세라믹 매트릭스 복합재 시장 규모, 점유율, 성장 및 산업 분석, 제품별(탄화규소, 산화물/산화물, 탄소/탄소, 기타), 최종 사용 산업별(항공우주 및 방위, 자동차, 에너지 및 전력, 산업, 기타) 및 지역 분석, 2025-2032

세라믹 매트릭스 복합재 시장개요

Kings Research에 따르면 전 세계 세라믹 매트릭스 복합재 시장 규모는 2024년 132억 5천만 달러로 평가되었으며, 2025년 144억 5천만 달러에서 2032년까지 278억 7천만 달러로 성장하여 예측 기간 동안 CAGR 9.89%를 나타낼 것으로 예상됩니다.

이러한 성장은 항공우주, 자동차, 에너지, 국방 등 다양한 최종 용도 부문에서 첨단 복합재료의 채택이 증가한 데 따른 것입니다. 또한 극한의 온도와 가혹한 작동 조건을 견딜 수 있는 경량, 고강도 소재에 대한 수요가 증가함에 따라 특히 터빈 엔진, 제동 시스템 및 열 보호 응용 분야에서의 통합이 가속화되고 있습니다.

주요 시장 하이라이트:

1. 2024년 세라믹 매트릭스 복합재 시장 규모는 132억 5천만 달러로 평가되었습니다.
2. 시장은 2025년부터 2032년까지 연평균 성장률(CAGR) 9.89%로 성장할 것으로 예상됩니다.
3. 북미는 2024년 시장 점유율 34.21%, 가치 45억 3천만 달러를 기록했습니다.
4. 탄소/탄소 부문은 2024년에 54억 6천만 달러의 매출을 올렸습니다.
5. 항공우주 및 방위산업 부문은 2032년까지 97억 6천만 달러에 이를 것으로 예상됩니다.
6. 아시아 태평양 지역은 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR) 10.63%로 성장할 것으로 예상됩니다.

세라믹 매트릭스 복합재 산업에 종사하는 주요 회사로는 CoorsTek Inc., Lancer Systems, General Electric Company, Axiom Materials, Spirit AeroSystems, Inc., 3M, Ultramet, COIC, Touchstone Advanced Composites, Fraunhofer ISC, SGL Carbon, UBE Corporation, Morgan Advanced Materials, Apply Thin Film Inc. 및 CFCCARBON CO, LTD가 있습니다.

중요 산업에서 연료 효율성, 배출 가스 감소 및 성능 향상에 대한 강조가 높아지면서 시장 성장이 더욱 가속화되고 있습니다. 또한 섬유 강화, 세라믹 가공 기술의 지속적인 혁신과 산업 및 해양 부문의 응용 분야 확대로 인해 세라믹 매트릭스 복합재의 채택이 촉진되고 있습니다.

• 2024년 6월 Springer Nature Limited는 잉크젯 인쇄 및 레이저 소결로 만든 세라믹 매트릭스 복합 필름에 대한 Beihang University 및 Central South University 연구원의 연구를 발표했습니다. 이 필름은 경도와 모듈러스가 2배 증가했고, 파괴인성은 3.8배 높아졌으며, 최대 86.6메가파스칼의 강한 결합력, 최대 1050℃에서도 안정성을 보였다.

가혹한 환경에서의 열적 및 기계적 안정성

고급 엔지니어링 응용 분야 전반에 걸쳐 극한의 열적, 기계적 응력을 견딜 수 있는 재료에 대한 수요가 증가함에 따라 시장 성장이 촉진됩니다.이러한 복합재는 산화, 열 분해 또는 구조적 피로로 인해 기존 금속 및 합금이 파손되는 고온 환경에서 탁월한 성능을 보여줍니다.

항공우주, 국방, 에너지와 같은 산업에서는 열충격, 부식 및 기계적 마모에 대한 탁월한 저항성을 요구하는 터빈 블레이드, 열 차폐 및 배기 시스템과 같은 구성 요소에 세라믹 매트릭스 복합재를 활용하고 있습니다.이러한 요구는 재료의 낮은 밀도와 높은 중량 대비 강도 비율로 더욱 뒷받침되어 중요한 작업에서 향상된 연료 효율성과 시스템 신뢰성을 가능하게 합니다.

결과적으로 차세대 열 및 구조 재료에 대한 투자로 인해 가혹하고 까다로운 환경에서 작동하는 부문 전반에 걸쳐 세라믹 매트릭스 복합재의 채택이 가속화되고 있습니다.예를 들어 롤스로이스는 개발 중이다.탄화규소더 높은 작동 온도를 견디고 열 효율을 개선하며 전체 엔진 중량을 줄이기 위해 차세대 제트 엔진에 사용되는 기반 세라믹 매트릭스 복합재입니다.

이러한 복합재는 터빈 슈라우드 및 연소기 라이너와 같은 고온 부품용으로 사용되며 기존 초합금에 비해 우수한 내열성과 내구성을 제공합니다.

취성 및 미세 균열 위험

취성 및 미세 균열의 위험은 특히 항공우주, 자동차 및 에너지와 같은 분야에서 세라믹 매트릭스 복합재 시장의 성장에 상당한 어려움을 초래합니다.

세라믹 소재의 고유한 취약성으로 인해 기계적 응력이나 열 순환 시 미세 균열이 시작 및 확산되어 구조적 무결성과 구성 요소의 수명이 손상될 수 있습니다. 이러한 미세 균열은 재료의 인성을 감소시키고 조기 파손을 초래할 수 있어 중요한 응용 분야의 광범위한 채택을 제한합니다.

이러한 문제를 완화하기 위해 제조업체는 향상된 섬유 강화 기술과 최적화된 매트릭스 제제를 통해 세라믹 매트릭스 복합재의 인성을 향상시키는 데 중점을 두고 있습니다.

연속 섬유 통합 및 섬유-매트릭스 인터페이스 엔지니어링과 같은 기술을 통해 균열 변형 및 에너지 흡수를 제어할 수 있어 균열 성장을 방지하는 데 도움이 됩니다. 또한 가공 방법과 열처리의 발전으로 미세 구조의 균일성이 향상되어 취성이 줄어들고 내구성이 향상되었습니다.

제조 및 재료 기술의 발전

제조 및 재료 기술의 발전은 생산 효율성, 정밀도 및 확장성을 향상시켜 세라믹 매트릭스 복합재 산업을 크게 변화시키고 있습니다.

화학 증기 침투, 폴리머 침투 및 열분해, 적층 제조와 같은 현대 제조 기술을 통해 미세 구조 제어가 향상되고 결함이 감소된 복잡한 세라믹 복합 구조를 생산할 수 있습니다.

이러한 혁신을 통해 고성능 부품을 더 빠르고 비용 효율적으로 제조할 수 있으며 항공우주, 자동차, 에너지, 방위 분야의 응용 분야를 지원합니다.

향상된 프로세스 자동화와 실시간 품질 모니터링 시스템은 일관된 제품 신뢰성에 기여하고 제조 오류를 최소화하여 전체 생산 비용과 리드 타임을 줄입니다.

또한 디지털 도구와 고급 시뮬레이션 방법의 통합으로 설계 및 제작 워크플로가 최적화되어 맞춤형, 가볍고 내구성이 뛰어난 세라믹 복합재 솔루션을 개발할 수 있습니다.

• 2025년 1월, Cranfield University는 University of Southern Queensland와 협력하여 ACCORD(Acceleration of Ceramic Matrix Composite Research Developments) 프로젝트를 시작했습니다. Research England가 20만 달러의 자금을 지원한 이 계획은 구식 방법을 현대화하고 공급망 문제를 해결하며 지속 가능성을 촉진하여 세라믹 매트릭스 복합재 제조를 발전시키는 것을 목표로 합니다.

세라믹 매트릭스 복합재 시장 보고서 스냅샷

시장 세분화

• 제품별(탄화규소, 산화물/산화물, 탄소/탄소 및 기타): 탄소/탄소 부문은 주로 뛰어난 내열성과 강도로 인해 2024년에 54억 6천만 달러를 벌어 항공우주 및 방위 응용 분야에서 매우 선호됩니다.
• 최종 사용 산업별(항공우주 및 방위, 자동차, 에너지 및 전력, 산업 및 기타): 항공우주 및 방위 부문은 연료 효율성을 개선하고 극한의 작동 조건을 견딜 수 있는 경량 고성능 소재에 대한 수요 증가에 힘입어 2024년에 36.54%의 점유율을 차지했습니다.

세라믹 매트릭스 복합재 시장지역분석

지역에 따라 글로벌 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카 및 남미로 분류되었습니다.

2024년 북미 세라믹 매트릭스 복합재 시장 점유율은 45억 3천만 달러로 약 34.21%를 기록했습니다. 이러한 우위는 선도적인 항공우주 및 방위 제조업체의 존재, 세라믹 매트릭스 복합재 연구 및 개발에 대한 상당한 투자, 첨단 재료 기술의 조기 채택에 기인합니다.

북미 지역의 잘 확립된 제조 인프라와 숙련된 인력은 지속적인 시장 성장을 지원합니다. 국방 현대화, 재생 가능 에너지 개발, 고급 복합재 연구에 초점을 맞춘 정부의 우호적인 이니셔티브가 이러한 확장을 더욱 촉진합니다.

또한 자동차, 에너지 및 산업 제조와 같은 산업에서 고성능 세라믹 매트릭스 복합재에 대한 수요 증가가 지역 시장 성장에 기여하고 있습니다.

• 2024년 1월, 미국 에너지부 과학기술정보국은 숯 수율이 높은 프리세라믹 수지를 사용하여 세라믹 매트릭스 복합재 생산에서 비용이 많이 드는 세라믹 침투 단계를 제거하는 새로운 제조 공정을 발표했습니다. 이 접근 방식은 재료 품질을 유지하면서 비용을 절감하여 집중형 태양광 발전과 같은 산업에서 세라믹 매트릭스 복합재의 경쟁력을 더욱 높여줍니다.

아시아 태평양 세라믹 매트릭스 복합재 산업은 예측 기간 동안 CAGR 10.63%로 성장할 것으로 예상됩니다. 이러한 성장은 항공우주, 자동차, 에너지 분야의 산업화와 기술 발전에 대한 관심이 높아짐에 따라 고성능 세라믹 매트릭스 복합재에 대한 수요가 증가했기 때문입니다.

정부 정책과 기술 혁신에 힘입어 이 지역의 산업 기반이 확장되면서 첨단 복합재료와 현대적인 제조 방법의 채택이 촉진되고 있습니다.

또한, 아시아 태평양 지역에서 증가하는 인프라 프로젝트와 재생 가능 에너지 설치로 인해 산업 전반에 걸쳐 세라믹 매트릭스 복합재의 채택이 더욱 가속화되고 있습니다. 또한 업계 선수와 학술 기관 간의 전략적 협력을 통해 고급 세라믹 매트릭스 복합재의 지속적인 혁신을 주도하여 시장 성장을 주도하고 있습니다.

규제 프레임워크

• 유럽연합에서는, 화학 물질의 등록, 평가, 승인 및 제한(REACH) 규정은 제조업체가 위험을 평가하고 관리하도록 요구함으로써 세라믹 매트릭스 복합재에 있는 물질의 안전한 사용을 보장합니다. 이는 프리세라믹 폴리머 및 섬유 강화재와 같은 재료에 적용되어 인간과 환경의 안전을 모두 촉진합니다.
• 미국에서는EPA(환경 보호국)는 청정 공기법(Clean Air Act) 및 자원 보존 및 복구법(Resource Conservation and Recovery Act)에 따라 세라믹 매트릭스 복합재 제조와 관련된 배출 및 폐기물 관리 관행을 규제합니다. 이러한 규정은 CMC 생산과 관련된 고온 처리 및 화학 물질 사용 중 환경 준수를 보장하는 것을 목표로 합니다.
• 일본에서는, 산업안전보건법 및 화학물질 관리법은 세라믹 복합재를 포함한 첨단 소재의 생산 및 응용에 있어 작업자 안전과 환경 보호를 규제합니다.

경쟁 환경

세라믹 매트릭스 복합재 시장은 기존 글로벌 제조업체와 신흥 지역 플레이어가 혼합되어 지속적인 기술 혁신, 용량 향상 및 전략적 협력을 통해 제품 제공 및 시장 입지를 확장하기 위해 노력하고 있습니다.

기업들은 세라믹 복합재의 내열성, 인성 및 제조 가능성을 향상시키기 위해 연구 개발에 막대한 투자를 하는 동시에 생산 비용 절감에도 중점을 두고 있습니다.

• 2024년 7월, SRI International은 극한의 열과 부식성 환경을 견딜 수 있도록 설계된 고급 세라믹 매트릭스 복합재 개발을 발표했습니다. 새로운 공정은 비용이 많이 드는 침투 단계를 제거하여 내구성을 향상시키고 제조 비용을 절감합니다. 이 재료는 집중된 응용 분야에 이상적입니다.태양광 발전, 극초음속 차량 보호, 열 교환기 및 핵융합로 등은 고성능, 비용 효율적인 복합재 분야에서 상당한 발전을 이루었습니다.

이들은 항공우주, 자동차, 에너지, 방위 산업에서 증가하는 수요를 해결하기 위해 가볍고 내구성이 뛰어난 고급 복합 재료를 개발하고 있습니다. 또한 이들 회사는 특수 애플리케이션에 맞는 복합 솔루션을 맞춤화하고 전 세계적으로 채택을 가속화하기 위해 업계 이해관계자 및 연구 기관과 적극적으로 협력하고 있습니다.

세라믹 매트릭스 복합재 시장의 주요 기업 :

• 쿠어스텍(주)
• 랜서 시스템
• 일반 전기 회사
• 공리 재료
• 스피릿 에어로시스템즈, Inc.
• 3M
• 울트라메트
• COIC
• Touchstone 고급 복합재
• 프라운호퍼 ISC
• SGL 카본
• 우베 주식회사
• 모건 어드밴스드 머티리얼즈
• 응용박막주식회사
• 씨프카본(주)

최근 개발(제품 출시)

• 2024년 2월, Mitsubishi Chemical Group은 최대 섭씨 1,500도의 조건을 견딜 수 있도록 설계된 피치 기반 탄소 섬유로 강화된 내열성 세라믹 매트릭스 복합재를 출시했습니다. 우주 부문에 적용하기 위한 이 소재는 도쿄와 파리에서 열리는 주요 항공우주 전시회에서 선보일 예정입니다.