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초전도 재료 시장은 예측 기간(2025-2030년) 동안 10% 이상의 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 예상됩니다. 본 보고서는 초전도 재료 시장을 제품 유형(저온 초전도 재료(LTS), 고온 초전도 재료(HTS)), 최종 사용자 산업(의료, 전자, 기타 최종 사용자 산업), 그리고 지역(아시아 태평양, 북미, 유럽, 기타 지역)으로 세분화하여 분석합니다. 지난 5년간의 과거 데이터와 향후 5년간의 예측 데이터를 제공하며, 북미가 가장 큰 시장을 형성하고 아시아 태평양이 가장 빠르게 성장하는 시장으로 지목됩니다. 시장 집중도는 중간 수준으로 평가됩니다.
시장 동향 및 성장 동력
코로나19 팬데믹은 공급망 활동의 상당한 차질과 상품 및 서비스 생산 감소로 인해 전 세계 초전도 재료 시장 성장에 부정적인 영향을 미쳤습니다. 그러나 2021년에는 산업이 회복세를 보이며 시장 수요가 반등했습니다.
시장의 주요 성장 동력은 의료 기기 및 장비에 대한 지출 증가입니다. 특히 전 세계적으로 건강 문제와 우려가 증가함에 따라 자기공명영상(MRI) 기계에 대한 수요가 급증하고 있으며, 초전도 재료는 MRI 기계에서 대규모 자기장을 유지하는 데 필요한 에너지를 공급하고 전선 내 저항을 거의 0으로 줄이는 데 필수적입니다.
반면, 이트륨(Yttrium)과 같은 원료 물질의 불충분한 가용성은 시장 성장을 저해하는 요인으로 작용하고 있습니다. 그럼에도 불구하고, 초전도 재료는 전력 및 고자장 자석 기술에 혁신을 가져올 잠재력을 가지고 있어 미래에 수익성 있는 기회를 창출할 것으로 기대됩니다.
최종 사용자 산업별 시장 분석
현재 의료 부문은 전 세계 초전도 재료 시장에서 가장 높은 점유율을 차지하고 있습니다. MRI 기계 수요의 급증은 초전도 재료 시장 성장의 핵심 동력입니다. 초전도 재료는 MRI 기계의 핵심 부품으로, 전선 내 저항을 거의 0으로 만들어 강력한 자기장을 효율적으로 유지하는 데 기여합니다.
예를 들어, 미국과 캐나다와 같은 국가의 고령 인구 증가는 북미 지역이 MRI 시장에서 가장 큰 점유율을 차지하는 주요 원인 중 하나입니다. 2021년 미국 메디케어 및 메디케이드 서비스 센터(CMS)에 따르면, 미국 정부는 공중 보건 활동 개선 및 유지를 위해 4.1조 달러를 의료 부문에 지출했습니다. 이처럼 미국과 캐나다 등 국가의 의료 지출 증가는 공공 의료 서비스 제공자들이 첨단 MRI 시스템을 도입하게 하여 초전도 재료 시장의 수요를 견인할 것으로 예상됩니다.
또한, 여러 개발도상국 정부는 장비 효율성 향상을 위해 의료 부문 지출을 늘리고 있습니다. 경제협력개발기구(OECD)에 따르면, 이탈리아의 MRI 스캐너 수는 2021년에 169대 증가하여 2020년 대비 9.1%의 증가율을 보였습니다. 이러한 요인들로 인해 의료 부문은 예측 기간 동안 초전도 재료에 대한 가장 높은 수요를 보일 것으로 전망됩니다.
지역별 시장 분석
아시아 태평양 지역은 최근 초전도 재료 수요에서 상당한 성장을 보였으며, 예측 기간 동안 시장을 계속 지배할 가능성이 높습니다. 이러한 수요 증가는 주로 이 지역의 전기 및 전자 제품 생산 증가에 기인합니다. 중국과 인도는 전기 및 전자 산업 생산 증대를 위한 정부의 우호적인 지원에 힘입어 초전도 재료 수요에서 강력한 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 예를 들어, 2021년 중국 전자 제조업체들의 총 이익은 전년 대비 38.9% 증가한 8,283억 위안(약 1,283.5억 달러)을 기록했습니다. 인도에서는 2021 회계연도에 소비자 가전제품 생산액이 7,050억 루피(약 95.3억 달러)에 달했으나, 이는 2020년 대비 12.9% 감소한 수치로, 코로나바이러스 팬데믹의 영향 때문이었습니다.
또한, 아시아 태평양 지역의 의료 산업은 최근 몇 년간 큰 성장을 경험했으며, 이는 초전도 재료 시장을 더욱 견인할 것으로 보입니다. 예를 들어, 인도의 보건 부문 지출은 2020년 2조 7,300억 루피(약 369.2억 달러)에서 2021년 4조 7,200억 루피(약 638.3억 달러)로 약 73% 증가했습니다. 이처럼 보건 부문 지출 증가는 해당 국가의 초전도 재료 수요를 창출할 것으로 예상됩니다. 결론적으로, 위에서 언급된 요인들로 인해 아시아 태평양 지역은 예측 기간 동안 가장 높은 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다.
경쟁 환경
초전도 재료 시장은 중간 정도의 통합된 특성을 보입니다. 주요 기업으로는 evico GmbH, Hitachi, Ltd., NEXANS, SuperPower Inc., 그리고 Sumitomo Electric Industries, Ltd. 등이 있습니다. 이들 기업은 시장에서 중요한 역할을 수행하며 경쟁 구도를 형성하고 있습니다.
최근 산업 동향
초전도 재료 산업에서는 다음과 같은 주목할 만한 발전이 있었습니다.
* 2022년 12월: 필립스(Philips)는 미국 자석 솔루션 제공업체인 MagCorp와 연구 파트너십을 체결하여 액체 헬륨을 사용하여 극저온(-269°C)으로 냉각할 필요가 없는 MR 스캐너용 초전도 자석을 탐색하기 시작했습니다. 이는 MR 스캐너 기술의 중요한 진전을 의미합니다.
* 2022년 4월: 델프트 공과대학교(TU Delft)의 마자르 알리(Mazhar Ali) 부교수 연구팀은 자기장 없이 단방향 초전도 현상을 발견했습니다. 초전도체는 에너지 손실 없이 전자를 수백 배 더 빠르게 만들 수 있는 잠재력을 가지고 있어, 이 발견은 전자공학 분야에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
초전도 재료 시장 보고서는 전기 저항 없이 전하를 전도하며 열, 소리, 에너지 손실이 없는 금속 화합물 또는 합금인 초전도 재료 시장에 대한 심층 분석을 제공합니다. 갈륨, 카드뮴, 알루미늄, 바나듐, 아연, 텅스텐, 토륨, 납, 티타늄, 란타넘 등이 일반적인 초전도 재료로 언급되며, 이들은 분말, 결정, 자석, 전선 및 케이블 형태로 활용됩니다. 주요 응용 분야로는 전력 저장 장치, 전력망, 전기 모터, 자기 부상 열차, 자기 공명 영상(MRI) 장치 및 전자기 발전기가 있습니다.
본 보고서는 연구 가정, 범위, 연구 방법론을 포함한 서론으로 시작하여 시장의 주요 내용을 요약한 ‘Executive Summary’를 제시합니다.
시장 역학 (Market Dynamics)
시장의 주요 동인으로는 의료 기계 및 장비에 대한 지출 증가와 전자 산업의 수요 증대가 꼽힙니다. 반면, 이트륨과 같은 원료 물질의 불충분한 가용성은 시장 성장의 제약 요인으로 작용합니다. 보고서는 또한 산업 가치 사슬 분석과 공급업체 및 구매자의 교섭력, 신규 진입자의 위협, 대체재의 위협, 경쟁 강도를 포함하는 Porter의 5가지 힘 분석을 통해 시장 구조를 심층적으로 분석합니다.
시장 세분화 (Market Segmentation)
시장은 크게 세 가지 기준으로 세분화됩니다.
1. 제품 유형: 저온 초전도 재료(LTS)와 고온 초전도 재료(HTS)로 나뉩니다.
2. 최종 사용자 산업: 의료, 전자 및 기타 최종 사용자 산업으로 구분됩니다.
3. 지역: 아시아 태평양(중국, 인도, 일본, 한국 포함), 북미(미국, 캐나다, 멕시코 포함), 유럽(독일, 영국, 이탈리아, 프랑스 포함) 및 기타 지역으로 세분화되어 각 지역 및 주요 국가별 시장 규모와 예측을 제공합니다. 시장 규모는 가치(USD 백만)를 기준으로 산정됩니다.
경쟁 환경 (Competitive Landscape)
경쟁 환경 섹션에서는 합병 및 인수, 합작 투자, 협력 및 계약 등 주요 시장 참여자들의 전략적 활동을 다룹니다. 또한 시장 점유율 분석 및 선도 기업들의 채택 전략을 제시하며, evico GMBH, Hitachi, Ltd., Hyper Tech Research, Inc., JAPAN SUPERCONDUCTOR TECHNOLOGY, INC. (JASTEC), MetOx Technologies, Inc., NEXANS, Sumitomo Electric Industries, Ltd., Super Conductor Materials Inc., Superconductor Technologies Inc., SuperPower Inc., Western Superconducting Technologies Co,Ltd. 등 주요 기업들의 프로필을 포함합니다.
시장 전망 및 주요 통찰 (Market Outlook and Key Insights)
초전도 재료 시장은 예측 기간(2025-2030년) 동안 10% 이상의 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 예상됩니다. 주요 시장 참여자로는 evico GmbH, Hitachi, Ltd., SuperPower Inc., Sumitomo Electric Industries, Ltd., NEXANS 등이 있습니다. 지역별로는 아시아 태평양 지역이 예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 보이며 빠르게 성장할 것으로 전망되지만, 2025년 기준으로는 북미 지역이 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 분석됩니다. 보고서는 2019년부터 2024년까지의 과거 시장 규모와 2025년부터 2030년까지의 시장 규모를 예측합니다.
시장 기회 및 미래 동향 (Market Opportunities and Future Trends)
초전도 재료는 전력 및 고자기장 기술에 혁신적인 변화를 가져올 잠재력을 가지고 있으며, 이는 향후 시장 성장의 중요한 기회이자 트렌드가 될 것입니다.
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1. INTRODUCTION
- 1.1 Study Assumptions
- 1.2 Scope of the Study
2. RESEARCH METHODOLOGY
3. EXECUTIVE SUMMARY
4. MARKET DYNAMICS
- 4.1 Drivers
- 7.1 전력 및 고자장 자석 기술에 변화를 가져올 잠재력
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***** 참고 정보 *****
초전도체 재료는 특정 임계 온도 이하에서 전기 저항이 완전히 사라지고, 외부 자기장을 밀어내는 마이스너 효과를 나타내는 물질을 의미합니다. 이러한 특성은 전력 손실 없이 전류를 흘려보낼 수 있게 하여 에너지 효율을 극대화하고, 강력하고 안정적인 자기장을 생성하는 데 활용됩니다. 초전도체 재료의 성능은 임계 온도, 임계 자기장, 임계 전류 밀도라는 세 가지 핵심 파라미터에 의해 결정됩니다.
초전도체 재료는 크게 저온 초전도체(LTS)와 고온 초전도체(HTS)로 분류됩니다. 저온 초전도체는 주로 액체 헬륨 온도(약 4.2K)에서 작동하며, 니오븀-티타늄(NbTi) 및 니오븀-주석(Nb3Sn) 합금이 대표적입니다. 이들은 안정성이 높고 상용화가 잘 되어 자기공명영상(MRI) 장치, 핵융합 장치 등에서 널리 사용되고 있습니다. 반면, 고온 초전도체는 액체 질소 온도(약 77K) 이상에서 초전도 현상을 나타내며, 이트륨-바륨-구리 산화물(YBCO)과 비스무트-계열(Bi-계) 산화물이 대표적입니다. 고온 초전도체는 냉각 비용을 절감할 수 있는 잠재력을 가지며 더 높은 임계 자기장과 전류 밀도를 구현할 수 있으나, 세라믹 재료의 특성상 취약하고 가공이 어렵다는 단점이 있습니다. 이 외에도 마그네슘 이붕화물(MgB2)과 같은 중간 온도 초전도체, 철 기반 초전도체, 유기 초전도체 등이 연구되고 있으며, 최근에는 상온 초전도체에 대한 연구도 활발히 진행되고 있습니다.
초전도체 재료는 다양한 산업 분야에서 혁신적인 응용 가능성을 제시합니다. 의료 분야에서는 강력하고 균일한 자기장을 생성하는 MRI 장치에 필수적으로 사용되어 정밀 진단을 가능하게 합니다. 에너지 분야에서는 전력 손실이 없는 초전도 전력 케이블, 고효율 초전도 발전기 및 모터, 대용량 초전도 에너지 저장 장치(SMES), 그리고 미래 에너지원인 핵융합 발전 장치(토카막)의 핵심 부품으로 활용됩니다. 교통 분야에서는 자기부상열차의 핵심 기술로, 마찰 없는 고속 운송을 가능하게 합니다. 과학 연구 분야에서는 입자 가속기, 고성능 자석 등에 사용되어 기초 과학 연구를 지원합니다. 전자 및 정보통신 분야에서는 초고감도 자기장 측정 장치인 SQUID(초전도 양자 간섭 장치)와 초고속 컴퓨팅을 위한 조셉슨 소자 등에 적용됩니다. 나아가 국방 분야에서는 전자기 함정 추진 시스템, 레일건 등 첨단 무기 개발에 기여할 수 있습니다.
초전도체 재료의 상용화를 위해서는 다양한 관련 기술의 발전이 필수적입니다. 초전도 현상을 유지하기 위한 극저온 기술은 액체 헬륨 및 액체 질소 냉각 시스템, 소형 냉동기 개발을 포함합니다. 고품질의 초전도 선재를 대량으로 생산하기 위한 초전도 선재 제조 기술은 분말 야금, 화학 기상 증착(CVD), 금속 유기 증착(MOD) 등 복잡한 공정 기술을 의미합니다. 또한, 고강도, 고안정성을 갖는 자석 코일을 효율적으로 설계하고 제작하는 초전도 자석 설계 및 제작 기술이 중요합니다. 이 외에도 고전압 및 고전류 환경에서 초전도체를 보호하는 절연 및 지지 기술, 그리고 초전도 특성을 정밀하게 측정하고 평가하는 기술 등이 초전도 기술 생태계를 구성합니다.
현재 초전도체 시장은 주로 MRI, 핵융합 연구 등 특정 고부가가치 분야에서 저온 초전도체(LTS)를 중심으로 형성되어 있습니다. 주요 시장 참여자로는 일본의 후지쿠라, 스미토모, 미국의 AMSC, 독일의 지멘스, 그리고 한국의 LS전선, 서남 등이 있습니다. 시장의 성장은 에너지 효율 증대, 친환경 에너지 전환, 고성능 의료 기기 수요 증가 등의 메가트렌드에 힘입어 가속화될 것으로 예상됩니다. 그러나 높은 제조 비용, 고온 초전도체(HTS)의 취성 및 가공의 어려움, 냉각 시스템의 부피와 비용 문제 등은 시장 확대의 주요 도전 과제로 남아 있습니다. 각국 정부는 초전도 기술의 전략적 중요성을 인식하고 R&D 투자 및 정책 지원을 통해 기술 개발을 독려하고 있습니다.
초전도체 재료 기술은 미래 사회의 핵심 동력 중 하나로 자리매김할 것입니다. 기술 발전 측면에서는 더 높은 임계 온도와 임계 전류 밀도를 가진 신소재 개발, HTS 선재의 제조 비용 절감 및 대량 생산 기술 확보, 그리고 소형화 및 경량화된 고효율 냉각 시스템 개발이 중점적으로 이루어질 것입니다. 응용 분야는 스마트 그리드, 분산 전원 시스템 등 전력 인프라 전반으로 확대될 것이며, 초고속 컴퓨팅 및 양자 컴퓨팅 분야에서의 역할도 증대될 것입니다. 또한, 우주 탐사, 국방 등 극한 환경에서의 활용 가능성도 탐색되고 있습니다. 특히, 상온 초전도체가 실현된다면 에너지, 교통, 의료, IT 등 모든 산업 분야에 혁명적인 변화를 가져올 잠재력을 가지고 있으나, 아직은 기초 연구 단계에 머물러 있습니다. 궁극적으로 초전도체 재료는 에너지 효율을 극대화하고 탄소 중립 목표 달성에 기여함으로써 지속 가능한 사회를 구현하는 데 핵심적인 역할을 수행할 것으로 기대됩니다.