우주 전력 반도체 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 전망 (2026년~2031년)

우주 전력 전자공학 시장 개요 및 전망 (2026-2031)

우주 전력 전자공학 시장은 소형 위성군 확산 및 정부의 심우주 프로그램 확대에 따른 고밀도 전력 아키텍처 수요 증가에 힘입어 2026년부터 2031년까지 연평균 17.68%의 높은 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 특히 갈륨 나이트라이드(GaN) 및 실리콘 카바이드(SiC)와 같은 와이드 밴드갭(WBG) 소재의 채택 가속화가 시장 성장을 견인하는 핵심 요소로 작용하고 있습니다.

1. 시장 규모 및 성장률

Mordor Intelligence 보고서에 따르면, 우주 전력 전자공학 시장은 2025년 3억 5,156만 달러에서 2026년 4억 1,371만 달러로 성장했으며, 2031년에는 9억 3,372만 달러에 이를 것으로 전망됩니다. 예측 기간(2026-2031) 동안 연평균 성장률(CAGR)은 17.68%에 달할 것입니다. 북미가 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있으며, 아시아 태평양 지역이 가장 빠르게 성장하는 시장으로 부상하고 있습니다. 시장 집중도는 중간 수준으로 평가됩니다.

2. 주요 시장 성장 동력

* 소형 위성군을 위한 고밀도 전력 아키텍처: 큐브샛(CubeSat) 등 소형 위성 제작자들은 20~30배 높은 전류를 처리하는 전력 스테이지를 요구하며, 이는 첨단 패키징, 다상 조절, 정교한 열 인터페이스를 단일 모듈에 통합하는 방향으로 기술 발전을 촉진합니다. 이러한 고밀도화는 위성 제조업체가 수익 창출 페이로드에 더 많은 질량을 할당할 수 있게 하여 시장 성장에 긍정적인 영향을 미칩니다.
* 고처리량 및 광통신 위성의 급증: 차세대 정지궤도(GEO) 및 중궤도(MEO) 위성은 수십 킬로와트의 전력을 필요로 하는 디지털 프로세서와 광학 링크를 사용합니다. 이는 급격한 부하 변동에도 깨끗한 DC 전력을 공급할 수 있는 중앙 집중식 전원 공급 장치에 대한 수요를 증가시킵니다.
* 재사용 가능한 발사체의 견고한 전력 제어 수요: SpaceX Starship과 같은 다회용 발사체는 항공 전자 전력 체인을 반복적인 음향, 열, 진동 스트레스에 노출시킵니다. 이에 따라 수백 번의 고온 연소 주기와 극저온 전환을 견딜 수 있는 견고한 전력 제어 모듈에 대한 수요가 증가하고 있습니다.
* 갈륨 나이트라이드(GaN) 및 실리콘 카바이드(SiC) 전력 반도체의 빠른 보급: 이들 와이드 밴드갭(WBG) 소재는 기존 실리콘 대비 3~5배 높은 전력 밀도와 향상된 방사선 내성을 제공하여 컨버터 크기를 줄이고 열 제약을 완화합니다. 특히 100V 이상의 버스 전압을 처리할 수 있는 SiC 기반 토폴로지가 확산되고 있습니다.
* 전기 및 하이브리드 추진 시스템의 효율적인 전력 조절 필요성: 효율적인 전력 조절 시스템은 전기 및 하이브리드 추진 시스템의 채택을 가속화하며, 이는 장기적인 시장 성장을 견인할 것입니다.
* 정부의 심우주 및 달 탐사 임무를 위한 방사선 경화 전자 장치: 아르테미스(Artemis), 화성 샘플 회수(Mars Sample Return), 달 기지 건설 등 정부 주도의 심우주 및 달 탐사 임무는 다년간의 비행 및 일식 기간 동안 작동할 수 있는 방사선 경화 컨버터를 필요로 합니다.

3. 주요 시장 제약 요인

* 높은 비반복 공학(NRE) 비용 및 긴 방사선 경화 인증 기간: 우주 프로그램은 총 이온화 선량, 단일 이벤트 효과, 가스 방출 등에 대한 장치 스크리닝을 요구하며, 이는 제품 출시를 18~36개월 지연시키고 단위 비용을 증가시킵니다.
* 고성능 반도체 기판의 공급망 제약: 중국이 전 세계 갈륨 생산량의 98%를 차지하고 있어, 수출 통제는 GaN 웨이퍼 접근을 어렵게 합니다. 유럽과 미국은 국내 GaN-SiC 제조에 투자하여 이러한 의존도를 낮추려 노력하고 있습니다.
* 위성 개발 및 반도체 수명 주기 불일치로 인한 노후화 위험: 위성 개발과 반도체 수명 주기 간의 불일치는 부품 노후화 위험을 초래하여 상업 우주 부문에서 특히 두드러집니다.
* 파편화된 방사선 경화 표준으로 인한 높은 인증 비용: 국제 우주 기관 및 상업 이해관계자 간의 파편화된 방사선 경화 표준은 인증 비용을 증가시킵니다.

4. 세그먼트 분석

* 구성 요소별: 2025년에는 전력 컨버터가 31.22%의 점유율로 시장을 선도했습니다. 그러나 전력 모듈은 2031년까지 18.74%의 CAGR로 가장 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다. 이는 제어, 스위칭, 열 확산기를 단일 모듈에 통합하여 보드 면적을 절반으로 줄이고 평균 고장 간격(MTBF)을 높이는 설계 트렌드에 기인합니다. GaN 및 SiC와 같은 와이드 밴드갭 스위치의 채택은 모듈 통합을 가속화하고 있습니다.
* 전압 범위별: 2025년에는 28V 미만 시스템이 37.55%로 가장 큰 시장 점유율을 차지했습니다. 이는 저궤도(LEO) 및 정지궤도(GEO) 우주선에 기존 28V 버스가 지배적이기 때문입니다. 그러나 100V 이상 시스템은 17.95%의 CAGR로 가장 빠르게 성장하고 있으며, 이는 전기 추진 단계 및 킬로와트급 전력을 요구하는 고처리량 페이로드에 의해 주도됩니다.
* 플랫폼별: 2025년에는 위성이 66.05%의 매출 점유율로 시장을 지배했습니다. 하지만 심우주 탐사선 및 착륙선은 아르테미스, 화성 샘플 회수 등 임무로 인해 19.98%의 CAGR로 가장 높은 성장 모멘텀을 보입니다. 재사용 가능한 발사체와 우주 정거장 및 서식지 프로젝트 또한 수요를 다각화하고 있습니다.
* 애플리케이션별: 2025년에는 통신 위성이 41.50%의 매출을 차지하며 시장의 주요 동력이었습니다. 궤도 내 서비스 및 우주 잔해 제거는 23.35%의 CAGR로 가장 빠르게 성장하고 있으며, 이는 로봇 팔, 근접 센서, 전기 추진을 위한 정밀 전력 제어에 대한 의존도가 높기 때문입니다.
* 최종 사용자별: 2025년에는 상업 부문이 54.70%의 점유율로 가장 큰 비중을 차지했습니다. 반면 과학 부문은 18.92%의 CAGR로 가장 빠르게 성장하고 있으며, 대학 주도의 큐브샛 프로그램이 저비용 COTS(상업용 기성품) 부품 수요를 견인하고 있습니다.

5. 지역 분석

* 북미: 2025년 36.40%의 매출을 기록하며 가장 큰 시장이었습니다. NASA의 달-화성 로드맵, 국방부 위성 보안 업그레이드, 캘리포니아, 콜로라도, 플로리다에 집중된 뉴 스페이스(NewSpace) 기업들의 활동이 성장을 견인했습니다. CHIPS Act 인센티브는 GaN 및 SiC 에피 웨이퍼의 지역 제조 기반을 강화하여 갈륨 공급 충격에 대한 회복탄력성을 높입니다.
* 아시아 태평양: 18.29%의 CAGR로 가장 빠르게 성장하는 지역입니다. 중국은 500개 이상의 민간 우주 기업을 보유하고 있으며, 저궤도 통신 및 달 샘플 회수선에 막대한 투자를 하고 있습니다. 인도의 비용 효율적인 임무와 일본의 로봇 공학 집중 또한 지역 성장을 촉진합니다. 한국과 신흥 아세안(ASEAN) 회원국들은 서브시스템 수출 및 소형 발사체를 통해 공급망에 참여하며 아시아 태평양 지역을 미래 우주 전력 전자공학 시장의 핵심 거점으로 확고히 하고 있습니다.
* 유럽: ESA 기술 프로그램, 유럽 부품 이니셔티브, 우주 기반 태양광 발전 시연에 대한 국가적 투자로 강력한 입지를 유지하고 있습니다. 독일, 프랑스, 이탈리아는 GaN MMIC 제조를 선도하며, 영국은 위성 조립 및 궤도 내 서비스에 집중합니다. 기가와트급 궤도 발전소에 대한 SOLARIS 연구는 현재 우주선에서는 달성 불가능한 장기 고전압 컨버터 수요를 창출할 수 있습니다.
* 기타 지역: 브라질이 남미 활동을 주도하고 있으며, UAE와 사우디아라비아가 각각 수십억 달러를 우주 인프라에 투자하면서 중동 지역의 비행 인증 전력 스테이지 수요가 가속화되고 있습니다.

6. 경쟁 환경

우주 전력 전자공학 시장의 경쟁 강도는 중간 정도로 통합되어 있습니다. Microchip Technology, Texas Instruments, Honeywell, STMicroelectronics와 같은 기존 항공우주 공급업체들은 방사선 경화 전압 조정기, PWM 컨트롤러, PoL(Point-of-Load) 컨버터 등 광범위한 제품군을 보유하고 있습니다. STMicroelectronics는 전 세계 SiC 장치 부문의 32.6%를 차지하며 기판 조달에서 규모의 이점을 누리고 있습니다. 이들 기존 업체들은 오랜 비행 데이터와 장기 조달 계약을 통해 시장에서 확고한 위치를 유지하고 있습니다.

전략적 차별화는 와이드 밴드갭 통합에 중점을 둡니다. Honeywell의 CAES 인수, onsemi의 Qorvo SiC JFET 자산 인수는 이러한 추세를 반영합니다. Vicor와 같은 틈새 혁신 기업은 Factorized Power 솔루션으로 고처리량 위성 시장을 공략합니다. 정부 지원(예: CHIPS Act 보조금) 또한 경쟁에 영향을 미치며, Teledyne의 Excelitas 인수와 BAE Systems 및 Rocket Lab의 CHIPS 보조금 확보 사례가 이를 보여줍니다.

신규 진입자에게는 방사선 평가, 기판 순도, 밀폐형 패키징에 대한 높은 자본 장벽이 존재합니다. 그러나 궤도 내 서비스 차량, 달 표면 마이크로그리드, 우주 기반 태양광 발전 렉테나 등에서 새로운 기회가 존재합니다. 와이드 밴드갭 스위치를 디지털 원격 측정, 고장 격리, 사이버 보안 펌웨어와 결합하는 기업들은 전통적인 위성 버스 시장을 넘어 확장되는 우주 전력 전자공학 시장에서 틈새 포지션을 확보할 수 있을 것입니다.

7. 최근 산업 동향

* 2024년 9월: Packet Digital은 98% 효율의 소형 위성 전력 컨버터 개발 후 AFRL(미 공군 연구소)로부터 720만 달러의 추가 계약을 확보했습니다. 이 기술은 소형 위성 및 큐브샛 우주 시스템에 적용될 예정입니다.
* 2024년 7월: SPHERICAL은 고성능 위성 전력 시스템 개발을 위해 유럽 혁신 위원회(EIC)로부터 400만 유로(460만 달러)를 지원받았습니다.

결론적으로, 우주 전력 전자공학 시장은 소형화, 고밀도, 방사선 내성 요구 사항 증가와 GaN/SiC 기술의 발전으로 인해 강력한 성장세를 이어갈 것입니다. 다양한 최종 사용자 및 애플리케이션의 확장은 시장의 회복탄력성을 높이며, 전략적 투자와 기술 혁신이 미래 시장을 형성하는 핵심 요소가 될 것입니다.

본 보고서는 우주 전력 전자공학 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. 우주 전력 전자공학 시장은 위성, 발사체, 심우주 탐사선 및 궤도 거주지 내에서 전력을 조절, 변환 및 경로 지정하는 고체 회로, DC-DC 컨버터, 레귤레이터, 필터, 스위칭 장치 및 배전 장치로 정의됩니다. 이 시장은 방사선 내성을 갖춘 실리콘, 질화갈륨(GaN), 탄화규소(SiC) 기술을 활용하며, 태양 전지판, 배터리, 수동 배선 하네스는 범위에서 제외됩니다.

시장 규모는 2026년 4억 1,371만 달러에서 2031년에는 9억 3,372만 달러로 성장할 것으로 예측되며, 이 기간 동안 연평균 성장률(CAGR)은 17.68%에 달할 전망입니다.

주요 시장 성장 동력으로는 소형 위성군을 위한 고밀도 전력 아키텍처의 필요성, 고처리량 및 광통신 위성의 급증, 재사용 발사체에 요구되는 견고한 전력 제어 시스템, 질화갈륨(GaN) 및 탄화규소(SiC) 전력 반도체의 빠른 보급, 전기 및 하이브리드 추진 시스템의 채택에 따른 효율적인 전력 조절 요구, 그리고 정부의 심우주 및 달 탐사 임무에 필요한 방사선 경화 전자장치 수요 증가 등이 있습니다.

반면, 시장 성장을 저해하는 요인으로는 방사선 경화 인증을 위한 높은 비반복 엔지니어링(NRE) 비용과 긴 인증 기간, 고성능 반도체 기판의 공급망 제약, 위성 개발 주기와 반도체 수명 주기의 불일치로 인한 노후화 위험, 그리고 국제 우주 기관 및 상업 이해관계자 간의 파편화된 방사선 경화 표준으로 인한 높은 인증 비용 등이 지적됩니다. 특히 GaN 및 SiC 장치는 기존 실리콘 대비 3~5배 높은 전력 밀도와 우수한 방사선 내성을 제공하여, 더 가볍고 효율적인 우주선 전력 시스템 구현에 필수적인 역할을 합니다.

시장은 구성 요소(전력 집적 회로, 전력 개별 소자, 전력 모듈, 전력 컨버터, 필터 및 레귤레이터 등), 전압 범위(28V 미만, 28~50V, 50~100V, 100V 초과), 플랫폼(위성, 발사체, 심우주 탐사선 및 착륙선, 우주 정거장 및 거주지 등), 애플리케이션(통신, 지구 관측, 항법/GPS 및 감시, 과학 및 탐사 등), 최종 사용자(상업, 군사 및 정부, 과학 및 학술), 그리고 지역별(북미, 유럽, 아시아 태평양, 남미, 중동 및 아프리카)로 세분화되어 분석됩니다. 구성 요소 중에서는 전력 모듈이 고도로 통합되고 열 효율적인 솔루션에 대한 수요 증가로 인해 18.74%의 가장 빠른 연평균 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 지역별로는 중국, 인도, 일본의 상업 및 정부 우주 프로그램 가속화에 힘입어 아시아 태평양 지역이 18.29%의 CAGR로 가장 높은 성장을 기록할 전망입니다.

경쟁 환경 분석에서는 시장 집중도, 주요 기업들의 전략적 움직임 및 시장 점유율이 다루어지며, Microchip Technology, Texas Instruments, STMicroelectronics, Infineon Technologies 등 주요 기업들의 프로필이 포함됩니다.

본 보고서의 연구 방법론은 우주선 전기 전력 시스템 엔지니어 및 GaN 장치 설계자와의 1차 인터뷰, NASA, ESA, UN 등 공공 데이터셋 및 기업 재무 보고서를 활용한 2차 연구, 그리고 탑다운 및 바텀업 방식을 결합한 시장 규모 산정 및 예측을 포함합니다. 데이터는 자동화된 검증 절차와 전문가 검토를 거쳐 매년 업데이트되며, 이는 시장 추정치의 신뢰성과 투명성을 보장합니다.

결론적으로, 우주 전력 전자공학 시장은 기술 혁신과 우주 탐사 및 활용의 확대에 힘입어 견고한 성장을 지속할 것으로 예상되며, 특히 GaN/SiC 기술과 아시아 태평양 지역의 역할이 중요할 것입니다.

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 소형 위성군을 위한 고밀도 전력 아키텍처
  • 4.2.2 고처리량 및 광통신 위성의 급증
  • 4.2.3 견고한 전력 제어가 필요한 재사용 가능한 발사체
  • 4.2.4 질화갈륨(GaN) 및 탄화규소(SiC) 전력 반도체의 빠른 보급
  • 4.2.5 효율적인 전력 조절이 필요한 전기 및 하이브리드 추진 시스템의 채택
  • 4.2.6 방사선 내성 전자 장치를 필요로 하는 정부의 심우주 및 달 탐사 임무
• 4.3 시장 제약
  • 4.3.1 높은 비반복 공학(NRE) 비용 및 긴 방사선 내성 인증 기간
  • 4.3.2 고성능 반도체 기판의 공급망 제약
  • 4.3.3 위성 개발 및 반도체 수명 주기 일정 불일치로 인한 노후화 위험
  • 4.3.4 국제 우주 기관 및 상업 이해관계자 간의 분산된 방사선 내성 표준으로 인한 높은 인증 비용
• 4.4 가치 사슬 분석
• 4.5 규제 및 기술 전망
• 4.6 포터의 5가지 경쟁 요인 분석
  • 4.6.1 구매자/소비자의 교섭력
  • 4.6.2 공급업체의 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 구성 요소별
  • 5.1.1 전력 집적 회로
  • 5.1.2 전력 개별 소자
  • 5.1.3 전력 모듈
  • 5.1.4 전력 변환기
  • 5.1.5 필터 및 레귤레이터
  • 5.1.6 기타
• 5.2 전압 범위별
  • 5.2.1 28V 미만
  • 5.2.2 28V ~ 50V
  • 5.2.3 50V ~ 100V
  • 5.2.4 100V 초과
• 5.3 플랫폼별
  • 5.3.1 위성
  • 5.3.1.1 소형 위성
  • 5.3.1.2 중형 위성
  • 5.3.1.3 대형 위성
  • 5.3.2 발사체
  • 5.3.3 심우주 탐사선 및 착륙선
  • 5.3.4 우주 정거장 및 거주지 (SSH)
  • 5.3.5 기타
• 5.4 애플리케이션별
  • 5.4.1 통신
  • 5.4.2 지구 관측
  • 5.4.3 항법/GPS 및 감시
  • 5.4.4 과학 및 탐사
  • 5.4.5 기술 시연 및 교육
  • 5.4.6 궤도 내 서비스 및 잔해 제거
  • 5.4.7 기타
• 5.5 최종 사용자별
  • 5.5.1 상업
  • 5.5.2 군사 및 정부
  • 5.5.3 과학 및 학술
• 5.6 지리별
  • 5.6.1 북미
  • 5.6.1.1 미국
  • 5.6.1.2 캐나다
  • 5.6.1.3 멕시코
  • 5.6.2 유럽
  • 5.6.2.1 독일
  • 5.6.2.2 프랑스
  • 5.6.2.3 영국
  • 5.6.2.4 이탈리아
  • 5.6.2.5 스페인
  • 5.6.2.6 러시아
  • 5.6.2.7 유럽 기타
  • 5.6.3 아시아 태평양
  • 5.6.3.1 중국
  • 5.6.3.2 인도
  • 5.6.3.3 일본
  • 5.6.3.4 대한민국
  • 5.6.3.5 아시아 태평양 기타
  • 5.6.4 남미
  • 5.6.4.1 브라질
  • 5.6.4.2 남미 기타
  • 5.6.5 중동 및 아프리카
  • 5.6.5.1 중동
  • 5.6.5.1.1 사우디아라비아
  • 5.6.5.1.2 아랍에미리트
  • 5.6.5.1.3 중동 기타
  • 5.6.5.2 아프리카
  • 5.6.5.2.1 남아프리카 공화국
  • 5.6.5.2.2 아프리카 기타

6. 경쟁 환경

• 6.1 시장 집중도
• 6.2 전략적 움직임
• 6.3 시장 점유율 분석
• 6.4 기업 프로필 (글로벌 수준 개요, 시장 수준 개요, 핵심 부문, 재무 정보(사용 가능한 경우), 전략 정보, 주요 기업의 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 포함)
  • 6.4.1 Microchip Technology Inc.
  • 6.4.2 Texas Instruments Incorporated
  • 6.4.3 STMicroelectronics N.V.
  • 6.4.4 Honeywell International Inc.
  • 6.4.5 BAE Systems plc
  • 6.4.6 Teledyne Technologies Incorporated
  • 6.4.7 Infineon Technologies AG
  • 6.4.8 Analog Devices Inc.
  • 6.4.9 Renesas Electronics Corporation
  • 6.4.10 Semiconductor Components Industries, LLC
  • 6.4.11 TT Electronics PLC
  • 6.4.12 Vicor Corporation
  • 6.4.13 VPT, Inc. (HEICO Corporation)
  • 6.4.14 EPC Space LLC
  • 6.4.15 Astronics Corporation
  • 6.4.16 Thales Group
  • 6.4.17 Airbus SE
  • 6.4.18 Powerex Inc.

7. 시장 기회 및 미래 전망