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세계의 고성능 복합재료 시장
High Performance Composites
상품코드 : 1565158
리서치사 : Market Glass, Inc. (Formerly Global Industry Analysts, Inc.)
발행일 : 2024년 10월
페이지 정보 : 영문 184 Pages
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한글목차

고성능 복합재료 세계 시장은 2030년까지 581억 달러에 달할 것으로 예상됩니다

2023년 423억 달러로 추정되는 고성능 복합재료 세계 시장은 2023년부터 2030년까지 연평균 4.6% 성장하여 2030년에는 581억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 이 보고서에서 분석한 부문 중 하나인 항공우주 및 방위 분야는 CAGR 5.5%를 기록하여 분석 기간 종료 시점에 208억 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 자동차 분야의 성장률은 분석 기간 동안 CAGR 4.0%로 추정됩니다.

미국 시장은 115억 달러, 중국은 CAGR 4.2%로 성장할 것으로 전망

미국의 고성능 복합재료 시장은 2023년 115억 달러로 추정됩니다. 세계 2위의 경제 대국인 중국은 2030년까지 90억 달러 규모에 도달할 것으로 예상되며, 2023-2030년의 분석 기간 동안 4.2%의 연평균 복합 성장률(CAGR)을 나타낼 것으로 예상됩니다. 다른 주목할 만한 지역 시장으로는 일본과 캐나다가 있으며, 분석 기간 동안 각각 4.6%와 3.6%의 연평균 복합 성장률(CAGR)을 나타낼 것으로 예상됩니다. 유럽에서는 독일이 연평균 3.8%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다.

세계 고성능 복합재료 시장 - 주요 동향 및 촉진요인 요약

고성능 복합재료는 첨단 엔지니어링과 차세대 기술의 근간이 될 수 있을까?

고성능 복합소재는 뛰어난 강도, 내구성, 경량성을 갖춘 소재를 필요로 하는 산업에 혁명을 일으키고 있는데, 왜 이런 복합소재가 필수적인 것일까? 고성능 복합재료는 두 가지 이상의 서로 다른 재료를 결합하여 개별 부품만으로는 달성할 수 없는 우수한 기계적 특성을 구현하는 엔지니어링 재료입니다. 이러한 복합재료는 일반적으로 매트릭스(폴리머, 금속, 세라믹 등)에 탄소, 아라미드, 유리와 같은 고강도 섬유로 강화된 매트릭스로 구성됩니다. 그 결과, 놀라운 강도 대 중량비, 내식성, 열 안정성, 내충격성을 갖춘 소재가 탄생합니다.

고성능 복합재료의 사용은 항공우주, 자동차, 방위, 재생에너지 등의 산업에서 매우 중요해지고 있습니다. 이러한 산업에서 철이나 알루미늄과 같은 기존 소재는 더 가볍고, 더 강하고, 더 효율적인 부품에 대한 수요 증가에 대응하지 못할 수 있습니다. 예를 들어, 항공우주공학에서 복합재료를 사용하면 연료 소비가 적은 경량 항공기를 만들어 성능과 지속가능성을 모두 향상시킬 수 있습니다. 마찬가지로 자동차 산업에서도 고성능 복합소재는 안전성을 유지하면서 연비를 향상시키는 경량화 자동차를 만드는 데 사용되고 있습니다. 기술이 계속 발전하고 산업계가 재료 성능의 한계를 뛰어넘기 위해 노력하는 가운데, 고성능 복합재료는 다양한 분야에서 점점 더 필수적인 요소가 되고 있습니다.

기술은 어떻게 고성능 복합재료를 발전시켰을까?

기술의 발전으로 고성능 복합재료의 개발, 제조 및 적용이 크게 강화되어 다용도성과 효율성이 향상되었습니다. 가장 중요한 기술 혁신 중 하나는 탄소섬유와 아라미드 섬유(케블라 등)와 같이 뛰어난 강도, 강성 및 내피로성을 제공하는 첨단 섬유 강화 소재의 개발입니다. 특히 탄소섬유 복합재료는 놀라운 강도 대 중량 비율과 내식성으로 인해 널리 사용되고 있습니다. 이러한 소재는 현재 항공우주 산업과 같이 구조적 무결성을 유지하면서 무게를 줄이는 것이 연비와 성능 향상에 필수적인 산업에서 필수 불가결한 소재가 되었습니다.

자동화된 제조 공정 또한 고성능 복합재 제조에 혁명을 일으켰습니다. 자동 섬유 배치(AFP) 및 자동 테이프 배치(ATL)와 같은 기술은 섬유 강화 재료를 정확하고 효율적으로 배치하여 재료 낭비와 제조 시간을 줄일 수 있습니다. 이러한 공정은 특히 항공우주 및 자동차 분야에서 매우 복잡하고 최적화된 복합재 구조를 만들 수 있게 해줍니다. 적층 가공(3D 프린팅)도 복합재 제조에 큰 진전을 이루었으며, 기존 방법으로는 어렵거나 불가능했던 맞춤형 경량 부품의 제조가 가능해졌습니다.

나노기술은 탄소나노튜브와 그래핀과 같은 나노소재를 복합재료 매트릭스에 통합할 수 있게 하여 고성능 복합재료 분야를 더욱 발전시켰습니다. 이러한 나노 보강재는 복합재료의 기계적, 열적, 전기적 특성을 개선하고 까다로운 응용 분야에서 성능을 향상시킵니다. 예를 들어, 탄소나노튜브를 첨가하면 전자, 항공우주, 자동차 부품에 사용되는 복합재료의 강도와 전도성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 나노 복합재료는 특히 유연한 전자 제품 및 경량 전도성 재료와 같은 새로운 기술에서 특히 중요하며, 기존의 복합재료는 필요한 성능을 얻지 못할 수 있습니다.

또한, 수지와 매트릭스 재료의 발전으로 복합재료의 성능과 다용도성이 향상되고 있습니다. 예를 들어, 열가소성 수지는 재성형, 재활용 및 신속한 가공이 가능하여 내구성, 내열성 및 유연성이 필요한 용도에 이상적이어서 인기를 끌고 있습니다. 또한, 에폭시 수지, 페놀 수지 등 보다 강인하고 내열성이 높은 열경화성 수지가 개발됨에 따라 극한의 온도와 화학물질에 노출되는 환경에서 복합재료의 응용 분야가 확대되고 있습니다. 이러한 섬유 강화재, 제조 기술 및 수지 기술의 발전으로 고성능 복합재료는 그 어느 때보다 강하고 가벼우며 다양한 응용 분야에 적용할 수 있게 되었습니다.

고성능 복합재료가 현대 엔지니어링에 필수적인 이유는 무엇인가?

고성능 복합소재는 탁월한 강도, 내구성, 경량화를 제공하므로 현대 엔지니어링에 필수적이며, 성능, 효율성, 지속가능성을 우선시하는 산업에서 필수 불가결한 요소입니다. 항공기 동체, 날개, 내장 부품을 구성하는 기본 소재가 되고 있습니다. 특히 탄소섬유 복합재료는 알루미늄과 같은 기존 소재의 몇 분의 일의 일의 무게로 뛰어난 강도와 강성을 제공하기 때문에 보잉 787 드림라이너나 에어버스 A350과 같은 항공기에 널리 사용되고 있습니다. 이러한 경량화를 통해 항공기는 더 멀리, 더 빨리, 더 효율적으로 비행할 수 있으며, 동시에 운항 비용도 절감할 수 있습니다.

자동차 산업에서 고성능 복합소재는 철과 알루미늄과 같은 기존 소재를 대체하는 경우가 증가하고 있으며, 특히 전기자동차(EV)의 경우 주행거리와 배터리 효율을 극대화하기 위해 경량화가 매우 중요합니다. 복합소재는 경량 차체 패널, 프레임, 인테리어 부품의 제조에 사용되어 안전과 성능을 희생하지 않고 차량 전체 무게를 줄이고 에너지 효율을 향상시키는 데 도움을 주고 있습니다. 또한, 고성능 복합재료는 우수한 에너지 흡수 및 충격 저항으로 충돌 보호 성능을 향상시켜 보다 안전하고 연비가 좋은 자동차를 만드는 데 중요한 재료가 되고 있습니다.

재생에너지 분야에서도 고성능 복합재료는 특히 풍력 터빈 블레이드와 태양광 패널 제조에 큰 역할을 하고 있습니다. 풍력 터빈 블레이드는 극심한 스트레스와 환경 조건에 노출되기 때문에 강한 바람, 자외선 노출 및 기계적 피로를 견딜 수 있는 소재가 필요합니다. 유리 섬유와 탄소섬유로 만든 복합재료는 강도가 높고 가벼우면서도 내후성이 뛰어나 이 목적에 이상적이며, 터빈의 장기적이고 효율적인 작동을 보장합니다. 태양 전지판에서 복합재료는 무게를 최소화하면서 내구성을 제공하기 때문에 프레임과 장착 시스템에 사용되어 설치가 더 쉽고 비용 효율적입니다.

또한, 고성능 복합소재는 강도, 경량화, 내식성 등의 특성으로 인해 국방 및 군용 용도에 필수적인 소재입니다. 이러한 복합재료는 장갑, 보호 장비 및 군용 차량 부품을 제조하는 데 사용되어 장비와 차량의 전체 무게를 줄이면서 보호 기능을 향상시킵니다. 이러한 복합재료는 고온, 충격, 화학물질 노출과 같은 극한 조건을 견딜 수 있기 때문에 전투 및 방어 환경에서 필수 불가결한 요소로 자리 잡았습니다. 요약하면, 고성능 복합소재는 산업계가 성능과 지속가능성의 한계를 뛰어넘는 더 강하고, 더 가볍고, 더 효율적인 솔루션을 개발할 수 있게 해주기 때문에 현대 엔지니어링에 있어 매우 중요합니다.

고성능 복합재료 시장의 성장을 가속하는 요인은 무엇인가?

고성능 복합재료 시장의 성장은 가볍고 내구성이 뛰어난 소재에 대한 수요 증가, 제조 기술의 발전, 항공우주, 자동차, 재생에너지 등 산업의 부상 등 몇 가지 중요한 요인에 의해 이루어지고 있습니다. 주요 요인 중 하나는 특히 항공우주 및 자동차 분야에서 연비를 개선하고 배기가스를 줄일 수 있는 경량 소재에 대한 수요가 증가하고 있다는 점입니다. 정부와 산업계가 더욱 엄격한 환경 규제와 지속가능성 목표를 달성하기 위해 노력함에 따라, 강도를 유지하면서 무게를 크게 줄일 수 있는 고성능 복합소재에 대한 수요가 증가할 것으로 예상됩니다.

특히 항공우주산업은 복합재료 시장의 성장에 크게 기여하고 있습니다. 항공기 제조업체들은 항공기 경량화 및 연료 효율을 높이기 위해 복합재 채용을 늘리고 있으며, 이는 항공사의 운항 비용 절감과 탄소 배출량 감소에 기여하고 있습니다. 항공기 제조에서 복합재료의 사용은 동체, 날개뿐만 아니라 내부 부품, 화물창, 랜딩 기어까지 확대되고 있으며, 이는 복합재료에 대한 수요를 더욱 증가시키고 있습니다. 전 세계적으로 항공기 이용이 계속 증가함에 따라 더 가볍고 효율적인 항공기에 대한 요구는 고성능 복합재에 대한 수요를 더욱 증가시킬 것으로 보입니다.

전기차(EV) 시장도 성장을 가속하는 중요한 요인 중 하나입니다. 자동차 제조업체들이 전기차로 전환함에 따라, 배터리 효율을 높이고 주행거리를 늘리기 위해서는 차량 경량화가 매우 중요합니다. 고성능 복합소재, 특히 탄소섬유 복합소재와 유리섬유 복합소재는 차체, 섀시, 인테리어 부품에서 더 무거운 소재를 대체하기 위해 사용되고 있습니다. 전기자동차에 대한 수요 증가와 배출가스 감축에 대한 규제 압력은 향후 몇 년동안 자동차 산업에서 복합재료의 사용량을 크게 증가시킬 것으로 예상됩니다.

복합재 제조 공정의 기술적 진보도 시장 성장에 기여하고 있습니다. 자동 섬유 배치(AFP) 및 적층 가공(3D 프린팅)와 같은 자동화된 제조 기술은 복합재료를 보다 효율적으로 생산하고 비용을 절감하며, 대량 생산 산업에서 사용을 확대하고 있습니다. 이러한 발전은 대량 생산과 비용 효율성이 중요한 자동차와 같은 산업에서 특히 중요합니다. 제조 기술이 계속 발전함에 따라 고성능 복합재료의 비용 효율성과 확장성이 향상되어 더 많은 산업에서 더 쉽게 사용할 수 있을 것으로 예상됩니다.

마지막으로, 재생 가능 에너지와 지속가능성에 대한 관심이 높아지면서 풍력 및 태양광 발전 분야에서 고성능 복합재료에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 유리섬유와 탄소섬유 복합재료로 만들어진 풍력 터빈 블레이드는 점점 더 길어지고 효율이 높아지고 있으며, 터빈의 대형화에 대응하기 위해 더 강하고 가벼운 소재가 요구되고 있습니다. 보다 지속 가능하고 재생 가능한 에너지원을 찾는 움직임은 이 분야에서 복합재료에 대한 수요를 더욱 증가시킬 것으로 예상됩니다. 또한, 가볍고 내구성이 뛰어난 소재가 환경에 미치는 이점에 대한 인식이 높아지면서 산업계가 지속가능성 전략의 일환으로 고성능 복합재료를 채택하고 있으며, 이는 시장 성장에 더욱 기여하고 있습니다.

재료 과학 및 제조 기술의 지속적인 발전과 주요 산업 수요 증가로 인해 고성능 복합재료 시장은 지속적인 성장을 이룰 준비가 되어 있습니다. 산업계가 지속가능성, 효율성, 성능을 점점 더 우선시함에 따라 고성능 복합재료는 제조 및 엔지니어링의 미래를 형성하는 데 있어 핵심적인 역할을 할 것으로 예상됩니다.

조사 대상 기업 예시(22개사)

목차

제1장 조사 방법

제2장 주요 요약

제3장 시장 분석

제4장 경쟁

LSH
영문 목차

영문목차

Global High Performance Composites Market to Reach US$58.1 Billion by 2030

The global market for High Performance Composites estimated at US$42.3 Billion in the year 2023, is expected to reach US$58.1 Billion by 2030, growing at a CAGR of 4.6% over the analysis period 2023-2030. Aerospace & Defense Application, one of the segments analyzed in the report, is expected to record a 5.5% CAGR and reach US$20.8 Billion by the end of the analysis period. Growth in the Automotive Application segment is estimated at 4.0% CAGR over the analysis period.

The U.S. Market is Estimated at US$11.5 Billion While China is Forecast to Grow at 4.2% CAGR

The High Performance Composites market in the U.S. is estimated at US$11.5 Billion in the year 2023. China, the world's second largest economy, is forecast to reach a projected market size of US$9.0 Billion by the year 2030 trailing a CAGR of 4.2% over the analysis period 2023-2030. Among the other noteworthy geographic markets are Japan and Canada, each forecast to grow at a CAGR of 4.6% and 3.6% respectively over the analysis period. Within Europe, Germany is forecast to grow at approximately 3.8% CAGR.

Global High Performance Composites Market - Key Trends and Drivers Summarized

Are High-Performance Composites the Backbone of Advanced Engineering and Next-Generation Technologies?

High-performance composites are revolutionizing industries that require materials with exceptional strength, durability, and light weight, but why are these composites so essential? High-performance composites are engineered materials made by combining two or more different materials to achieve superior mechanical properties that cannot be achieved by individual components alone. These composites typically consist of a matrix (such as a polymer, metal, or ceramic) reinforced with high-strength fibers like carbon, aramid, or glass. The result is a material that offers remarkable strength-to-weight ratios, corrosion resistance, thermal stability, and impact resistance.

The use of high-performance composites has become crucial in industries like aerospace, automotive, defense, and renewable energy, where traditional materials like steel or aluminum may not meet the growing demand for lighter, stronger, and more efficient components. For instance, in aerospace engineering, composites allow for lighter aircraft that consume less fuel, enhancing both performance and sustainability. Similarly, in the automotive industry, high-performance composites are used to create lighter vehicles that improve fuel efficiency without compromising safety. As technology continues to evolve and industries seek to push the boundaries of material performance, high-performance composites are becoming increasingly indispensable across various sectors.

How Has Technology Advanced High-Performance Composites?

Technological advancements have significantly enhanced the development, manufacturing, and applications of high-performance composites, making them more versatile and efficient. One of the most important innovations is the development of advanced fiber reinforcements, such as carbon fiber and aramid fibers (e.g., Kevlar), which offer exceptional strength, stiffness, and fatigue resistance. Carbon fiber composites, in particular, have gained widespread use due to their impressive strength-to-weight ratio and resistance to corrosion. These materials are now integral to industries like aerospace, where reducing weight while maintaining structural integrity is critical to improving fuel efficiency and performance.

Automated manufacturing processes have also revolutionized the production of high-performance composites. Techniques such as automated fiber placement (AFP) and automated tape laying (ATL) allow for the precise and efficient placement of fiber reinforcements, reducing material waste and production time. These processes enable the creation of highly complex, optimized composite structures, particularly in aerospace and automotive applications. Additive manufacturing, or 3D printing, has also made significant strides in composite manufacturing, allowing for the production of custom-designed, lightweight components that were previously difficult or impossible to create using traditional methods.

Nanotechnology has further advanced the field of high-performance composites by enabling the incorporation of nanomaterials, such as carbon nanotubes and graphene, into the composite matrix. These nano-reinforcements improve the mechanical, thermal, and electrical properties of the composites, enhancing their performance in demanding applications. For instance, adding carbon nanotubes can significantly increase the strength and conductivity of composites used in electronics, aerospace, and automotive parts. Nanocomposites are particularly important in emerging technologies like flexible electronics and lightweight conductive materials, where traditional composites may not offer the required performance.

Moreover, advancements in resin and matrix materials have improved the performance and versatility of composites. Thermoplastic resins, for example, are gaining popularity due to their ability to be reshaped, recycled, and processed quickly, making them ideal for applications that require durability, heat resistance, and flexibility. The development of tougher, high-temperature-resistant thermoset resins, such as epoxy or phenolic resins, has also expanded the use of composites in environments where extreme temperatures and chemical exposure are factors. These advancements in fiber reinforcements, manufacturing techniques, and resin technology are making high-performance composites stronger, lighter, and more adaptable to a broader range of applications than ever before.

Why Are High-Performance Composites Critical for Modern Engineering?

High-performance composites are critical for modern engineering because they offer unparalleled strength, durability, and light weight, making them essential in industries that prioritize performance, efficiency, and sustainability. In aerospace, where every kilogram of weight saved translates into fuel savings and reduced emissions, high-performance composites have become fundamental materials for constructing aircraft fuselages, wings, and interior components. Carbon fiber composites, in particular, are widely used in aircraft like the Boeing 787 Dreamliner and Airbus A350 because they offer superior strength and stiffness at a fraction of the weight of traditional materials like aluminum. This weight reduction allows aircraft to fly farther, faster, and more efficiently, while also reducing operational costs.

In the automotive industry, high-performance composites are increasingly being used to replace traditional materials like steel and aluminum, particularly in electric vehicles (EVs), where reducing weight is crucial for maximizing range and battery efficiency. Composites are used to create lightweight body panels, frames, and interior components, which help reduce the overall weight of the vehicle and improve energy efficiency without sacrificing safety or performance. Additionally, high-performance composites provide enhanced crash protection due to their superior energy absorption and impact resistance, making them a key material for creating safer, more fuel-efficient cars.

The renewable energy sector also relies heavily on high-performance composites, especially in the production of wind turbine blades and solar panels. Wind turbine blades are subjected to extreme stress and environmental conditions, requiring materials that can withstand high winds, UV exposure, and mechanical fatigue. Composites made from fiberglass or carbon fiber are ideal for this purpose because they are strong, lightweight, and resistant to weathering, ensuring that turbines can operate efficiently over long periods. In solar panels, composite materials are used in framing and mounting systems to provide durability while minimizing weight, making installations easier and more cost-effective.

Furthermore, high-performance composites are essential in defense and military applications due to their strength, lightweight properties, and resistance to corrosion. They are used to create armor, protective gear, and military vehicle components, offering enhanced protection while reducing the overall weight of equipment and vehicles. The ability of these composites to withstand extreme conditions, such as high temperatures, impacts, and chemical exposure, makes them indispensable in combat and defense environments. In summary, high-performance composites are crucial in modern engineering because they enable industries to develop stronger, lighter, and more efficient solutions that push the boundaries of performance and sustainability.

What Factors Are Driving the Growth of the High-Performance Composites Market?

The growth of the high-performance composites market is driven by several key factors, including increasing demand for lightweight and durable materials, advancements in manufacturing technologies, and the rise of industries such as aerospace, automotive, and renewable energy. One of the primary drivers is the growing need for lightweight materials that can improve fuel efficiency and reduce emissions, particularly in the aerospace and automotive sectors. As governments and industries work to meet stricter environmental regulations and sustainability goals, the demand for high-performance composites, which offer significant weight savings without compromising strength, is expected to rise.

The aerospace industry, in particular, is a major contributor to the growth of the composites market. Aircraft manufacturers are increasingly adopting composites to reduce the weight of aircraft and improve fuel efficiency, which helps airlines lower operating costs and reduce their carbon footprint. The use of composites in aircraft manufacturing has expanded beyond just fuselage and wings to include interior components, cargo holds, and landing gear, further driving demand for these materials. As air travel continues to grow globally, the need for lighter, more efficient aircraft will further fuel the demand for high-performance composites.

The electric vehicle (EV) market is another significant factor driving growth. As automakers shift toward electrification, reducing vehicle weight becomes crucial for improving battery efficiency and extending the driving range of EVs. High-performance composites, particularly carbon fiber and glass fiber composites, are increasingly being used to replace heavier materials in vehicle bodies, chassis, and interior components. The growing demand for electric vehicles, combined with regulatory pressures to reduce emissions, is expected to drive significant growth in the use of composites in the automotive industry over the coming years.

Technological advancements in composite manufacturing processes are also contributing to market growth. Automated manufacturing techniques, such as automated fiber placement (AFP) and additive manufacturing (3D printing), are enabling more efficient production of composite materials, reducing costs and expanding their use in high-volume industries. These advancements are particularly important in industries like automotive, where high production volumes and cost efficiency are critical. As manufacturing technologies continue to evolve, the cost-effectiveness and scalability of high-performance composites are expected to improve, making them more accessible to a wider range of industries.

Finally, the increasing focus on renewable energy and sustainability is driving demand for high-performance composites in the wind energy and solar power sectors. Wind turbine blades, which are made from fiberglass and carbon fiber composites, are becoming longer and more efficient, requiring stronger, lighter materials to support the growing size of turbines. The push for more sustainable and renewable energy sources is expected to drive further demand for composites in this sector. Additionally, the growing awareness of the environmental benefits of lightweight, durable materials is encouraging industries to adopt high-performance composites as part of their sustainability strategies, further contributing to market growth.

With ongoing advancements in materials science and manufacturing technologies, combined with rising demand from key industries, the high-performance composites market is poised for continued growth. As industries increasingly prioritize sustainability, efficiency, and performance, high-performance composites are expected to play a central role in shaping the future of manufacturing and engineering.

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TABLE OF CONTENTS

I. METHODOLOGY

II. EXECUTIVE SUMMARY

III. MARKET ANALYSIS

IV. COMPETITION

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