인공지능을 활용한 신약 개발: 시장 개요 분석 (포춘 비즈니스 인사이트)
시장 현황 한눈에 보기
포춘 비즈니스 인사이트에 따르면, 전 세계 인공지능(AI) 기반 신약 개발 시장은 2025년 44억 6천만 달러 규모였으며 , 2026년 50억 달러 에서 2034년 125억 6천만 달러 로 성장할 것으로 예상됩니다 . 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR)은 12.20% 에 달할 것으로 전망됩니다. 북미 지역은 탄탄한 제약 생태계, 막대한 연구 개발 투자, 그리고 AI 기반 플랫폼의 도입 증가에 힘입어 2025년 시장 점유율 65.93% 로 가장 큰 비중을 차지했습니다.
인공지능이 신약 개발에 중요한 이유
전통적인 신약 개발은 악명 높을 정도로 길고 비용이 많이 드는 과정입니다. 신약 하나를 개발하는 데 평균 약 14.6년이 걸리고 약 26억 달러의 비용이 소요됩니다. 인공지능(AI)은 유효 화합물과 선도 화합물을 더 빠르게 식별하고, 약물 표적 검증을 가속화하며, 분자 설계를 최적화함으로써 이러한 환경을 혁신하고 있습니다. 제약 회사들은 이제 AI를 활용하여 유전자, 질병 경로, 수용체 표적 및 임상 연구 전반에 걸친 방대한 데이터 세트를 분석하고, 기존 방식으로는 놓칠 수 있었던 약물-질병 연관성을 밝혀내고 있습니다.
유엔은 만성 질환이 전 세계 질병 부담의 56%를 차지할 것으로 예측하며, 이러한 세계적인 만성 질환 부담 증가는 시장에 강력한 호재로 작용하고 있습니다. 이러한 시급성으로 인해 업계 관계자들은 인공지능(AI) 기반 연구를 통해 더 낮은 비용으로 더 짧은 시간 안에 새로운 치료법을 개발하는 데 집중하고 있습니다.
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코로나19: 도입 촉진제
팬데믹은 이 시장의 예상치 못한 성장 촉진제 역할을 했습니다. 제약 회사들은 AI를 신속하게 도입하여 코로나19에 대한 표적 치료법을 찾고 백신을 설계함으로써, 이 기술의 실제적인 활용 가능성을 대규모로 입증했습니다. 예를 들어, 슈뢰딩거(Schrödinger, Inc.)는 소프트웨어 부문에서 2020년 전년 대비 85.6%, 2021년 82.1%의 성장률을 기록하며 강력한 수요를 보여주었습니다. 화이자(Pfizer)는 AI를 활용하여 백신 임상 시험을 진행하고 개별 환자의 요구에 맞춘 코로나19 백신을 개발함으로써, 업계 전반에 걸쳐 AI 기반 신약 개발에 대한 신뢰를 높였습니다.
주요 시장 부문
약물 유형별: 소분자 약물이 전 세계 제약 시장의 90% 이상을 차지하며 시장을 주도하고 있습니다. 비용 효율적인 신약 개발 과정, 예측 가능한 특성, 그리고 방대한 임상 데이터 세트 덕분에 소분자 약물은 AI 통합에 가장 적합한 범주입니다.
제공 서비스: 소프트웨어 부문은 지속적인 제품 혁신을 바탕으로 선두를 달리고 있습니다. 하지만 서비스 부문은 숙련된 AI 전문가 부족과 높은 구현 비용으로 인해 뒤처지고 있습니다.
기술별로 살펴보면, 머신러닝이 가장 큰 기술 점유율을 차지하며 FDA 승인 예측, 임상시험 설계, 약물 재활용, 치료 표적 생성 등 다양한 분야에 응용되고 있습니다. 자연어 처리는 과학 문헌 및 임상 보고서에서 실행 가능한 정보를 추출하는 중요한 두 번째 분야입니다.
적용 분야별: 암 발병률이 높고 AI 기반 항암제 설계 도구 파이프라인이 풍부한 종양학 분야가 가장 큰 비중을 차지합니다. 신경학이 그 뒤를 잇고 있으며, 심장학 및 내분비학 분야는 임상 파이프라인이 제한적이어서 성장 속도가 더딥니다.
최종 사용자별로는 제약 및 생명공학 기업이 AI 솔루션 제공업체와의 전략적 제휴를 통해 시장 점유율 1위를 차지하고 있습니다. 학술 및 연구 기관은 연구 자금 증가에 힘입어 두 번째로 큰 시장 부문을 구성합니다.
지역별 주요 특징
- 북미는 2025년 시장 규모 29억 4천만 달러로 세계를 선도할 것으로 예상됩니다. 미국은 혁신의 중심지로서, 신약 개발 및 생명공학 분야가 2022년 투자액의 72%를 차지했습니다.
- 유럽은 두 번째로 높은 순위를 차지하고 있으며, 제조업체들은 비용 절감과 기술 기업 및 제약 회사 간의 산업 간 협력에 집중하고 있습니다.
- 아시아 태평양 지역 은 방대한 환자 인구, 확장되는 의료 인프라, 그리고 탄탄한 제약 제조업체 기반에 힘입어 가장 빠르게 성장하는 지역입니다.
- 라틴 아메리카와 중동 및 아프리카는 의료비 지출이 제한적이고 제조업체 수가 적어 뒤처지고 있습니다.
경쟁 환경
시장 경쟁이 매우 치열하며, 주요 업체로는 마이크로소프트, 엑스사이언티아, 베네볼런트AI, 슈뢰딩거, 인실리코 메디신, 아톰와이즈, IBM, 그리고 알파벳이 있습니다. 전략적 제휴가 주요 성장 전략으로 자리 잡고 있습니다. 주목할 만한 사례로는 사노피가 표적 발굴을 위해 인실리코 메디신과 12억 달러 규모의 계약을 체결한 것, 엑스사이언티아가 머크와 다년간 협력 관계를 맺은 것, 화이자가 질병 모델링을 위해 사이토리즌과 1억 1천만 달러 규모의 파트너십을 맺은 것, 그리고 바이오엔텍이 AI 기반 면역 치료제 개발을 강화하기 위해 인스타딥을 인수한 것 등이 있습니다. 알파벳은 2021년 AI를 체계적으로 신약 개발 및 기초 생물학에 적용하기 위해 아이소모픽 랩을 설립했습니다.
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주요 제약
강력한 성장세에도 불구하고 데이터 품질과 표준화는 여전히 중요한 장벽으로 남아 있습니다. 제약 데이터 세트는 일반적으로 다른 산업 분야의 데이터 세트보다 규모가 작고 파편화되어 있습니다. 다양한 질병 유형, 질환별 환자 관찰 횟수의 제한, 그리고 DICOM 영상 파일을 포함한 다양한 형식의 데이터는 AI 모델의 효과적인 학습을 어렵게 합니다. 이러한 데이터 격차를 해소하는 것은 신약 개발에서 AI의 잠재력을 최대한 발휘하는 데 매우 중요합니다.
시야
인공지능(AI)을 활용한 신약 개발 시장은 2034년까지 지속적인 두 자릿수 성장을 기록할 것으로 전망됩니다. 만성 질환 부담 증가, 신약 개발 비용 상승, 전략적 파트너십 확대 등으로 AI는 단순한 보조 도구를 넘어 제약 혁신의 핵심 동력으로 자리매김하고 있습니다. 클라우드 통합, 데이터 인프라 확장, 머신러닝 및 생물학 모델링의 발전은 차세대 신약 개발을 주도할 것입니다.