재료별(그래핀, 육각형 질화붕소), 최종 사용자별(전자, 에너지 저장), 지리적 범위 및 예측별 글로벌 2D 재료 시장 규모

2D 소재 시장 규모 및 예측

2D 소재 시장 규모는 2024년에 13억 2천만 달러로 평가되었으며, 2031년까지 62억 3천만 달러에 도달할 것으로 예상되며, 2024년부터 2031년까지 CAGR 21.38%로 성장할 것입니다.

• 2차원(2D) 소재는 단일 원자층으로 구성된 흥미로운 화합물 계열입니다. 금속이나 플라스틱과 같은 표준 3차원 소재와 달리 2D 소재는 차원성이 감소하여 뛰어난 특성을 가지고 있습니다. 육각형 격자로 구성된 단일 탄소 원자층인 그래핀은 가장 잘 알려진 예 중 하나입니다. 그래핀 외에도 전이 금속 디칼코게나이드(TMD) 및 검은 인과 같은 다른 2D 재료가 상당한 주목을 받았습니다.
• 2D 재료는 전자, 광자공학, 에너지 저장 및 의료를 포함한 광범위한 용도가 있습니다. 그래핀의 놀라운 전기 전도성은 투명 전도성 코팅, 유연한 전자 장치 및 고속 트랜지스터에 대한 매력적인 경쟁자가 됩니다. 반면 TMD는 반도체 특성을 가지고 있어 트랜지스터, 발광 다이오드(LED) 및 광 검출기에 적합합니다. 더욱이 2D 재료는 배터리 및 슈퍼커패시터와 같은 에너지 저장 장치에서 사용할 수 있는지 조사되고 있으며, 넓은 표면적과 기계적 유연성이 기존 재료에 비해 이점을 제공합니다.
• 2D 재료의 가장 두드러진 장점 중 하나는 뛰어난 기계적, 전기적 및 광학적 품질입니다. 예를 들어 그래핀은 가장 얇은 것으로 알려진 재료이지만 매우 강하고 유연하며 가볍습니다. 그 전기 전도도는 구리보다 뛰어나고, 광학적 투명성으로 인해 터치스크린과 태양 전지에 이상적인 소재입니다. 게다가 2D 소재의 원자적으로 얇은 구조는 그 특성을 정확하게 제어할 수 있게 하여 특정 응용 분야에 맞는 개인화된 디자인을 만들어냅니다.
• 2D 소재의 또 다른 장점은 기존 제조 공정과 통합할 수 있다는 것입니다. 예를 들어 그래핀은 화학 기상 증착(CVD)과 같은 공정을 사용하여 합성하고 다양한 기판에 증착할 수 있으므로 일반적인 반도체 제조 절차에 적합합니다. 이러한 상호 운용성은 기존 제조 인프라를 대대적으로 재작업하지 않고도 차세대 전기 장치에 2D 재료를 내장할 수 있는 가능성을 열어줍니다.

글로벌 2D 재료 시장 역학

글로벌 2D 재료 시장을 형성하는 주요 시장 역학은 다음과 같습니다.

주요 시장 동인

• 연구 개발 확대주요 산업과 정부는 확장성과 비용 효율성을 높이는 동시에 2D 재료의 사용 범위를 확대하기 위해 R&D에 투자하고 있습니다. 제조 기술의 발전은 높은 제조 비용과 한계가 있는 2D 소재 생산에 과제를 안겨줍니다. 전자, 에너지 저장, 의료를 포함한 다양한 응용 분야에서 2D 소재에 대한 수요가 시장을 앞으로 나아가게 하고 있습니다. 아시아 태평양 지역은 2D 소재의 성장을 촉진하는 부문에 대규모 투자를 하고 있습니다. 정부는 친환경적 규범과 무공해 규정을 점점 더 강조하고 있으며, 이는 다양한 응용 분야와 광범위한 부문에서 2D 소재에 대한 수요를 높일 것으로 예상됩니다. 에너지 저장, 생물 의학 기술, 전자, 복합재 및 코팅, 폐수 처리와 같은 제조 분야의 2D 소재가 2D 소재 시장 성장을 견인하고 있습니다.
• 기술 발전 2D 소재 시장의 성장은 기술 발전과 소형 전기 장치에 대한 수요에 의해 촉진됩니다. 초박형 원자 시트는 트랜지스터와 같은 전기 소자를 만드는 데 필수적입니다. 소형 전자 장치와 유연한 기술에 대한 수요가 증가함에 따라 2D 소재 시장이 속도를 얻고 있습니다. 사물 인터넷의 부상과 웨어러블 기기에 대한 추진력이 커지면서 상당한 성장 기회가 창출되었습니다. 나노 기술이 발전하고 고품질 전자 제품에 대한 필요성이 커짐에 따라 2D 소재 시장이 혜택을 볼 것입니다.
• 지속 가능성 및 환경 문제 2D 소재는 견고하고 가볍고 에너지 효율적이기 때문에 환경적 어려움을 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 그래핀 기반 소재는 재생 에너지, 오염 정화 및 정수에 사용하기 위해 조사되고 있습니다. 이러한 분야에서 환경 보존 및 지속 가능성에 대한 강조가 커지면서 2D 소재에 대한 수요가 증가할 것으로 예상됩니다.
• 생체 의학적 응용 분야의 새로운 기회 2차원 소재는 조직 공학, 바이오 센싱 및 약물 전달을 포함한 다양한 생체 의학적 응용 분야에 대해 연구되고 있습니다. 예를 들어, 생체 적합성과 세포막을 통한 약용 화합물 전달 능력으로 인해 그래핀은 약물 전달 시스템에서 유망한 것으로 나타났습니다. 생물학적 응용 분야에서 2D 재료에 대한 수요는 이 연구 분야가 발전함에 따라 증가할 것으로 예상됩니다.

주요 과제

• 높은 재료 비용 2D 재료를 생산하는 데 드는 비용이 높고 제조 공정의 규모가 제한적입니다. 또한 표준화와 제한으로 인해 2D 재료 시장이 확대됩니다. 이러한 경우 2D 재료 산업의 새로운 재료가 과제에 직면합니다. 양자점 및 탄소 나노튜브와 같은 재료는 2D 재료 시장 확대를 제한하는 반면, 재료는 기술 부문에서 경쟁에 직면합니다. 환경 문제와 기술적 발전은 2D 재료 시장에 어려움을 초래하며, 다양한 응용 분야에 대한 구체적인 의미를 갖습니다. 2D 재료의 폐기는 환경에 영향을 미칩니다.
• 높은 가격 전통적인 스트링 플로스와 비교했을 때, 워터 플로서는 일반적으로 가격이 더 비싼데, 특히 고급 기능이 장착된 모델의 경우 그렇습니다. 이러한 비용 차이로 인해 예산에 민감한 소비자가 워터 플로서에 투자하지 않아 시장 성장이 제한될 수 있습니다. 이러한 과제를 해결하기 위해 제조업체는 다양한 소득 계층의 소비자가 이용할 수 있도록 더 광범위한 가격대를 포괄하도록 제품을 다양화해야 합니다. 제조업체는 품질을 떨어뜨리지 않고 더 저렴한 옵션을 제공함으로써 비용으로 인한 장벽을 완화하고 가격에 민감한 인구통계에서 물 치실 사용을 더 많이 장려할 수 있습니다.
• 확장성 및 일관성2D 소재 생산에서 확장성과 일관성을 달성하는 것은 여전히 상당한 과제로 남아 있으며, 산업 공정에 원활하게 통합하는 데 방해가 됩니다. 대량 생산에서 균일한 품질을 유지하는 것은 어렵고, 광범위한 채택을 방해합니다. 생산의 불일치는 다양한 응용 분야에서 이러한 소재의 잠재력을 최대한 활용하는 데 장애가 됩니다.
• 표준화 부족또한 2D 소재 개발에서 표준화가 부족하면 각 소재가 고유한 제조 절차를 요구하기 때문에 문제가 악화됩니다. 이러한 보편적인 접근 방식의 부재로 인해 모범 사례와 규제 프레임워크를 확립하는 것이 어려워지고, 산업 환경에서 2D 소재의 발전과 채택이 더욱 지연됩니다. 또한 실리콘과 탄소 나노튜브와 같은 잘 확립된 소재와의 경쟁으로 인해 2D 소재는 전환을 정당화하기 위해 상당한 이점을 입증해야 하는 압박을 받고 있으며, 기존 사업에 통합하기 위한 복잡한 환경이 조성되고 있습니다..

주요 추세

• 2D 소재 기반 제품의 등장 생산 기술이 발전하고 상용화 노력이 가속화됨에 따라 다양한 2D 소재 기반 제품이 시장에 출시되고 있습니다. 이러한 제품에는 소비자 기기와 웨어러블 기기, 산업용 코팅 및 생체 의료 기기가 포함됩니다. 기업은 2D 소재의 고유한 특징을 사용하여 특정 시장 요구 사항과 어려움에 대한 새로운 솔루션을 만들고 있습니다. 생산 비용이 떨어지고 확장성이 증가함에 따라 2D 소재 기반 제품의 사용이 산업 전반에서 증가할 것으로 예상되며, 이는 향후 시장 확장을 촉진할 것입니다.
• 기존 기술과의 통합 2D 소재에 대한 이해가 향상되고 생산 기술이 더 확장 가능해짐에 따라 이러한 소재를 현재 기술 및 제조 공정에 통합하는 추세가 커지고 있습니다. 이러한 통합은 기존 장치와 시스템의 성능과 유용성을 개선해야 할 필요성에서 비롯됩니다. 예를 들어, 리튬 이온 배터리에 그래핀을 추가하면 에너지 밀도와 사이클 수명이 증가하고 그래핀 기반 복합재를 구조 소재에 통합하면 기계적 강도와 전도도가 향상될 수 있습니다.
• 다양한 응용 분야 2D 소재는 전자, 에너지 저장, 의료, 항공우주, 자동차를 포함한 다양한 산업에서 사용되고 있습니다. 가장 잘 알려진 2D 소재인 그래핀은 뛰어난 전기적, 기계적, 열적 특성으로 연구되고 있으며, 이는 유연한 전자 제품, 전도성 코팅, 복합재와 같은 응용 분야에 이상적입니다. 전이 금속 디칼코게나이드(TMD) 및 육방정계 질화붕소(h-BN)와 같은 다른 2D 재료는 광전자, 센서 및 촉매 분야에서 독특한 특성과 응용 분야로 인해 인기를 얻고 있습니다.
• 협업 연구 이니셔티브 학계, 산업계, 정부 기관 간의 협업을 통해 2D 재료의 잠재력을 최대한 실현하는 것을 목표로 하는 연구 개발 이니셔티브가 촉진되고 있습니다. 공공-민간 파트너십, 연구 컨소시엄 및 정부 자금 지원 프로그램은 2D 소재 산업에서 기본적인 이해를 높이고, 소재 합성 기술을 개선하고, 상용화 노력을 가속화하는 것을 목표로 하는 공동 프로젝트를 추진하고 있습니다.

글로벌 2D 소재 시장 지역 분석

다음은 글로벌 2D 소재 시장에 대한 보다 자세한 지역 분석입니다. 시장

북미

• 북미 2D 소재 시장의 지배력은 견고한 성장 궤도에 기여하는 몇 가지 주요 요인에 의해 촉진됩니다. 첫째, 이 지역 내에 여러 선도적 제조업체가 있다는 것은 2D 소재 분야의 혁신과 생산 허브로서의 입지를 강조합니다. 이러한 제조업체는 풍부한 연구 기관 생태계, 숙련된 인력, 첨단 인프라의 혜택을 받아 시장 수요를 충족시키기 위해 생산을 효율적으로 개발하고 확장할 수 있습니다.
• 자동차 생산량이 확대됨에 따라 북미에서 2D 소재에 대한 수요가 더욱 증가합니다. 자동차 산업이 성능, 효율성, 지속 가능성을 향상시키기 위해 첨단 소재를 점점 더 많이 채택함에 따라 경량 복합재, 센서, 에너지 저장 시스템과 같은 구성 요소에 2D 소재를 적용하는 것이 점점 더 매력적이 되고 있습니다. 이러한 추세는 다양한 자동차 애플리케이션에서 2D 소재에 대한 시장 수요를 계속 주도하여 북미의 주요 시장 참여자 지위를 강화할 것으로 예상됩니다.
• 또한, 유리한 정부 규제와 민간 및 정부 기관의 투자 증가는 미국 2D 소재 시장 성장에 유리한 환경을 제공합니다. 첨단 소재의 연구, 개발 및 상용화를 촉진하는 것을 목표로 하는 규제 지원 및 자금 지원 이니셔티브는 이 부문의 혁신과 투자를 장려합니다. 결과적으로 북미는 2D 소재 시장에서 지속적인 성장을 이룰 준비가 되어 있으며, 제조업체와 이해 관계자가 이 지역의 강점과 시장 역학을 활용할 수 있는 충분한 기회가 있습니다.

아시아 태평양

• 아시아 태평양 지역은 몇 가지 주요 요인에 의해 주도되어 예측 기간 동안 매출과 수익 면에서 글로벌 2D 소재 시장을 선도할 준비가 되어 있습니다. 첫째, 이 지역은 중국, 인도, 일본, 한국을 포함하여 세계에서 가장 크고 가장 빠르게 성장하는 경제권이 있는 곳입니다. 이들 국가에서는 전자, 자동차, 에너지 산업과 같은 산업이 상당한 성장을 보이고 있으며, 이는 모두 2D 소재의 주요 소비자입니다. 특히 전자 및 자동차 분야의 확대되는 제조 부문은 제품 성능과 효율성을 향상시키기 위한 2D 소재와 같은 첨단 소재에 대한 수요를 주도하고 있습니다.
• 또한 아시아 태평양 지역은 재료 과학 및 나노 기술 분야의 연구 개발을 위한 강력한 생태계의 혜택을 받고 있습니다. 일본과 한국과 같은 국가의 주요 대학, 연구 기관 및 정부 지원 이니셔티브는 2D 소재의 혁신을 주도하여 학계와 산업 간의 협업을 촉진하고 있습니다. 이 강력한 연구 인프라는 이 지역을 새로운 2D 소재와 기술의 개발 및 상용화를 위한 허브로 자리매김합니다.

글로벌 2D 소재 시장세분화 분석

2D 소재 시장은 소재, 최종 사용자, 지리적 위치를 기준으로 세분화됩니다.

소재별 2D 소재 시장

• 그래핀
• 육각형 질화붕소(HBN)
• 전이 금속 디칼코게나이드(TMD)
• 멕센

소재를 기준으로 시장은 그래핀, 육각형 질화붕소(HBN), 전이 금속 디칼코게나이드(TMD) 및 멕센으로 나뉩니다. 그래핀은 가장 널리 연구되고 상업적으로 이용 가능한 2D 소재로, 높은 전기 전도도, 기계적 인성, 투명성으로 사용됩니다. 용도 트랜지스터, 투명 전극 및 복합 재료가 포함됩니다. 몰리브덴 디설파이드(MoS2) 및 텅스텐 디설파이드(WS2)와 같은 전이 금속 디칼코게나이드(TMDC)는 광 검출기, LED 및 트랜지스터에 이상적인 특정 광학 및 전기적 특성을 가지고 있습니다. 절연성과 우수한 열 전도성으로 알려진 육각형 질화 붕소(h-BN)는 열 관리를 위한 전기 장치 및 다른 2D 재료를 개발하기 위한 기판으로 사용됩니다.

최종 사용자별 2D 재료 시장

• 전자
• 에너지 저장
• 복합 재료
• 생체 의학적 응용 분야

최종 사용자에 따라 시장은 전자, 에너지 저장, 복합 재료, 생체 의학적 응용 분야로 세분화됩니다. 에너지 저장은 중요한 영역으로, 2D 재료는 차세대 배터리 및 슈퍼커패시터에 대한 희망을 가지고 있으며, 더 빠른 충전 시간과 더 높은 에너지 밀도를 약속합니다. 또한 복합재와 코팅에서 이러한 재료는 강도와 전도성과 같은 특성을 향상시켜 항공우주, 자동차 및 건설 산업에 응용됩니다. 생물의학적 응용 분야도 주목을 받고 있으며, 약물 전달 및 조직 공학에 2D 재료의 생체 적합성을 활용합니다. 이러한 분야를 넘어 2D 재료는 정수, 촉매 작용 및 환경 정화와 같은 분야에서 잠재력을 보여 다양한 산업에 걸쳐 광범위한 파괴적 잠재력을 나타냅니다.

지리적 2D 재료 시장

• 북미
• 유럽
• 아시아 태평양
• 나머지 세계

지역 분석을 기준으로 글로벌 2D 재료 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양 및 기타 세계로 분류됩니다. 북미 지역은 2D 재료의 상당한 점유율을 차지할 것으로 추정됩니다. 2022년 현재 북미는 시장에서 지배적인 플레이어로 부상하여 가장 큰 점유율을 자랑합니다. 이러한 위치는 강력한 연구 기관, 항공우주 및 에너지와 같은 번창하는 산업, 상당한 정부 지원을 포함한 여러 요인에 기인할 수 있습니다. 이러한 요소들은 혁신과 개발에 도움이 되는 환경을 조성하여 북미가 2D 소재 시장에서 선두 자리를 유지할 수 있도록 합니다.

주요 참여자

"글로벌 2D Materia 시장" 연구 보고서는 글로벌 시장에 중점을 두고 귀중한 통찰력을 제공합니다. 시장의 주요 참여자는 NanoXplore Inc., Cabot Corporation XG Sciences Inc., Graphenea Haydale, GraphenIndustries, Versarien 2D-Tech American Elements ACS Material LLC, Thomas Swan & Co. Ltd.

또한 당사의 시장 분석에는 이러한 주요 참여자에게만 전념하는 섹션이 포함되어 있으며, 당사 분석가는 모든 주요 참여자의 재무 제표에 대한 통찰력과 제품 벤치마킹 및 SWOT 분석을 제공합니다. 경쟁 환경 섹션에는 또한 위에 언급된 글로벌 플레이어의 주요 개발 전략, 시장 점유율 및 시장 순위 분석이 포함됩니다.

2D 재료 시장 최근 개발

• 2021년 11월, 싱가포르의 한 팀이 유방암 세포를 감지하는 데 도움이 되는 전류 2D 재료 센서를 발견했습니다. 이 초고감도 센서는 암 세포의 전기 신호를 감지할 수 있습니다. 유방암 세포의 전기 신호를 감지하기 위해 2D 재료를 사용한 최초의 연구입니다. 이러한 소재는 뛰어난 전자적 특성으로 인해 다양한 분야에서 주목을 받고 있습니다.
• 2020년 7월, Apple은 iPhone 12용 새로운 2D 소재 기반 프로세서를 발표했습니다.
• 2021년 6월, LG화학은 전기 자동차 배터리용 양극을 제조하는 한국에 탄소나노튜브 공장을 준공했습니다.
• 2021년 3월, Cabot Corporation은 ENERMAX 6 시리즈 탄소나노튜브(CNT)를 출시하여 고성능 CNT 기술의 최신 진전을 보여주었습니다. ENERMAX 6는 Cabot의 포트폴리오에서 가장 성능이 뛰어난 다중벽 CNT 제품으로 자리매김했습니다.

보고서 범위

시장 조사의 조사 방법론