[지식정보] 바이오ㆍ헬스, 지능형 반도체, PPS 수지 산업 현황

관련 자료는 산업연구원 성장동력산업연구본부 미래전략산업 브리프(2023년 1･2월 제29호)를 옮겨 정리하였다.

바이오ㆍ헬스는 코로나19 이후 건강관리 관련 수요가 증가하면서 글로벌 디지털 치료기기(Digital Therapeutics, DTx) 시장이 급성장, 국내 디지털 치료기기의 시장 활성화가 기대된다. 글로벌 빅 제약회사를 중심으로 차세대항암제 플랫폼인 항체ㆍ약물 접합체 ADC(Antibody Drug Conjugates) 개발 경쟁이 심화되고 있다. 인공지능(AI)을 활용한 신약개발 사업모델이 확산되고 있다.

지능형 반도체는 거대 인공지능(AI)의 확산과 반도체 제조’ 주도권 경쟁 가속화가 주요 이슈다. 거대 인공지능(AI)은 오픈 AI가 개발한 대화형 인공지능 GPT-3의 출시 2개월만에 누적 사용자 1억 명 돌파, 이는 본격적인 AI 시대의 개화를 알리는 한편 빅테크플랫폼 기업들의 전용 반도체 수요 증가 유발도 기대된다. 반도체산업은 GPT-3 등장에 따라 향후 시장 선도자 및 지배적 기술(Dominant Technology)이 급변할 가능성이 높은 탐색 과정에 진입한 것으로 판단된다. 또한, ‘반도체 제조’ 주도권 경쟁 가속화는 2022~2023 반도체 수요산업 경기 부진에도 불구, 주요국 정부와 기업은 반도체 제조 기반 내재화를 위한 투자와 정책 지원 행보를 가속화하고 있다. 미국 연방정부 ‘반도체지원법’에 더하여, 미국 내 주요 기업 신규 팹 투자 대상 지역 주(州)들 역시 경제 활성화를 위한 파격적 지원 정책을 제공하고 있다.

PPS 수지는 글로벌 환경규제 강화에 따라 그 수요가 증가하고 있다. PPS(폴리페닐렌 설파이드, Polyphenylene Sulfide) 수지는 일반 섬유에 비해 뛰어난 고강도, 내열성, 내화학성, 난연성을 지닌 엔지니어링 플라스틱이다. 산업자재용 PPS 소재 투자 확대 및 경쟁이 심화하고 있다. 도레이가 첨단소재와 PPS 수지 증설 투자에 박차를 가하고 있다. PPS섬유 세계시장 점유율 1위 휴비스도 시장점유율 확대 전략을 강화하고 있다. PPS 시장은 향후 친환경화 및 탄소 중립 달성 등 이슈에 대응하여 지속 성장할 것으로 전망되면서 원료, 수지, 필름, 섬유, 제품 등 모든 밸류체인에서 경쟁이 치열해질 것으로 예상된다.

자료: 산업연구원 성장동력산업연구본부 미래전략산업 브리프 2023년 1･2월 제29호

델코지식정보

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1 바이오ㆍ헬스

(1) 글로벌 시장의 최근 동향: 2023년 중점 이슈

(이슈 1) 코로나19 이후 건강관리 관련 수요가 증가하면서 글로벌 디지털 치료기기(Digital Therapeutics, DTx) 시장이 급성장, 국내 디지털 치료기기의 시장 활성화 기대

CES 혁신상 수상 명단 중 헬스케어 제품 및 서비스가 최근 3년 연속 최대 비중을 차지, 디지털 헬스케어 분야의 기술 진보와 글로벌 혁신기업의 성장을 재확인

전체 혁신상 중 헬스케어 제품 비중/순위: (2021년) 10.8%, 1위 →(2022년) 12.4%, 1위 → (2022년) 13.0%, 1위

▸ CES 2023는 차세대 핵심기술로 이미지 및 소리 분석 AI에 주목, 최고 혁신상은 폐질환 환자의 폐음을 딥러닝하여 질병 악화를 추적하는 초소형 웨어러블 청진기 ‘The AeviceMD’가 수상

▸ 국내 10개사 11개 제품도 디지털 헬스케어 혁신상 수상, 디지털치료기기 제품으로 디지털 멘탈케어 서비스 ‘마인들링’, 반려동물 건강관리 애플리케이션 ‘티티케어’, 기관지 초음파 내시경 영상분석 SW ‘웨이메드 이부스’ 등이 포함

글로벌 디지털 치료시장의 성장 추세에 힘입어 디지털 치료기기 1호 승인제품이 등장하는 등 국내 디지털 치료기기 시장도 활성화 기대

▸ 2022년 10월 ‘혁신의료기기 통합심사ㆍ평가제도’ 마련 후 ‘디지털 치료기기’에 대한 국내 1호의 허가 제품 탄생

▸ 식품의약품안전처는 불면증 인지행동 치료법을 모바일 앱으로 구현한 소프트웨어 의료기기 ‘Somzz’를 국내 첫 디지털 치료기기로 허가(2023. 2. 15)

향후 2027년까지 10여 종의 맞춤형 디지털치료기기 임상ㆍ허가 관련 가이드라인을 추가로 개발하는 등 국제적인 규제 표준을 충족, 국내 개발ㆍ허가 지원계획 발표

(이슈 2) 글로벌 빅파마를 중심으로 차세대항암제 플랫폼인 항체ㆍ약물 접합체 ADC(Antibody Drug Conjugates) 개발 경쟁 심화

다이이찌산쿄와 아스트라제네카가 공동개발한 ADC 기반 유방암치료제가 높은 효능을 입증하면서 국내외 제약사를 중심으로 ADC 플랫폼 기술을 가진 바이오벤처와의 협업 추진

▸ 2022년 12월 말, 독일 머크 KGaA는 미국의 머사나테라퓨틱스와 면역활성 ADC 개발을 위한 연구제휴 발표, 비슷한 시기에 미국 머크 MSD는 중국의 켈룬과 95억 달러 규모의 ADC 항암제 라이선스 추가 계약 체결

▸ 앱티스는 스위스 론자와 ADC 플랫폼 기술협력 계약 체결(2022. 12. 7), 레고켐 바이오사이언스는 자사의 ADC 플랫폼 기술을 글로벌제약사 암젠에 최대 1조 6,050억원 규모 ADC 플랫폼 기술이전 계약 체결(2022. 12. 23)

국내의 일부 선두 제약사ㆍCMO도 ADC 기술 도입 및 투자를 확대

▸ 종근당은 네덜란드 시나픽스와 ADC 기술 도입을 골자로 한 1,650억 원대 계약 체결, 셀트리온은 영국 ADC 개발사 익수다 테라퓨틱스에 2021년 6월 지분투자로 ADC 신약 파이프라인 확대한 데 이어 2023년 1월에도 지분 확대로 총 530억 원 규모 투자 단행

▸ 삼성바이오로직스는 2024년 1분기 생산 목표로 국내 ADC 생산설비 구축, 롯데바이오로직스는 해외 ADC 위탁생산 서비스 제공을 위한 미국 시러큐스 공장 증설 계획을 발표하는 등 CDMO 업계도 고성장이 전망되는 ADC 분야에 적극적으로 투자할 것으로 전망

(2) 국내외 주요 기업의 성장전략

인공지능(AI)을 활용한 신약개발 사업모델 확산

신약개발 과정에서 신약개발 소요비용 및 기간을 줄이기 위한 인공지능(AI) 활용이 빠르게 확산되는 추세

▸ Alied Market Research(2020)에 따르면 AI 활용 신약개발 시장은 2019년 4억 7,340만 달러에서 2027년 35억 4,860만 달러로 이 기간 중 연평균 28.6% 성장할 것으로 전망

▸ 기업들이 AI 활용전략을 확산하는 배경은 AI가 신약개발의 첫 단계인 ‘개발 대상 물질 선정’, 특히 초기 단계인 후보물질 발굴 기간을 단축시켜서 각 단계에 소요되는 기간을 최대 50% 단축, 동시에 비용 감소효과도 기대되는 등 긍정적 효과가 매우 크기 때문

▸ 제약사들은 자체적으로 AI 신약개발에 투자할 수도 있으나 시너지 제고를 위해 폭넓은 제휴와 협업이 확산 → AI 신약개발 기업들과의 협업, 파트너십, 공동개발 등 다양한 방식으로 AI 기술을 도입하는 추세

최근 글로벌 기업전략의 큰 특징은 제약사와 AI 기업 간 전략적 협업이 보편화되는 단계로 발전하였으며, 인수합병도 활발하게 진행된다는 점

▸ 바이오엔테크는 영국 AIㆍ머신러닝 기업인 인스타딥을 인수: 양 사는 약 3년 전부터 신약후보물질 발굴과 신약개발에서 다방면으로 협력해왔고 2023년 1월 JP모건 헬스케어 컨퍼런스를 통해 바이오엔테크가 인스타딥의 잔여주식 100%를 인수

▸ 화이자는 이스라엘계 AI 기업인 사이토리즌과 AI 약물개발 파트너십을 5년 추가 연장: 사이토리즌의 AI 약물개발 플랫폼을 이용하여 20개 이상의 질병에 대한 물질 개발

국내 제약사들도 국내외 AI 기반 신약개발 플랫폼 기업과의 개방형 혁신활동을 적극 추진 → 바이오산업 경쟁력의 새로운 무기로 등장한 AI의 활용을 통한 경쟁력 제고 가능성에 주목

▸ JW중외제약은 독일의 머크 라이프사이언스와 AI 기반 신약개발 협력 업무협약식을 체결 → R&D 효율을 높이기 위해 AI 기술을 신약연구에서 원료의약품 연구 분야까지 확장

▸ 유한양행, SK케미칼, 대웅제약 등 국내 제약사들도 AI 신약개발 역량을 갖춘 기업들과 협업관계를 구축하고 신약후보물질 발굴 및 사용 범위 확대와 관련된 연구를 진행 중

(3) 최근 정책 추진 현황

산업통상자원부는 바이오의약, 의료기기, 헬스케어, 바이오소재 등 바이오 분야 R&D에 총 2,746억 원 지원계획 발표(2023. 1)

바이오산업 생태계 육성과 R&D 성과 극대화를 위해 통합형 과제를 확장, 시장 중심의 창의적인 연구개발 및 사업화를 촉진하기 위한 비즈니스모델형 과제를 새롭게 도입할 계획

의약품, 의료기기 등 전통 레드바이오 분야의 기술개발 및 사업화를 지속적으로 지원하면서 헬스케어 및 바이오소재 등 신성장 분야에 대한 지원 강화로 바이오산업 성장을 지원

▸ (바이오의약, 1,074억 1,000만 원 지원) 혁신신약, 마이크로바이옴 등 첨단바이오제품 개발 및 제조공정 기술개발 지원, 최신 플랫폼 기반 백신생산을 위한 원부자재 국산화 및 대량 공정기술 개발 지원 계획

▸ (의료기기, 887억 5,000만 원 지원) 의료기기 전 주기 기술 및 ICT 융복합 기술개발 지원, 병원-기업 간 공동 R&D체계 구축으로 현장 수요에 기반한 의료기기 개발 및 사업화 촉진

▸ (헬스케어, 387억 8,000만 원 지원) AI, 빅데이터 등을 활용한 비대면 의료서비스와 비약물 치료 기반 디지털 치료기기 개발 지원, 생체 건강정보 측정-관리-분석 시스템 개발과 맞춤형 건강관리 서비스 실증사업 추진

▸ (바이오소재, 357억 2,000만 원 지원) 친환경 고부가가치 대체소재 발굴을 통한 신소재 개발 지원, 바이오매스 플라스틱 제조공정 및 생분해성 플라스틱 제품 개발 지원

2. 지능형 반도체

(1) 글로벌 시장의 최근 동향: 2023년 중점 이슈 ① 거대 인공지능(AI)

오픈 AI가 개발한 대화형 인공지능 GPT-3의 출시 2개월만에 누적 사용자 1억 명 돌파, 이는 본격적인 AI 시대의 개화를 알리는 한편 빅테크플랫폼 기업들의 전용 반도체 수요 증가 유발도 기대

오픈 AI는 샘 알트만(Sam Altman) 외 링크드인 창업자 리드 호프만(Reid Hoffman), 페이팔 창업자 피터 틸(Peter Thiel), 테슬라 창업자 일론 머스크(Elon Musk) 등의 10억 달러 규모 출자로 창립

▸ 자연어 기반 대화형 인공지능 플랫폼(SW)은 GPT-3 외에도 다양한 기업들에 의해 개발되어 왔으며, 구글(Google)은 대항마로 바드(Bard) 출시 예정

▸ 오픈 AI는 생성형 인공지능(Generative AI)을 추구, 자연어뿐 아니라 이미지 생성 기능을 지닌 DALLㆍE 2 서비스를 제공하고 있으며 향후 인공지능은 이미지, 음악 및 여러 산업과 전문 분야에도 급속히 확산될 전망

거대 용량 데이터를 객체로 한 고반복 연산을 특징으로 하는 인공지능 서비스의 특성으로 인해 서버향 반도체 수요가 빠르게 증가할 것으로 전망

▸ 2021년도 비대면 수요 폭증 이후 2022년은 물론 2023년까지 개인 소비자용 ICT 디바이스 수요 부진 전망이 예상되는 가운데, 반도체 기업들은 GPT-3로 인한 빅테크 플랫폼 기업들의 반도체 수요 증가에 기대감

▸ 시장조사업체 Yole Development에 따르면, 2026년경 한국 기업들이 지배적 시장 점유율을 보유한 디램(DRAM)의 최종 수요처별 매출 전망에서 서버용이 44%, NAND는 34% 가량으로 1위를 차지할 것으로 전망

반도체산업은 GPT-3 등장에 따라 향후 시장 선도자 및 지배적 기술(Dominant Technology)이 급변할 가능성이 높은 탐색 과정에 진입한 것으로 판단

현재 AI 연산 가속ㆍ보조 기능은 엔비디아의 GPU와 Xilinx, Altera 등의 FPGA 등이 수행 중이나, 이는 기술 발전 단계 관점에서 초기로 파악

▸ 미래 인공지능 반도체 소자는 GPU, FPGA에서 NPU, ASIC(ASSP)를 거쳐 시냅스 구조를 모방한 뉴로모픽 프로세서로 변화할 전망이며, 우리나라 주력 분야인 D램과 낸드의 중요성 역시 유지ㆍ강화될 전망

▸ AI 연산성능 향상 관련 현안은 폰노이만 병목 해소를 위한 대역폭(Band Width)의 확대와 기존 계층 구조를 탈피한 병렬 연산 기능의 효율적 구현

▸ 구체적으로, 2026년경 데이터센터향 반도체 총매출액은 1,154억 달러(약 144조 원) 규모로 전망되는 가운데, 이 중 메모리반도체는 605억 달러(약 76조 원)를 차지할 것으로 예상(D램/낸드 비중 54.8%, 44.2%)

(2) 글로벌 시장의 최근 동향: 2023년 중점 이슈 ② ‘반도체 제조’ 주도권 경쟁 가속화

2022~2023 반도체 수요산업 경기 부진에도 불구, 주요국 정부와 기업은 반도체 제조 기반 내재화를 위한 투자와 정책 지원 행보를 가속화

미국 연방정부 ‘반도체지원법’에 더하여, 미국 내 주요 기업 신규 팹 투자 대상 지역 주(州)들 역시 경제 활성화를 위한 파격적 지원 정책을 제공

▸ 한국은 현재 주요 기업의 시설투자 세액공제와 관련된 조세특례제한법 개정안을 2022년 12월 23일 통과시킨 바 있으나, 주요국 중앙 및 지방정부에 비하면 미흡한 수준으로 평가

2월 현재 세액공제 혜택 확대를 위한 정부(기획재정부) 안(案) 상정 예정

3. PPS 수지

(1) 글로벌 시장의 최근 동향

글로벌 환경규제 강화에 따른 PPS 수지 수요 확대

PPS(폴리페닐렌 설파이드, Polyphenylene Sulfide) 수지는 일반 섬유에 비해 뛰어난 고강도, 내열성, 내화학성, 난연성을 지닌 엔지니어링 플라스틱

우수한 고강도, 내열성 등 특성을 이용하여 자동차 부품을 중심으로 전기전자용, 섬유용, 주택설비 및 산업용 부품 등으로 수요가 크게 확대되는 추세

▸ 세계 주요국들이 자동차 배기가스에 의한 환경오염 규제를 강화하면서 글로벌 자동차 업체들이 친환경자동차의 생산에 집중, 전기자동차의 경량화 추세에 따라 내장재 및 전장 부품을 중심으로 수요 증가

▸ 전기전자용은 내열성, 난연성 등의 특성으로 5G 통신의 중계기, 안테나, 커넥터ㆍ소켓 등 전기전자 부품, 믹서기ㆍ커피메이커 등 가정용 전열기구 등으로 증가

▸ 섬유용은 높은 내열성 및 내화학성, 형태 안정성으로 인해 주로 화력발전소, 아스콘 공장, 쓰레기 소각장 등의 산업용 백필터(Bag Filter)에 사용

화력 발전소용 백필터는 먼지 총량 규제 대응 및 규제 강화에 따른 미세먼지 제거 필요성 증대 등 미세먼지 배출규제 강화에 따라 상당 기간 수요 점증 전망

산자용 PPS 소재 투자 확대 및 경쟁 심화

PPS 시장에서 최대 강자 도레이는 원료, 수지, 필름, 섬유에 이르기까지 일관생산 체제를 구축하고 있으며, 고기능성 가공제품을 개발함으로써 후발 기업들과의 차별화 전략을 추진

▸ 도레이 첨단소재는 1,000억 원을 투자하는 새만금산업단지에서의 PPS 수지 증설 계획을 발표(2023. 2. 6)

도레이의 투자 확대 전략으로 PPS 시장은 미래 수요 확대에 대비하는 기업 간 생산 확대 경쟁이 더욱 심화될 전망

▸ 한국의 휴비스, HDC현대EP의 자회사 HDC폴리올 등도 향후 추가 투자를 통해 생산량을 확대할 계획

중국 화섬산업 고도화 전략에 따르면, 첨단섬유의 생산ㆍ사용 범위 확대를 목표로 하고 있는 가운데, PPS 섬유 등 첨단섬유의 생산 능력 및 사용 범위 확대와 품질 안정성 확보를 강조

▸ 중국 신규 로컬 업체의 PPS 섬유시장 진입으로 단가가 하락하는 등 경쟁이 치열

(2) 국내외 주요 기업의 성장전략

도레이 첨단소재, PPS 수지 증설 투자 박차

도레이 첨단소재는 새만금산업단지에 위치한 군산공장에 2024년 말 가동을 목표로 연산 5,000t 규모의 PPS 수지(브랜드명: TORELINA) 생산설비를 증설 예정: 이는 2016년 투자에 이은 2호기 증설 계획

▸ 국내 최대인 연산 1만 3,600t의 생산 규모를 확보함으로써 국내의 공급망 안정화에 크게 기여하고, 도레이그룹도 글로벌 생산량을 연산 3만 2,600t까지 확대해 세계 최대의 PPS 수지 메이커로서의 입지 강화 기대

도레이첨단소재는 PPS 수지의 주원료인 황화수소나트륨(NaSH)도 증설해 세계 최초로 원료부터 수지, 콤파운드까지의 일관공장 구축 가능

▸ PPS 콤파운드 시장은 2022년 약 12만t으로 추정되며 2026년 약 16만t으로 연평균 6%의 고성장 전망

▸ 이로써 도레이첨단소재는 PPS 수지의 원료 조달 경쟁력을 높이고, 수요 확대 전망에 따른 선제적 투자로 글로벌 시장점유율 상승 및 경쟁력 강화 예상

PPS섬유 세계시장 점유율 1위 휴비스, 시장점유율 확대 전략을 강화

PPS 섬유는 PPS 레진을 섬유화한 것으로 세계적으로 일본 도레이와 도요보(Toyobo), 한국의 휴비스 등 소수기업만이 생산하는 슈퍼섬유

PPS 섬유 생산 능력(2022년 기준): 일본(Toray와 Toyobo) 6,300t, 한국(휴비스) 5,000t

휴비스의 PPS 섬유(브랜드명: 제타원(ZetaOne))는 백필터 및 소방복 등의 용도로 공급되며, 2018년부터는 일본 도레이를 넘어 세계 판매시장에서 1위를 유지

▸ 2021년 제타원의 판매량은 3,700t으로 세계 판매시장 점유율이 30%를 차지

▸ 생산량의 90% 정도가 산업용 백필터로 사용되며, 최대 수요처는 중국 및 동남아로 석탄화력발전소의 필터로 사용

휴비스의 판매량 확대 요인으로는 코로나19로 정체되었던 세계 산업활동 증가로 수출 회복, 원료 수급의 다변화를 통한 원가경쟁력 제고, 설비 리뉴얼을 통한 품질 등에 기인

휴비스는 현재 생산 능력을 연간 5,000t에서 2025년까지 6,000t으로 확대하는 등 생산 능력 확충 전략에 주력하여 세계 판매시장 점유율 40%를 목표 → 우리 섬유산업 신성장동력으로서의 경쟁력 강화 기대

(3) 국내산업 발전 과제

PPS 시장은 향후 친환경화 및 탄소 중립 달성 등 이슈에 대응하여 지속 성장할 것으로 전망되면서 원료, 수지, 필름, 섬유, 제품 등 모든 밸류체인에서 경쟁이 치열해질 것으로 예상

국내 PPS 시장에 진입한 기업들이 지속적으로 경쟁력을 확보하고 안정적 성장을 위한 기반 마련이 긴요

▸ PPS의 원료, 소재, 가공, 제품에 이르는 전사적 밸류체인 강화, 고기능 소재 등 제품의 고부가가치화, 저가 및 친환경 생산공정 개발, PSS의 다양한 용도 개발 등