고기능재료, 차세대재료 - 차세대 고기능 재료에 관한 조사결과(2020년)/야노경제연구소

 차세대 고기능 재료에 관한 조사결과(2020년)

【자료체재】

자료명：「2020년판 차세대 고기능 재료의 현상과 전망」

발간일：2020년 10월 28일

체  재：A4판 258페이지

【조사요강】

1. 조사기간: 2020년 1월~8월

2. 조사대상: 차세대 고기능 재료 관련 기술연구기관, 생산·판매·취급기업 등

3. 조사방법: 당사 전문연구원의 직접 면접취재 및 문헌조사 병용

<차세대 고기능 재료 시장 용어정의>

본 조사에서의 차세대 고기능 재료 시장이란, 차세대에 유망한 특징적인 기능 재료로서 ①전기·전자기능재료, ②광기능재료, ③양자기능재료, ④세라믹스기능재료, ⑤고분자기능재료, ⑥바이오기능재료, 그 외를 대상으로 해, 세계 시장규모는 메이커 출하금액 기준으로 산출했다.

<시장에 포함된 상품 및 서비스>

①전기∙전자기능재료: 반도체재료, 자성재료, 뉴카본, 유전체재료, ②광기능재료: 실리콘포토닉스, 광촉매재료, 포토닉결정, 광기억재료, 메타머티리얼, ③양자기능재료: 초전도재료, 양자폐쇄구조재료, 강상관계전자계재료, ④세라믹스기능재료: 전자세라믹스, 섬유강화세라믹스, 탄화규소, 자기치유세라믹스, ⑤고분자기능재료: 고분자필름, 표시용 고분자, 반도체용 고분자, 도전성 고분자, 접착제, 이온교환수지, 자가복구 고분자, 수용성 폴리머, ⑥바이오기능재료: 생체적합재료, DDS(Drug Delivery System)용 재료, 재생의료용 재료, 기능성 화장품, 바이오센서, ⑦에너지기능재료: 생체적합재료

◆2030년 차세대 고기능 재료의 세계 시장규모는 32조 1,794억 엔을 예측

~과학 및 공업 발전을 지탱하는 신기능 디바이스의 출발점으로서 성장~

 차세대 고기능 재료의 세계 시장규모 예측

야노경제연구소 조사

주1. 메이커 출하금액 기준

주2. 2020년 전망치, 2020년 이후는 예측치

주3. 전기·전자기능재료, 광기능재료, 양자기능재료, 세라믹스기능재료, 고분자기능재료, 바이오기능재료, 그 외를 대상으로 했다

1. 시장 개황

  2020년의 차세대 고기능 재료 세계 시장규모는 메이커 출하금액 기준으로, 7조 1,914억 엔을 전망한다.

  기능재료라고 하면 일반적으로 전기, 자기, 빛, 열 등의 물리량이 관련된 재료군을 대상으로 하는 경우가 많다. 따라서 그 정의는 꽤 넓게 파악할 필요가 있지만, 차세대에 유망한 기능재료(차세대 고기능 재료)에 눈을 돌리면 각각 특징적인 기능을 가져, 과학 및 공업의 발전에 주목해야 할 재료임을 알 수 있다. 본 조사에서는 전기․전자기능재료, 광기능재료, 양자기능재료, 세라믹기능재료, 고분자기능재료, 바이오기능재료, 에너지기능재료의 7구분을 대상으로 하고 있다.

  이 중에서 전기·전자기능재료는 전력기기와 전자기기 등에 이용되는 재료로, 구체적으로는 PC 및 휴대전화, 액정TV 등의 전기·전자제품을 구성하는 부품·디바이스 재료이다. 최첨단 반도체용 재료와 디스플레이 관련 재료부터 신에너지의 대표인 태양전지용 재료 등 그 범위는 매우 폭넓으므로, 2020년의 세계 시장규모(전망)에서 차지하는 재료 구분별의 비율은 가장 높다.

  또, 양자기능재료에 대해서는 기본적으로 양자과학기술적인 거동을 하는 재료, 혹은 그러한 양자과학기술을 프로세스로서 구사하여 개발된 재료이며, 이미 많은 재료가 실용화되어 있지만, 차세대를 향해 한층 더 새로운 양자기능재료가 잇달아 탄생하고 있다. 양자과학기술에서는 자연계를 이해하기 위해서가 아니고, 양자역학을 양자의 거동과 영향에 관한 과학으로서 추진해, 적극적으로 양자를 조작함으로써 학술분야를 비롯해 산업계의 다방면에 걸치는 분야에서도 유용하게 쓰고자 하고 있다.

2. 주목 토픽

고분자기능재료는 정보와 분자를 인식, 전달, 변환하거나 자가복구하는 등 다양한 고기능을 발휘

  고분자 화합물의 대부분은 합성수지, 합성섬유, 합성고무 등의 원재료로서 사용되는 고분자 범용재료이다. 이에 대해 통상적으로 소량밖에 사용되지 않고 특수한 기능을 가진 고분자를 고분자기능재료라고 부르며 고분자 범용재료와 구별한다.

  고분자기능재료는 일반적으로 물질, 에너지, 정보를 전달, 변환 또는 저장하는 작용을 하는 고분자 및 그 복합재료를 가리킨다. 구체적으로는 화학반응 활성, 감광성, 도전성, 촉매성, 생물상용성, 약리성, 선택분리성, 에너지 변환성, 자성 등의 다양한 기능을 갖춘 고분자 및 그 복합재료를 가리킨다.

  고분자기능재료 중 자극응답성 고분자는 외부자극에 응답하여 가역적으로 그 성질을 변화시킬 수 있어 차세대 고분자 재료 등으로 주목받고 있다.

  자극응답성 고분자는 온도응답성, pH응답성, 전하응답성 등이 있으며, 이러한 외부자극 응답성 고분자를 새로 개발해 의료분야를 비롯한 다양한 분야에 응용하는 것을 목표로 하고 있다. 일례로 암 부위를 국소 가온하여 치료하는 암온열요법에서 온도응답성 고분자를 조합하여 사용하면 보다 높은 치료효과를 얻을 수 있다. 이 때 온도응답성 고분자에게는 엄밀한 응답온도특성뿐만 아니라 생체적합성이 요구됨은 말할 필요도 없다.

3. 장래 전망

  2030년의 차세대 고기능 재료 세계 시장규모는 메이커 출하금액 기준으로 32조 1,794억 2,000만 엔을 예측한다.

  재료 구분별로 살펴보면, 2030년에 가장 높은 구성비를 차지하는 것은 고분자기능재료로, 이 중 고분자필름과 표시용 고분자, 반도체용 고분자의 시장규모(출하금액 기준)가 상위를 차지한다.

  한편, 2030년의 재료 구분별 세계 시장규모(예측) 가운데, 2020년 대비 가장 높은 성장률을 보인 것은 바이오기능재료이다. 그 중에서도 생체적합재료와 DDS(Drug Delivery System)※용 재료, 재생의료용 재료는 모두 2020년 대비 1,000%(=10배) 이상이 되었다. 이것들은 기술 진보가 매우 두드러지며, 기존 의료를 급변시키는 영향을 미치는 영역이라는 것이 그 배경에 있다.

※drug delivery System(DDS: Drug Delivery System)이란, 체내의 약물분포를 양적, 공간적, 시간적으로 통제하는 약물전달시스템을 말한다.

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