다.
* 아시아 태평양(Asia-Pacific): 2031년까지 10.67%의 가장 높은 CAGR을 기록하며 가장 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다. 중국의 41억 7천만 달러 규모의 국가 바이오 제조 프로그램과 일본의 바이오 기술 활성화 로드맵이 성장을 촉진하고 있습니다. 싱가포르와 한국은 세포 및 유전자 치료 분야의 지역 우수 센터 역할을 하며, 현지 CDMO는 유리한 비용 기반과 개선된 규제 투명성을 바탕으로 글로벌 계약을 확보하고 있습니다.
* 유럽(Europe): 정제 화학, 분석 및 지속 가능성 분야에서 강력한 혁신을 유지하고 있습니다. 환경 지침은 재활용 가능한 일회용 시스템 및 탄소 효율적인 운영으로의 전환을 가속화하고 있습니다.
* 남미 및 중동 아프리카: 수입 의존도를 낮추고 보건 안보를 강화하기 위한 국내 생물학적 제제 생산에 대한 정부의 관심이 증가하면서 성장세를 보이고 있습니다.
# 3. 시장 성장 동인
* 차세대 생물학적 제제 수요 가속화 (+2.1% CAGR 영향): 2024년 FDA가 유전자 및 세포 치료제를 포함한 33개의 새로운 생물학적 제품을 승인하는 등 치료 파이프라인의 빠른 진화는 복잡한 양식에 대한 소형, 구성 가능한 개발 플랫폼의 수요를 증가시키고 있습니다. 유연한 시설은 제조업체가 소량의 맞춤형 치료제와 대규모 상업 생산 사이를 신속하게 전환할 수 있도록 합니다.
* 바이오 제조의 비용 압박 (+1.8% CAGR 영향): 건강 시스템의 가격 통제와 바이오시밀러 경쟁 심화는 마진을 압박하여 기업들이 공정 강화 및 아웃소싱으로 전환하도록 유도하고 있습니다. 연속 바이오 공정 플랫폼은 공장 면적과 유틸리티 비용을 줄이며, 아시아 CDMO로의 전략적 위탁은 자본 노출을 낮춥니다.
* 연속 및 강화된 공정으로의 전환 (+1.6% CAGR 영향): 규제 당국은 연속 생산을 명시적으로 장려하고 있으며, FDA의 첨단 제조 기술 지정 프로그램은 새로운 하드웨어 및 분석 솔루션을 신속하게 처리합니다. 관류 생물반응기는 세포 밀도를 크게 높여 부피 생산성을 증가시키고 배지 소비를 줄입니다.
* 소형화된 일회용 기술 수요 증가 (+1.4% CAGR 영향): 마이크로 스케일 도구는 실험 처리량을 늘리고 시약 사용을 최소화합니다. 환경 문제로 인해 공급업체들은 2026년 발효되는 새로운 USP 요구사항에 앞서 재활용 가능한 폴리머 및 저영향 수지로 전환하고 있습니다.
* AI 기반 분석 및 자동화 (+1.2% CAGR 영향): (다른 동인에 내재되어 있으나, 공정 최적화 및 자원 활용 개선에 중요한 역할을 함)
* 니어쇼어링 및 공급망 탄력성 (+0.9% CAGR 영향): (지리적 및 비용 동인에 내재되어 있으나, 지역 허브를 통한 공급망 강화에 기여)
# 4. 시장 성장 저해 요인
* 높은 자본 투자 및 인프라 요구사항 (-1.9% CAGR 영향): 완전한 고처리량 공정 개발 센터를 구축하는 데는 장비, 클린룸, 분석 장비에 5천만~1억 달러가 소요될 수 있습니다. 여러 규제 체제 준수는 검증 및 문서화 비용을 추가합니다.
* 자동화 및 데이터 과학 분야의 인력 부족 (-1.5% CAGR 영향): 디지털 바이오 공정에는 제어 이론, 코딩, 생화학에 능숙한 엔지니어가 필요하지만, 자격을 갖춘 인력 공급이 부족합니다. 기업들은 내부 아카데미 및 대학 파트너십을 통해 파이썬, R, SQL 등의 기술을 재교육하고 있습니다.
* 다양한 규모의 데이터 통합 과제 (-0.8% CAGR 영향): (다양한 공정 단계 및 장비에서 생성되는 데이터의 통합 및 표준화의 복잡성)
* 일회용 플라스틱에 대한 환경 문제 (-0.6% CAGR 영향): EU가 주도하고 북미가 뒤따르는 환경 규제는 재활용 가능한 일회용 시스템으로의 전환을 요구하며, 이는 공급업체에 새로운 도전 과제를 제시합니다.
# 5. 경쟁 환경
고처리량 공정 개발 시장은 적당히 세분화되어 있으며, 기존 크로마토그래피 및 생물반응기 공급업체와 디지털 기반 신규 진입자들이 경쟁하고 있습니다. 구매 결정에서는 기존 처리량 지표보다 자동화 기능, 데이터 상호 운용성, 지속 가능성 자격 증명이 더 중요하게 고려됩니다. Sartorius와 Siemens는 감독 제어 소프트웨어와 일회용 생물반응기를 통합하여 플러그 앤 플레이 방식의 강화된 생산 라인을 제공할 계획을 발표했습니다.
대형 공급업체들은 소모품, 장비, 소프트웨어를 통합 플랫폼으로 묶어 규모의 이점을 활용합니다. 중소기업들은 미세유체, 디지털 트윈 또는 친환경 플라스틱 분야에서 틈새시장을 개척하고 있습니다. FDA의 첨단 제조 기술 지정 프로그램은 소규모 혁신 기업에게 규제 당국과의 조기 협력 기회를 제공하여 신뢰성과 시장 진입 경로를 제공합니다. 따라서 경쟁 우위는 규제 준비가 된 문서화와 측정 가능한 지속 가능성 이점을 입증하는 능력에 달려 있습니다. 연속 다운스트림 운영 통합, 재활용 가능한 폴리머 대체재 개발, 실험실 데이터를 전사적 자원 관리(ERP)와 직접 연결하여 엔드투엔드 추적 가능성을 확보하는 분야에서 여전히 기회가 존재합니다.
주요 시장 참여 기업:
* Agilent Technologies
* Thermo Fischer Scientific
* Danaher Corporation
* Bio Rad Laboratories Inc.
* GE Healthcare
# 6. 최근 산업 동향
* 2025년 4월: Amgen은 오하이오 바이오 제조 시설 확장에 9억 달러를 투자하여 복잡한 치료제 수요 증가를 지원하기 위한 첨단 생물학적 제제 생산 능력 및 공정 강화 기술에 집중할 것이라고 발표했습니다.
* 2025년 1월: Cytiva와 Cellular Origins는 자동화된 세포 및 유전자 치료제 제조 기술을 통합하기 위한 전략적 파트너십을 발표했습니다. 이는 Cytiva의 Sefia 플랫폼과 Cellular Origins의 Constellation 로봇 플랫폼을 결합하여 확장 가능한 CGT 생산을 목표로 합니다.
* 2024년 9월: Serán BioScience는 오리건주에 상업 규모 제조 시설을 건설하기 위해 2억 달러 이상의 전략적 성장 자금을 확보했습니다. 이 시설은 분무 건조 및 고온 용융 압출 기능을 포함한 첨단 입자 공학 솔루션을 특징으로 합니다.
* 2024년 6월: Kyowa Kirin은 노스캐롤라이나에 첫 북미 생물학적 제제 제조 시설을 건설하기 위해 최대 5억 3천만 달러를 투자할 것을 승인했습니다. 이 시설은 희귀 질환을 위한 차세대 항체 생산에 중점을 둘 것입니다.
이 보고서는 고처리량 공정 개발(High-Throughput Process Development, HTPD) 시장에 대한 심층 분석을 제공합니다. HTPD 시장은 파일럿 규모 이전의 상류 및 하류 공정에서 다수의 소규모 실험을 병렬로 수행할 수 있도록 지원하는 기기, 소모품(일회용 또는 재사용 가능), 워크플로우 소프트웨어 및 서비스 계약에서 발생하는 전 세계 수익을 포함합니다. 이는 소분자 라이브러리 분석에만 사용되는 독립형 고처리량 스크리닝 플랫폼은 제외합니다.
1. 시장 동향 및 주요 동인
HTPD 시장은 차세대 바이오의약품에 대한 수요 가속화, 바이오 제조 공정의 비용 압박 증가, 연속 및 고도화된 바이오 공정으로의 전환, 소형화된 일회용 기술의 수요 증대, AI 기반 분석 및 자동화 도입, 그리고 니어쇼어링(near-shoring)을 통한 공급망 탄력성 강화 등의 요인에 의해 성장이 가속화되고 있습니다. 특히, 복잡한 바이오의약품의 승인 증가와 연속 제조에 대한 규제 지원은 개발 기간 단축을 위한 자동화 및 소형화 플랫폼 채택을 장려하고 있습니다.
2. 시장 제약 요인
반면, 높은 초기 자본 투자 및 인프라 구축의 필요성, 자동화 및 데이터 과학 분야의 숙련된 인력 부족, 다양한 규모에서의 데이터 통합 문제, 그리고 일회용 플라스틱 사용에 따른 환경 문제 등은 시장 성장을 저해하는 주요 요인으로 작용하고 있습니다. 그러나 모듈형 플랜트와 맞춤형 교육 프로그램이 이러한 제약을 완화하는 데 기여하고 있습니다.
3. 시장 세분화 및 성장 전망
보고서는 제품 및 서비스 유형, 기술, 최종 사용자, 그리고 지역별로 시장을 세분화하여 분석합니다.
* 제품 및 서비스 유형별: 소모품, 기기(자동 액체 핸들러, 크로마토그래피 시스템 등), 서비스, 소프트웨어로 구성됩니다. 이 중 소프트웨어 솔루션은 디지털 트윈 및 예측 분석 통합으로 인해 2031년까지 연평균 11.42%의 가장 빠른 성장률을 보일 것으로 예상됩니다.
* 기술별: 크로마토그래피(친화성, 이온 교환, 크기 배제 및 막 크로마토그래피), UV-Visible 분광법 및 기타 기술을 포함합니다.
* 최종 사용자별: 바이오제약 및 생명공학 기업, 위탁 연구 및 제조 기관(CRMO), 학술 및 정부 연구소로 구분됩니다.
* 지역별: 북미, 유럽, 아시아-태평양, 중동 및 아프리카, 남미로 나뉘며, 특히 아시아-태평양 지역은 정부 자금 지원, 비용 경쟁력, 개선된 규제 시스템에 힘입어 연평균 10.67%로 전 세계에서 가장 높은 성장률을 기록할 것으로 전망됩니다.
4. 경쟁 환경
HTPD 시장은 다나허(Danaher), 사토리우스 스테딤 바이오텍(Sartorius Stedim Biotech SA), 머크(Merck KGaA), 써모 피셔 사이언티픽(Thermo Fisher Scientific Inc.), 아질렌트 테크놀로지스(Agilent Technologies Inc.) 등 다수의 주요 기업들이 참여하는 비교적 분산된(moderately fragmented) 시장입니다. 경쟁 우위는 기본적인 처리량 사양보다는 고급 자동화, 데이터 통합, 그리고 지속 가능한 재료 사용 능력에 달려 있습니다.
5. 연구 방법론 및 신뢰성
본 보고서는 엄격한 연구 방법론을 기반으로 합니다. 1차 연구에서는 북미, 유럽, 아시아-태평양 지역의 바이오 공정 엔지니어, CDMO 소싱 책임자, 자동화 공급업체 및 규제 기관과의 심층 인터뷰를 통해 데이터를 검증했습니다. 2차 연구는 미국 FDA, EMA 지침, BIO 연간 바이오의약품 생산량 데이터, 특허 정보 등 공개된 자료를 활용했습니다. 시장 규모 추정 및 예측은 글로벌 바이오의약품 생산 능력 및 R&D 지출에 대한 하향식(top-down) 재구성을 기반으로 HTPD 침투율을 적용하고, 공급업체 데이터 및 채널 검증을 통해 상향식(bottom-up) 격차를 보완하는 방식으로 이루어졌습니다. 이러한 다층적인 검증 절차와 연간 업데이트 주기를 통해 보고서의 신뢰성을 확보하고 있습니다.
6. 시장 기회 및 미래 전망
연속 바이오 공정 기술, 예를 들어 관류(perfusion) 및 다중 컬럼 크로마토그래피 시스템은 부피 생산성을 높이고 버퍼 소비를 줄이며 시설 공간을 축소하여 상당한 운영 비용 절감 효과를 제공합니다. 이는 HTPD 시장의 중요한 기회 요인으로 작용하며, 미충족 수요(unmet-need) 영역에 대한 평가를 통해 추가적인 성장 잠재력을 모색하고 있습니다.
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 차세대 바이오의약품 수요 가속화
- 4.2.2 바이오 제조의 비용 압박
- 4.2.3 연속 및 강화된 바이오 공정으로의 전환
- 4.2.4 소형화된 일회용 기술에 대한 수요 증가
- 4.2.5 AI 기반 분석 및 자동화
- 4.2.6 니어쇼어링 및 공급망 탄력성
- 4.3 시장 제약
- 4.3.1 높은 자본 투자 및 인프라 요구 사항
- 4.3.2 자동화 및 데이터 과학 분야의 인재 부족
- 4.3.3 규모별 데이터 통합 과제
- 4.3.4 일회용 플라스틱에 대한 환경 문제
- 4.4 포터의 5가지 경쟁 요인 분석
- 4.4.1 신규 진입자의 위협
- 4.4.2 구매자의 교섭력
- 4.4.3 공급업체의 교섭력
- 4.4.4 대체재의 위협
- 4.4.5 경쟁 강도
5. 시장 규모 및 성장 예측 (USD 가치)
- 5.1 제품 및 서비스 유형별
- 5.1.1 소모품
- 5.1.2 기기
- 5.1.2.1 자동 액체 처리기
- 5.1.2.2 크로마토그래피 시스템
- 5.1.2.3 기타 기기
- 5.1.3 서비스
- 5.1.4 소프트웨어
- 5.2 기술별
- 5.2.1 크로마토그래피
- 5.2.1.1 친화성
- 5.2.1.2 이온 교환
- 5.2.1.3 크기 배제 및 막 크로마토그래피
- 5.2.2 UV-가시 분광법
- 5.2.3 기타 기술
- 5.3 최종 사용자별
- 5.3.1 바이오제약 및 생명공학 기업
- 5.3.2 계약 연구 및 제조 기관
- 5.3.3 학술 및 정부 연구소
- 5.4 지역별
- 5.4.1 북미
- 5.4.1.1 미국
- 5.4.1.2 캐나다
- 5.4.1.3 멕시코
- 5.4.2 유럽
- 5.4.2.1 독일
- 5.4.2.2 영국
- 5.4.2.3 프랑스
- 5.4.2.4 이탈리아
- 5.4.2.5 스페인
- 5.4.2.6 기타 유럽
- 5.4.3 아시아-태평양
- 5.4.3.1 중국
- 5.4.3.2 일본
- 5.4.3.3 인도
- 5.4.3.4 호주
- 5.4.3.5 대한민국
- 5.4.3.6 기타 아시아-태평양
- 5.4.4 중동 및 아프리카
- 5.4.4.1 GCC
- 5.4.4.2 남아프리카
- 5.4.4.3 기타 중동 및 아프리카
- 5.4.5 남미
- 5.4.5.1 브라질
- 5.4.5.2 아르헨티나
- 5.4.5.3 기타 남미
6. 경쟁 환경
- 6.1 시장 집중도
- 6.2 시장 점유율 분석
- 6.3 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 포함)
- 6.3.1 Danaher
- 6.3.2 Sartorius Stedim Biotech SA
- 6.3.3 Merck KGaA
- 6.3.4 Thermo Fisher Scientific Inc.
- 6.3.5 Agilent Technologies Inc.
- 6.3.6 Waters Corporation
- 6.3.7 Bio-Rad Laboratories Inc.
- 6.3.8 PerkinElmer Inc.
- 6.3.9 Eppendorf SE
- 6.3.10 Tecan Group AG
- 6.3.11 Repligen Corporation
- 6.3.12 3M
- 6.3.13 GE Healthcare Life Sciences
- 6.3.14 Pall Corporation
- 6.3.15 Shimadzu Corporation
- 6.3.16 Hamilton Company
- 6.3.17 KBI Biopharma
- 6.3.18 WuXi AppTec
- 6.3.19 BioCentriq
- 6.3.20 Premas Biotech
7. 시장 기회 및 미래 전망
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고처리량 공정 개발은 신약 개발, 재료 과학, 화학 공학 등 다양한 산업 분야에서 수많은 실험 조건을 동시에 또는 매우 빠른 속도로 탐색하고 최적화하는 혁신적인 방법론을 의미합니다. 이는 전통적인 순차적 실험 방식의 한계를 극복하고, 방대한 데이터 포인트를 효율적으로 생성 및 분석하여 공정 개발 시간을 단축하며 비용을 절감하고, 최적의 조건을 신속하게 찾아내는 것을 핵심 목표로 합니다. 자동화, 로봇 공학, 데이터 과학, 인공지능 등의 첨단 기술이 융합되어 구현되는 것이 특징입니다.
고처리량 공정 개발의 주요 유형으로는 스크리닝과 최적화가 있습니다. 스크리닝은 수많은 후보 물질이나 조건을 빠르게 평가하여 유망한 대상을 선별하는 과정으로, 신약 후보 물질 발굴이나 새로운 촉매 탐색 등에 활용됩니다. 최적화는 선별된 대상에 대해 반응 조건(온도, 압력, 농도, 시간 등)을 체계적으로 변화시키며 최적의 성능을 달성하는 조건을 찾아내는 데 중점을 둡니다. 이 외에도 다양한 구조를 가진 화합물 라이브러리를 고처리량으로 합성하고 평가하는 라이브러리 합성 및 평가, 제조 공정의 다양한 변수들이 제품 품질 및 생산성에 미치는 영향을 광범위하게 탐색하는 공정 변수 탐색 등이 있습니다.
이러한 고처리량 공정 개발은 광범위한 분야에서 활용됩니다. 제약 및 바이오 산업에서는 신약 후보 물질 발굴, 약물 스크리닝, 세포 배양 공정 최적화, 단백질 생산 공정 개발 및 백신 개발에 필수적인 기술로 자리 잡고 있습니다. 화학 및 재료 산업에서는 신소재 개발(촉매, 고분자, 배터리 소재 등), 반응 조건 최적화, 공정 효율 증대 및 친환경 공정 개발에 기여하고 있습니다. 또한 식품 산업의 신제품 개발 및 발효 공정 최적화, 에너지 산업의 효율적인 에너지 저장 및 변환 기술 개발, 환경 산업의 오염 물질 분해 촉매 개발 등 다양한 분야에서 그 중요성이 증대되고 있습니다.
고처리량 공정 개발을 가능하게 하는 관련 기술로는 자동화 및 로봇 공학이 핵심입니다. 액체 핸들링 시스템, 로봇 팔, 자동화된 반응기 시스템 등을 통해 반복적이고 정밀한 실험을 오류 없이 수행합니다. 마이크로유체역학은 미세 유체 채널 내에서 소량의 시료로 다수의 실험을 병렬적으로 수행하여 시료 소모를 줄이고 반응 속도를 높이는 데 기여합니다. 고처리량 실험에서 생성되는 방대한 데이터를 분석하고, 패턴을 인식하며, 예측 모델을 구축하여 최적의 조건을 도출하는 데이터 과학 및 인공지능(머신러닝, 딥러닝, 통계적 실험 설계 등)은 필수적인 요소입니다. 이와 함께 실시간으로 반응을 모니터링하고 데이터를 수집하는 센서 및 이미징 기술, 복잡한 시뮬레이션 및 대규모 데이터 분석을 지원하는 고성능 컴퓨팅(HPC) 또한 중요한 역할을 합니다.
고처리량 공정 개발 시장은 여러 배경 요인에 의해 빠르게 성장하고 있습니다. 신제품 개발 경쟁이 심화되면서 시장 출시 시간 단축과 개발 비용 절감의 필요성이 커지고 있으며, 다루는 물질 및 공정의 복잡성 증가로 인해 전통적인 방식으로는 최적화가 어려워지고 있습니다. 빅데이터 시대에 접어들면서 데이터 기반의 과학적 의사결정의 중요성이 부각되고 있으며, 자동화, AI, 바이오 기술 등의 융합이 새로운 가능성을 열고 있습니다. 또한 친환경적이고 효율적인 공정 개발에 대한 사회적 요구가 증가하면서 고처리량 기술의 도입이 가속화되고 있습니다.
미래에는 고처리량 공정 개발이 더욱 발전하여 완전 자동화 및 자율 실험실의 시대가 도래할 것으로 전망됩니다. 인공지능 기반의 자율 실험 시스템이 더욱 발전하여 사람의 개입 없이 가설 설정, 실험 수행, 데이터 분석, 결과 해석까지 전 과정을 수행할 것입니다. 물리적 공정을 가상 공간에 구현하여 실시간으로 모니터링하고 예측하며 최적화하는 디지털 트윈 기술이 고처리량 공정 개발에 통합되어 효율성을 극대화할 것입니다. 재료 과학, 생명 공학, 컴퓨터 과학, 로봇 공학 등 다양한 분야의 경계가 허물어지며 다학제 간 융합이 심화되어 새로운 시너지를 창출할 것입니다. 또한 환경 친화적이고 에너지 효율적인 지속 가능한 공정 개발에 고처리량 기술이 더욱 적극적으로 활용될 것이며, 제약 분야에서는 개인 맞춤형 의약품 개발에 고처리량 스크리닝 및 최적화 기술이 핵심적인 역할을 수행할 것으로 기대됩니다.