원자간력 현미경(AFM) 시장 – 글로벌 산업 규모, 점유율, 추세, 기회 및 예측, 제공(원자간력 현미경, 프로브, 소프트웨어), 등급(연구 등급 AFM, 산업 등급 AFM), 응용 분야(학계, 반도체 및 전자, 생명 과학, 재료 과학, 기타), 지역 및 경쟁 예측에 따라 세분화, 2018-2028

시장 개요

글로벌 원자간력현미경(AFM) 시장은 나노스케일 연구 및 기술의 최전선에 있는 역동적이고 빠르게 진화하는 부문입니다. AFM은 과학자와 연구자가 원자 및 분자 수준에서 재료를 탐색하고 조작할 수 있도록 하는 강력한 도구로, 광범위한 산업과 응용 분야에서 매우 귀중합니다.

AFM 시장의 주요 동인 중 하나는 나노기술을 발전시키는 데 중요한 역할을 한다는 것입니다. 학계, 정부 연구소 및 산업계의 연구자들은 AFM을 사용하여 나노물질을 조사하고, 생물학적 샘플을 연구하고, 재료 과학, 생명 과학 및 반도체 기술과 같은 분야에서 최첨단 연구를 수행합니다.

시장은 뛰어난 정밀도, 분해능 및 다재다능함을 제공하는 연구 등급 AFM 시스템에 대한 강력한 수요가 특징입니다. 이러한 기기는 획기적인 연구에 참여하는 학술 기관과 연구 시설에 필수적입니다. 또한 AFM은 반도체 및 전자 산업에서 광범위한 응용 분야를 발견했으며, 품질 관리, 장치 특성화 및 고장 분석에서 중요한 역할을 합니다.

기술 발전은 제조업체가 AFM 기능을 향상시키기 위해 연구 개발에 투자하면서 시장 성장을 계속 촉진하고 있습니다. 이러한 발전으로 인해 고급 기능과 향상된 성능을 갖춘 최첨단 AFM 시스템이 도입되었습니다.

AFM 시장은 범위가 글로벌하며 아시아 태평양, 북미 및 유럽과 같은 지역이 성장에 크게 기여하고 있습니다. 특히 아시아 태평양 지역은 연구 활동 확대, 강력한 학술 기관 및 급성장하는 반도체 산업에 힘입어 지배적인 세력으로 부상했습니다.

주요 시장 동인

나노기술 분야의 응용 분야 확대

글로벌 원자간력현미경(AFM) 시장 성장을 촉진하는 주요 동인 중 하나는 나노기술 분야의 응용 분야 확대입니다. AFM은 나노 과학 및 나노 기술 분야에서 일하는 연구자와 과학자에게 없어서는 안 될 도구가 되었습니다. 나노 스케일에서 고해상도 이미징과 정확한 측정을 제공하는 기능을 통해 연구자는 전례 없는 세부 정보로 나노 물질, 나노 구조 및 나노 입자를 연구할 수 있습니다. 나노 기술이 계속 발전함에 따라 AFM은 나노 스케일 재료를 특성화하고 조작하는 데 중요한 역할을 하며 고급 AFM 시스템 및 기술에 대한 수요를 촉진합니다.

재료 과학 및 연구의 발전

재료 과학 연구의 발전은 AFM 시장의 중요한 원동력입니다. 재료 과학 연구자들은 나노 스케일에서 다양한 재료의 특성과 거동을 조사하기 위해 AFM에 점점 더 의존하고 있습니다. AFM은 재료 표면, 기계적 특성 및 다른 재료와의 상호 작용을 특성화할 수 있게 합니다. 이는 나노 복합재, 생체 재료 및 그래핀과 같은 2D 재료와 같은 고급 재료의 개발에 중요합니다. 재료 과학 연구가 계속 진화함에 따라 재료 특성화를 위한 특수 모드와 기능을 갖춘 AFM 시스템에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

생명 과학 및 생물학 연구

생명 과학 및 생물학 연구 부문은 다양한 응용 분야에 AFM을 도입하는 것을 주도하고 있습니다. 세포, 단백질, DNA를 포함한 생물학적 샘플의 고해상도 이미징을 제공하는 AFM의 기능은 세포 구조와 생체 역학을 이해하는 새로운 길을 열었습니다. 연구자들은 AFM을 사용하여 단백질 접힘, 세포 접착 및 단일 분자 상호 작용과 같은 프로세스를 연구합니다. 또한 AFM은 박테리아 및 바이러스 구조를 연구하는 미생물학 분야에서 중요한 역할을 합니다. 생명 과학 연구가 발전함에 따라 생물학적 응용 분야에 맞춰 조정된 AFM 시스템에 대한 수요가 계속 증가하고 있습니다.

반도체 및 전자 산업

반도체 및 전자 산업은 AFM 시장의 또 다른 주요 원동력입니다. AFM은 반도체 소재를 특성화하고, 결함을 평가하고, 반도체 소자의 품질을 보장하는 데 필수적입니다. 전자 부품의 지속적인 소형화와 전자 제품을 위한 고급 소재의 개발로 AFM은 연구 및 품질 관리 프로세스에서 중요한 역할을 합니다. 또한 AFM은 반도체 제조에서 고장 분석 및 프로세스 개발에 사용됩니다. 더 작고 강력한 전자 장치에 대한 수요가 증가함에 따라 반도체 연구 및 생산을 지원하는 AFM 기술에 대한 필요성도 커지고 있습니다.

재생 가능 기술을 위한 에너지 및 소재 연구

재생 가능 에너지원과 지속 가능한 소재에 대한 글로벌 초점은 에너지 및 소재 부문의 연구를 주도했습니다. AFM은 태양 전지, 배터리, 연료 전지와 같은 재생 가능 에너지 기술을 위한 소재를 연구하는 데 중요한 역할을 합니다. 연구자들은 AFM을 사용하여 에너지 변환 및 저장과 관련된 재료, 계면 및 나노스케일 구조의 특성을 조사합니다. 여기에는 전극 재료, 나노복합재 및 에너지 효율적인 코팅 검사가 포함됩니다. 지속 가능한 에너지 솔루션 및 재료에 대한 추구는 귀중한 통찰력을 제공하고 혁신적인 기술 개발을 도울 수 있는 AFM 시스템에 대한 수요를 촉진하고 있습니다.

주요 시장 과제

비용 및 접근성

글로벌 원자간력현미경(AFM) 시장이 직면한 주요 과제 중 하나는 AFM 기기와 관련된 비용과 광범위한 연구자 및 기관에서 접근성을 확보하기 어렵다는 것입니다. 고품질 AFM 시스템은 비쌀 수 있으므로 자금이 충분한 연구 실험실 및 기관에서만 사용할 수 있습니다. 이러한 비용 요인은 소규모 연구 그룹, 대학 및 신흥 시장에 장벽이 될 수 있으며, 연구에 AFM을 도입하는 능력을 방해합니다. 제조업체와 연구자들은 이러한 과제를 해결하고 나노스케일 이미징 및 측정에 대한 접근성을 민주화하기 위해 보다 저렴한 AFM 솔루션을 개발하기 위해 지속적으로 노력하고 있습니다.

샘플 준비 및 취급

샘플 준비 및 취급은 AFM 시장에서 상당한 과제를 제시합니다. AFM은 샘플이 나노스케일에서 평평하고 깨끗하며 안정적이어야 하며, 이는 시간이 많이 걸리고 노동 집약적인 프로세스가 될 수 있습니다. 특히 생물학적 샘플은 섬세하고 환경 조건에 민감할 수 있으므로 준비가 더욱 어려워질 수 있습니다. 연구자는 샘플을 효과적으로 준비하고 취급하기 위한 적절한 기술과 프로토콜을 개발해야 하며, 이는 응용 분야에 따라 다를 수 있습니다. 이러한 과제를 극복하는 것은 정확하고 신뢰할 수 있는 AFM 측정을 보장하는 데 중요합니다.

복잡한 데이터 분석

AFM은 고해상도 이미지와 정확한 측정을 제공하지만 AFM 데이터 분석은 복잡하고 시간이 많이 걸릴 수 있습니다. 연구자는 종종 대용량 데이터 세트를 처리하고, 의미 있는 정보를 추출하고, 결과를 정확하게 해석해야 합니다. 복잡한 데이터 분석은 특히 동적 프로세스나 다면적인 샘플을 처리할 때 연구 워크플로에서 병목 현상이 될 수 있습니다. 이러한 과제를 해결하려면 사용자 친화적인 소프트웨어 도구 개발, 데이터 분석 절차 자동화, 전문가 교육 및 지원의 가용성이 필요합니다.

분해능 및 이미징 아티팩트

팁-샘플 상호 작용, 기기 안정성, 이미징 아티팩트를 포함한 다양한 요인으로 인해 AFM으로 고해상도 이미징을 달성하는 것은 어려울 수 있습니다. 이미징 아티팩트는 획득한 데이터의 부정확성과 샘플 특징의 오해로 이어질 수 있습니다. 연구자는 이러한 과제를 인식하고 고급 기술과 교정 절차를 사용하여 신뢰할 수 있는 결과를 얻어야 합니다. 또한 동적 및 비접촉 모드와 같은 특수 AFM 기술을 개발하면 이러한 분해능 과제 중 일부를 극복하는 데 도움이 됩니다.

다중 모드 통합

연구자는 샘플에 대한 포괄적인 통찰력을 얻으려고 할 때 종종 AFM을 다른 현미경 및 분광 기술과 결합하는 다중 모드 이미징 및 분석이 필요합니다. AFM을 다른 기기와 통합하는 것은 기술적으로 어려울 수 있으며, 데이터 수집 시스템의 정밀한 정렬, 동기화 및 호환성이 필요합니다. 또한 각 기술마다 고유한 운영 요구 사항과 한계가 있어 실험 설정에 복잡성을 더할 수 있습니다. 이러한 과제를 극복하려면 표준화된 인터페이스, 데이터 통합을 위한 소프트웨어 솔루션, 계측기 제조업체 간의 협력적 노력을 개발해야 합니다.

주요 시장 동향

나노기술 및 재료 과학의 발전으로 채택 증가

글로벌 원자간력현미경(AFM) 시장의 두드러진 동향 중 하나는 AFM 기술과 나노기술 및 재료 과학 분야 간의 시너지가 커지고 있다는 것입니다. 연구원과 과학자들은 나노스케일 재료와 구조의 정밀한 이미징과 조작을 위해 AFM에 점점 더 의존하고 있습니다. 새로운 나노소재와 응용 분야의 지속적인 개발로 AFM의 역량은 한계에 도달하여 학계와 산업 모두에서 혁신을 촉진하고 있습니다. 이러한 동향은 향상된 분해능, 감도 및 기능을 갖춘 고급 AFM 시스템에 대한 수요를 촉진할 것으로 예상됩니다.

생명 과학 및 생물학 연구 분야의 응용 분야 확대

또 다른 중요한 동향은 생명 과학 및 생물학 연구에서 AFM의 채택이 확대되고 있다는 것입니다. AFM이 나노스케일에서 생물학적 샘플을 이미지화하고 조작할 수 있는 능력은 세포 구조, 생물 분자 상호 작용 및 생체 역학을 이해하는 새로운 길을 열었습니다. 연구자들은 AFM을 사용하여 단백질 접힘, 세포 역학 및 단일 분자 상호 작용을 연구하고 있습니다. 생명 과학이 계속 발전함에 따라 AFM은 생물학자에게 없어서는 안 될 도구가 되어 생물학적 응용 분야에 맞춤화된 AFM 시스템에 대한 수요를 주도하고 있습니다.

AFM과 다른 이미징 기술의 통합

AFM은 주사 전자 현미경(SEM) 및 라만 분광법과 같은 다른 이미징 및 분광 기술과 점점 더 통합되어 보완적인 정보와 샘플에 대한 보다 포괄적인 이해를 제공하고 있습니다. 종종 상관 현미경이라고 하는 이러한 추세를 통해 연구자들은 AFM의 고해상도 이미징 기능과 다른 기술이 제공하는 화학적 및 구조적 통찰력을 결합할 수 있습니다. AFM을 이러한 보완적 방법과 통합하면 AFM 시스템의 다양성과 유용성이 향상되어 다학제 연구에서 더욱 가치가 있습니다.

고속 및 고처리량 AFM의 등장

고속 및 고처리량 AFM 시스템은 시장에서 인기를 얻고 있으며, 더 빠른 데이터 수집 및 분석에 대한 필요성을 해결하고 있습니다. 기존 AFM 기술은 시간이 많이 걸리기 때문에 특정 시나리오에서 적용이 제한될 수 있습니다. 그러나 고속 AFM은 나노스케일에서 동적 프로세스를 실시간으로 이미징할 수 있습니다. 이러한 발전은 재료 과학과 같은 분야에서 특히 가치가 있는데, 여기서는 재료와 프로세스의 빠른 특성화가 연구 개발에 필수적입니다.

현장 및 실험 연구에 대한 수요 증가

실제 작동 조건에서 재료와 프로세스를 관찰하는 현장 및 실험 연구는 다양한 산업에서 중요성을 얻고 있습니다. AFM은 까다로운 환경에서 실시간 이미징 및 측정을 가능하게 하여 이러한 연구에서 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 이러한 추세는 특히 에너지 저장과 같은 분야에서 관련이 있는데, 연구자들은 AFM을 사용하여 충전 및 방전 사이클 동안 배터리 소재와 전극 인터페이스를 조사하고 있습니다. 산업에서 동적 프로세스에 대한 더 깊은 통찰력을 추구함에 따라 현장 및 작동 중 연구가 가능한 AFM 시스템에 대한 수요가 증가할 것으로 예상됩니다.

세그먼트 통찰력

통찰력 제공

원자간력 현미경 세그먼트

원자간력 현미경은 광범위한 산업 및 연구 도메인에 적용됩니다. 나노물질 특성화, 생물학적 샘플 연구, 표면 특성 조사, 화학, 생물물리학, 나노기술과 같은 분야에서 실험 수행에 사용됩니다. 이러한 다재다능함은 AFM 기기에 대한 수요가 지속적으로 높다는 것을 보장합니다.

AFM 기술의 지속적인 발전으로 성능이 개선되고 분해능이 높아지고 기능이 향상되었습니다. 최신 AFM 시스템은 고속 이미징, 다중 모드 기능, 주사 전자 현미경(SEM) 및 라만 분광법과 같은 보완 기술과의 통합과 같은 기능을 제공합니다. 이러한 혁신은 원자력 현미경 부문의 지배력을 더욱 강화합니다.

AFM은 학계, 연구 기관 및 산업에서 표준 도구가 되었습니다. 광범위한 채택은 나노스케일 특성화에 대한 필요성과 다양한 부문에서 혁신을 추구하는 데 의해 주도됩니다. 학계 연구자와 산업 전문가 모두 원자력 현미경을 사용하여 복잡한 연구 질문과 품질 관리 요구 사항을 해결합니다.

AFM 산업의 선도적 제조업체는 기술의 최전선에 머물기 위해 연구 개발에 상당한 투자를 합니다. 그 결과 고급 기능과 향상된 성능을 갖춘 최첨단 AFM 시스템이 도입되어 원자력 현미경 부문의 지배력이 더욱 강화됩니다.

등급 통찰력

연구 등급 AFM

연구 등급 AFM은 전 세계 학계 연구자와 과학 커뮤니티에서 선호하는 선택입니다. 물리학, 재료 과학, 생명 과학, 화학 등 다양한 분야의 대학, 연구 실험실 및 기관에서 사용됩니다. 이러한 광범위한 채택은 Research Grade AFM 시스템에 대한 지속적으로 높은 수요를 보장합니다.

Research Grade AFM은 광범위한 과학 분야에서 응용됩니다. 나노물질 특성화, 생물학적 샘플 조사, 표면 특성 연구, 생물물리학, 화학, 재료 과학과 같은 분야에서 실험 수행에 사용됩니다. 다재다능한 이 제품은 연구자들이 광범위한 나노스케일 현상을 탐구할 수 있게 해주어 시장에서 우위를 점하는 데 기여합니다.

이러한 AFM 시스템은 고해상도 이미징, 다중 이미징 모드, 힘 분광법, 다양한 환경(예주변, 통제된 대기 및 액체 환경)에서 작동할 수 있는 기능을 포함한 고급 기능과 성능을 갖추고 있습니다. 이러한 기능을 통해 연구자들은 복잡한 실험을 수행하고 나노스케일 현상에 대한 귀중한 통찰력을 얻을 수 있습니다.

연구용 AFM은 전 세계 연구자들 간의 협업과 지식 공유를 용이하게 합니다. 주사 전자 현미경(SEM) 및 라만 분광법과 같은 다양한 과학 기술 및 기기와의 호환성은 학제간 연구를 촉진합니다. 연구자들은 종종 데이터를 공유하고 프로젝트에 협력하여 이러한 시스템에 대한 수요를 더욱 촉진합니다.

지역별 통찰력

아시아 태평양

아시아 태평양 지역은 세계 최대 규모의 반도체 및 전자 제조업체가 있는 곳입니다. AFM은 이러한 산업 내에서 품질 관리, 고장 분석 및 연구 개발에서 중요한 역할을 합니다. 전자 제품 생산에서 이 지역의 우세는 강력한 AFM 기술의 존재를 필요로 합니다.

아시아 태평양 지역은 빠르게 성장하는 생명 과학 및 생명 공학 분야를 자랑합니다. 생물학적 샘플, 생체 분자 및 세포 구조를 연구하는 데 AFM을 적용하는 것은 약물 발견, 유전체학 및 재생 의학과 같은 분야에서 이 지역의 연구 우선순위와 일치합니다.

많은 선도적인 AFM 제조업체는 아시아 태평양 지역에 본사를 두고 있거나 상당한 제조 시설을 보유하고 있습니다. 생산 센터와의 이러한 근접성은 운송 비용과 배송 시간을 줄여 AFM 시스템을 글로벌 시장에서 더 쉽게 이용할 수 있게 합니다.

중국, 일본 및 한국을 포함한 아시아 태평양 지역의 정부는 나노 기술 및 관련 분야에서 연구와 혁신을 촉진하기 위한 정책을 시행했습니다. 재정적 인센티브, 연구 보조금 및 인프라 개발은 학계와 산업에서 AFM 채택을 촉진했습니다.

아시아 태평양 국가는 나노 소재 및 나노 기기의 생산 및 수출에서 두드러진 역할을 합니다. AFM은 이러한 재료를 특성화하고, 품질 관리를 보장하고, 나노기술 기반 제품의 추가 혁신을 가능하게 하는 데 필수적입니다.

최근 개발

• 2021년 6월, Park Systems(한국)는 획기적인 자율 원자력 현미경인 Park FX40 출시를 발표했습니다. Park FX40 원자력 현미경은 모든 사전 설정 및 스캐닝 프로세스를 자율적으로 실행하는 최초의 AFM입니다.
• 2021년 4월, OxfordInstruments(영국) Asylum Research는 새로운 Cypher VRS1250 비디오 속도 원자력 현미경(AFM) 출시를 발표했습니다. 1세대 Cypher VRS보다 두 배 빠른 새로운 AFM은 초당 최대 1250라인의 스캔 속도와 초당 최대 45프레임의 프레임 속도를 제공합니다. 이 새로운 더 빠른 속도를 통해 연구자는 이전에는 접근할 수 없었던 동적 이벤트의 나노 스케일 세부 정보를 캡처할 수 있습니다.

주요 시장 참여자

• Bruker Corporation
• Park Systems Corporation
• Oxford Instruments plc
• Horiba, Ltd.
• Hitachi High-TechnologiesCorporation
• Nanosurf AG
• WITec GmbH
• NT-MDT 스펙트럼 기기
• NanoMagnetics Instruments Ltd.
• Nanonics Imaging Ltd.