2D 소재 시장

시장 정의

2D 재료 시장은 일반적으로 원자 1~2개 두께의 재료의 생산, 개발 및 상용화를 포함합니다. 이러한 2차원 재료는 뛰어난 전기 전도성, 기계적 강도, 독특한 광학 특성을 포함하여 벌크 재료와 차별화되는 고유한 특성을 나타냅니다.

2D 소재 시장개요

세계 2D 재료 시장 규모는 2023년 1억 3억 4,480만 달러로 2024년 1억 3억 4,410만 달러에서 2031년 1,7억 3,020만 달러로 성장하여 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR) 3.67%를 나타낼 것으로 예상됩니다..이러한 성장은 전자, 에너지 저장, 항공우주, 생명공학과 같은 산업에서 첨단 소재에 대한 수요 증가에 의해 주도됩니다.

그래핀, 전이금속 디칼코게나이드(TMD) 및 기타 2D 재료의 혁신은 유연한 전자 장치, 고성능 배터리 및 양자 컴퓨팅의 혁신을 촉진하여 시장 확장을 촉진할 것으로 예상됩니다.

연구 개발에 대한 투자 증가와 함께 생산 방법의 지속적인 발전은 2D 재료의 확장성과 상업적 생존 가능성을 향상시킬 것으로 예상됩니다.

글로벌 2D 재료 산업에서 활동하는 주요 기업으로는 Graphenea, Inc., Haydale Graphene Industries plc, Versarien™ plc, NanoXplore Inc., Cabot Corporation, ACS Material, Graphene Industries, American Elements, Thomas Swan & Co. Ltd, 2-DTech Graphene, planarTECH, Smart-elements GmbH, Ossila, Nordic Bio-Graphite AB 및 planarTECH (Holdings) Ltd가 있습니다.

시장은 에너지 효율적인 장치, 재생 에너지 솔루션 및 차세대 전자 장치에서 환경 친화적인 대안을 제공하는 2D 재료를 통해 지속 가능성에 대한 강조가 커짐에 따라 더욱 많은 혜택을 누리고 있습니다. 다양한 부문에서 2D 재료의 채택이 증가함에 따라 향후 시장 성장에 크게 기여할 것으로 예상됩니다.

• 2023년 1월 LayerOne Materials는 2D Tech와 파트너십을 맺고 지속 가능한 그래핀 기반 혁신을 주도했습니다.이번 협력은 에너지 저장 및 전자 장치를 포함한 다양한 응용 분야에 그래핀의 고유한 특성을 활용하여 친환경 솔루션 개발을 진전시키는 것을 목표로 합니다.

주요 하이라이트

1. 2023년 세계 2D 소재 시장 규모는 1억 3억 480만 달러로 기록됐다.
2. 시장은 2024년부터 2031년까지 CAGR 3.67%로 성장할 것으로 예상됩니다.
3. 북미는 2023년 4억 3,470만 달러 규모로 33.32%의 점유율을 차지했습니다.
4. 그래핀 부문은 2023년에 4억 6,590만 달러의 매출을 올렸습니다.
5. 소비자 가전 부문은 2031년까지 5억 6,630만 달러에 이를 것으로 예상됩니다.
6. 아시아 태평양 지역은 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR) 4.31%로 성장할 것으로 예상됩니다.

시장 동인

"전자 및 반도체 기술의 발전"

2D 소재 시장은 전자제품과 반도체 기술의 발전에 큰 영향을 받습니다. 특히, 그래핀 및 전이금속 디칼코게나이드(TMD)와 같은 재료는 차세대 전자 장치 개발에 중요한 높은 전자 이동도 및 유연성을 비롯한 탁월한 특성을 나타냅니다.

더 작고, 더 빠르고, 더 효율적인 장치에 대한 수요가 증가함에 따라 기존 소재는 성능 한계에 접근하고 있습니다. 2D 재료는 컴팩트한 디자인과 향상된 성능을 가능하게 하여 유연한 전자 장치, 고성능 트랜지스터, 센서 및 양자 컴퓨팅에 이상적인 솔루션을 제공합니다.

잠재적인 응용 범위는 다음과 같습니다.유연한 전자 장치, 고성능 트랜지스터, 센서 및 양자 컴퓨팅. 이러한 잠재력으로 인해 상당한 투자와 연구가 이루어졌습니다.

• 2024년 3월, 그래핀 플래그십과 첨단 소재 2030 이니셔티브는 준비 진행 상황과 개요를 제시하고 '산업 리더십을 위한 첨단 소재' 이니셔티브에서 제안된 파트너십의 역할을 강조하기 위해 온라인 워크숍을 조직했습니다.

시장 도전

"확장성 및 제조"

확장성과 제조는 그래핀 및 TMD와 같은 2D 재료의 상용화에 중요한 과제를 제기합니다. 실험실 규모의 생산이 잠재력을 보여주었지만 산업 수준으로 확장하는 것은 여전히 ​​어렵습니다.

화학기상증착(CVD), 액상 박리, 기계적 벽개 등 기존 생산 방법은 효율성, 비용, 일관성 측면에서 한계에 직면해 있습니다. 예를 들어, CVD는 고품질 재료를 생산할 수 있습니다. 그러나 비용이 많이 들고 느리며 고온이 필요하므로 확장성이 제한됩니다.

액상 박리는 확장성이 뛰어나기는 하지만 종종 재료 품질이 일관되지 않고 용매를 제거하기 위한 추가 단계가 필요하므로 복잡성과 비용이 추가됩니다. 기계적 절단은 소규모 생산에는 효과적이지만 노동 집약적이고 대량 생산에는 적합하지 않습니다.

R2R(롤투롤) 처리는 저렴한 비용으로 지속적으로 높은 처리량을 생산할 수 있는 유망한 솔루션을 제공합니다. 화학 기상 증착(CVD)을 향상시키려는 노력은 효율성 향상과 생산 속도 증가에 중점을 두고 있습니다.

또한, 액상 박리는 고품질 소재를 대량으로 생산하기 위해 최적화되고 있습니다. 일관된 재료 품질을 보장하기 위해 자동화된 처리량이 많은 테스트 방법이 개발되고 있습니다.

또한 2D 재료를 위한 비용 효율적이고 확장 가능한 제조 솔루션의 개발을 가속화하려면 학계와 업계 간의 협력이 필수적입니다.

시장 동향

"신기술과 2D 재료의 통합"

2D 재료 시장에 영향을 미치는 주요 신흥 추세는 특히 양자 컴퓨팅, 웨어러블 장치 및 나노의학과 같은 분야에서 이러한 재료와 최신 기술의 통합이 증가하고 있다는 것입니다.

연구자들은 이러한 첨단 분야에서 획기적인 발전을 가능하게 하기 위해 그래핀, MXene 및 TMD와 같은 재료의 잠재력을 탐구하고 있습니다. 예를 들어, 2D 재료는 양자 컴퓨팅용 양자점, 의료 진단용 바이오센서, 웨어러블용 유연하고 신축성이 있는 전자 장치에 사용되고 있습니다.

이러한 기술이 발전함에 따라 2D 재료에 대한 수요가 증가하여 고성장 분야의 혁신과 상용화가 촉진될 것으로 예상됩니다. 이러한 추세는 차세대 기술 발전을 형성하는 데 있어 2D 재료의 역할 확대를 강조합니다.

• 2023년 5월 NanoXplore는 VoltaXplore의 지분과 지적 재산 모두에 대한 완전한 소유권을 인수했으며 Martinrea는 NanoXplore의 지분 지분을 21.1%에서 22.7%로 늘렸습니다. 이러한 개발로 NanoXplore는 신흥 시장의 주요 업체로 자리매김하여 잠재적으로 추가 연구 및 투자를 촉진할 수 있습니다.

2D 재료 시장 보고서 스냅샷

시장 세분화

• 재료별(그래핀, 전이금속 디칼코게나이드(TMDC), 흑인 및 질화붕소): 그래핀 부문은 2023년에 4억 6,590만 달러를 벌어들였는데, 이는 주로 뛰어난 전기, 열 및 기계적 특성을 바탕으로 전자 제품, 에너지 저장 장치, 센서 등의 응용 분야에 널리 채택되었기 때문입니다.
• 애플리케이션별(소비자 전자제품, 항공우주, 의료, 에너지 및 기타): 소비자 전자 부문은 2023년 33.32%의 점유율을 차지했습니다. 이는 주로 스마트폰, 웨어러블, 디스플레이와 같은 장치에서 가볍고 유연한 고성능 소재에 대한 수요 증가에 기인합니다.

2D 소재 시장지역분석

지역을 기준으로 글로벌 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카 및 라틴 아메리카로 분류되었습니다.

북미 2D 소재 시장은 2023년 4억 3,470만 달러 규모로 약 33.32%의 점유율을 차지했습니다. 이러한 우위는 첨단 소재의 혁신을 주도하는 선도적인 기술 기업, 학술 기관, 연구 기관이 이 지역에 강력하게 존재하고 있기 때문입니다.

특히 미국은 전자, 에너지 저장, 항공우주 분야의 응용 분야를 위한 R&D 및 2D 재료 상용화에 상당한 투자를 통해 이러한 성장에 크게 기여하고 있습니다. 자동차, 헬스케어 등 산업에서 2D 소재 채택이 늘어나면서 지역 시장 성장에 기여할 것으로 예상됩니다.

• 2024년 12월, 반도체 스타트업인 Destination 2D는 그래핀 공정 기술에 대한 전문성을 활용하여 CMOS 호환 공정 조건에서 고품질 그래핀의 웨이퍼 규모 합성을 성공적으로 달성했다고 발표했습니다.

아시아태평양 2D 재료 산업은 급속한 산업화, 첨단 전자제품에 대한 수요 증가, 에너지 효율적인 기술에 대한 강력한 초점으로 인해 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR) 4.31%로 성장할 것으로 예상됩니다.

중국, 일본, 한국과 같은 국가는 반도체, 에너지 저장 및 재생 에너지 응용 분야를 위한 그래핀 및 기타 2D 재료에 대한 대규모 투자를 통해 연구 및 상업화의 최전선에 있습니다.

이 지역의 제조 역량 확대와 나노기술 혁신을 지원하는 우호적인 정부 정책이 결합되어 지역 시장 성장을 더욱 가속화할 것으로 예상됩니다.

규제 프레임워크

• 미국 환경 보호국(EPA)2D 소재 등 나노소재를 포함한 화학물질의 제조, 사용, 유통을 규제하는 독성물질관리법(TSCA)을 관리합니다. TSCA에 따라 제조업체는 그래핀 및 기타 2D 재료를 포함한 새로운 화학물질이 상업화되기 전에 EPA에 제조 전 통지(PMN)를 제출해야 합니다.
• 미국 식품의약청(FDA)의료기기의 생물학적 평가를 위한 ISO 10993-1 사용에 대한 지침을 제공합니다. 이 표준은 의료 기기에 사용되는 그래핀 및 MXene과 같은 재료의 생체 적합성에 대한 평가 및 테스트를 간략하게 설명하여 인간이 사용하기에 안전한지 확인합니다.
• 미국 특허상표청(USPTO)그래핀 및 전이금속 디칼코게나이드와 같은 2D 재료의 혁신에 대한 특허를 포함한 지적 재산권을 감독합니다. 특허 심사 및 승인 절차를 통해 새로운 기술과 프로세스의 보호를 보장합니다.
• 국제전기기술위원회(IEC)전기, 전자 및 관련 기술에 대한 국제 표준을 개발하고 발표하는 글로벌 표준 기관입니다. 이는 2D 재료와 관련된 기술을 포함하여 최신 기술의 안전성, 신뢰성 및 상호 운용성을 보장하는 규정 및 프레임워크를 개발하는 데 핵심적인 역할을 합니다.

경쟁 환경

글로벌 2D 재료 시장은 기존 기업과 신흥 기업을 포함한 수많은 참가자가 참여하는 것이 특징입니다. 이들 회사는 그래핀, 이황화 몰리브덴, 질화붕소 등 2D 소재와 관련된 애플리케이션 개발에 주력하고 있습니다.

전략적 파트너십, 합작 투자 및 광범위한 연구 개발(R&D) 노력을 통해 업계 관계자들은 유연한 전자 장치, 차세대 배터리 및의료기기.

수많은 신흥 스타트업이 틈새 시장, 특히 센서, 광검출기, 에너지 효율적인 장치 등 2D 재료가 경쟁 우위를 제공하는 분야를 목표로 삼고 있습니다.

• 2023년 6월, 그래핀 플래그십 및 첨단 재료 2030 이니셔티브(AMI2030)는 2D 재료를 포함한 첨단 재료 분야에서 Horizon Europe과 그 후속 제품인 FP10의 유럽 파트너십을 공동으로 요청했습니다. 이 계획은 첨단 소재 기술에서 유럽의 글로벌 리더십을 강화하기 위해 그래핀 및 관련 2D 소재에 중점을 두고 최첨단 소재의 개발 및 상용화를 가속화하는 것을 목표로 합니다.

2D 재료 시장의 주요 회사 목록:

• 그래피니아, Inc..
• 헤이데일 그래핀 인더스트리 PLC
• Versarien™ plc
• 나노익스플로어(NanoXplore)
• 캐벗 코퍼레이션
• ACS 소재
• 그래핀 산업
• 미국의 요소
• 토마스 스완 앤 컴퍼니(주)
• 2-DTech 그래핀
• 평면기술
• 스마트 요소 GmbH
• 오실라
• 노르딕 바이오그래파이트 AB
• planarTECH (홀딩스) Ltd.

최근 개발(M&A/파트너십/계약/신제품 출시)

• 2024년 10월, Toyota Research Institute of North America(TRINA)와 양자 컴퓨팅 분야의 선두주자인 Xanadu는 재료 과학 시뮬레이션 발전에 양자 컴퓨팅을 활용하기 위한 새로운 프로젝트를 시작했습니다. 이번 협력은 전통적으로 재료 과학의 발전을 지연시켰던 과제를 극복하는 데 있어 양자 컴퓨팅의 중요성이 커지고 있음을 강조합니다.
• 2024년 1월, Azo Nano 파트너, 웁살라 대학교, 컬럼비아 대학교 간의 협력으로 새로운 2차원 양자 물질을 발견했습니다. 세륨, 실리콘, 요오드(CeSiI)의 원자 얇은 층으로 구성된 이 물질은 무거운 페르미온을 특징으로 하는 2차원 구조의 첫 번째 알려진 예를 나타내며 양자 물질 연구의 발전을 위한 상당한 잠재력을 제공합니다.
• 2023년 2월, Haydale은 2D 재료에 대한 이미지 기반 특성화 기술을 개발하기 위해 Innovate UK 보조금을 받았습니다. 이 프로젝트는 이미징 기술을 사용하여 그래핀 및 기타 나노물질과 같은 물질의 특성과 성능을 더 잘 이해하기 위한 분석을 발전시키는 것을 목표로 합니다.