Stratistics MRC에 따르면 세계의 2차원 전이금속 디칼코게나이드(TMD) 시장은 2025년 18억 달러를 차지하고 예측 기간 동안 CAGR 12%로 성장해 2032년 41억 달러에 이를 것으로 예측됩니다.
세계의 2차원 전이금속 디칼코게나이드(TMD)는 2D 구조에서 칼코겐 원자(S, Se, Te)와 결합된 전이금속(Mo, W 등)으로 구성된 층상 재료의 일종입니다. 단분자층까지 얇게 만들면 TMD는 직접적인 밴드갭과 높은 캐리어 이동도와 같은 독특한 전자적, 광학적, 기계적 특성을 나타냅니다. 이러한 특성은 반도체, 광전자, 에너지 저장 및 유연한 장치에 대한 응용을 유망시하고 있습니다. 그 조정 가능한 특성은 TMD를 미래의 나노 기술과 전자 제품의 중요한 재료로 자리 매김하고 있습니다.
매사추세츠 공과대학(MIT)의 연구에 따르면, 이황화 몰리브덴과 같은 2DTMD는 3 원자 두께의 트랜지스터를 개발할 수 있게 하고, 포스트 실리콘 일렉트로닉스로의 길을 열고 있습니다.
높은 전자 및 광학 특성
2차원 전이금속 디칼코게나이드(TMD) 시장은 주로 그 탁월한 전자 및 광학 특성에 의해 견인되고 있어 반도체, 광검출기, 광전자 디바이스에 고성능 응용을 가능하게 하고 있습니다. 이황화 몰리브덴(MoS2)과 이황화 텅스텐(WSe2)과 같은 재료는 조정 가능한 밴드갭, 높은 캐리어 이동도, 강한 광-물질 상호작용을 나타내며 차세대 전자 부품에 이상적입니다. 이러한 본질적인 특성은 소형화, 유연성, 첨단 디바이스에의 통합을 가능하게 하고, 일렉트로닉스, 에너지 저장, 플렉서블 디스플레이의 각 분야에서 세계적으로 채용이 진행되고 있습니다.
제한된 대규모 생산 방법
2차원 TMD의 대량 생산은 산업적으로 실행 가능한 방법이 없기 때문에 제약을 받고 있습니다. 고순도로 재현성 있는 균일한 단층막을 달성하는 것은 기술적으로 어렵습니다. 배치 사이의 변동, 결함 및 오염은 장치 성능에 영향을 미치며 상업용 전자 및 에너지 저장에 대한 채용을 제한할 수 있습니다. 비용 효율적이고 확장 가능한 합성 기술이 개발될 때까지 시장 성장은 제한될 수 있으며, 채용은 주로 실험실, 하이 엔드 반도체 제조, 특수 광전자 응용 분야에 집중합니다.
차세대 반도체에의 응용
2차원 TMD는 차세대 반도체 기술에 큰 잠재력을 제공합니다. 조정 가능한 전자 특성과 원자 수준의 얇은 구조는 초저전력 트랜지스터, 고속 로직 디바이스, 양자 컴퓨팅 컴포넌트를 가능하게 합니다. 기업은 TMD와 다른 2D 재료를 결합한 헤테로 구조를 탐구하고 우수한 성능을 실현하려고 합니다. 반도체 산업이 실리콘의 스케일링 한계에 직면하는 가운데, TMD는 또 다른 길을 제공해 향후 5년간 가전, AI 하드웨어, 고성능 컴퓨팅 시장 전체의 성장 가능성을 풀어낼 것입니다.
그래핀 및 2D 재료와의 경쟁
TMD는 그래핀, 흑린 및 기타 독특한 특성을 가진 신흥 2D 소재와의 경쟁 압력에 직면합니다. 그래핀은 전도성과 기계적 강도가 높으며 특정 전자 및 에너지 용도에 적합합니다. 이 경쟁은 재료 성능, 비용 및 통합 전략이 개선되지 않는 한 대량 생산 시장에서 TMD 채택을 제한할 수 있습니다. 기업은 대체 재료가 증가하는 동안 관련성을 유지하고 시장 점유율을 얻기 위해 특성 최적화, 하이브리드 재료 개발 및 응용 분야에 특화된 솔루션을 통해 차별화해야 합니다.
COVID-19의 대유행으로 인해 2차원 TMD 공급망은 일시적으로 혼란스러워 전구체의 가용성, 제조 운영, R&D 활동에 영향을 주었습니다. 전자 및 반도체 산업에서는 생산과 상업화에 지연이 발생하여 TMD 채용에 영향을 미쳤습니다. 그러나 유행 후 회복으로 유연한 전자, 광전자 및 에너지 저장의 첨단 재료에 대한 수요가 가속화되고 TMD의 전략적 중요성이 부각되고 있습니다. 유통은 공급망의 취약성을 돋보이게 하는 동시에 TMD와 같은 고성능 재료의 탄력적인 생산 공정과 현지 조달 전략의 필요성을 강조했습니다.
예측 기간 동안 이황화 몰리브덴(MoS2) 부문이 최대가 될 전망
이황화 몰리브덴(MoS2) 부문은 탁월한 전자 특성, 열 안정성 및 유연한 전자 제품의 통합 편의성으로 인해 예측 기간 동안 최대 시장 점유율을 차지할 것으로 예측됩니다. MoS2의 층상 구조와 조정 가능한 밴드 갭은 트랜지스터, 광 검출기 및 에너지 장치에 이상적입니다. 특히 북미와 아시아태평양의 연구개발 및 상업용도에 대한 수요가 높기 때문에 향후 5년간은 TMD 기반의 일렉트로닉스 및 광전자의 지배적인 재료 부문이 됩니다.
예측 기간 동안 분말 부문의 CAGR이 가장 높을 것으로 예상
예측 기간 동안 분말 부문이 가장 높은 성장률을 나타낼 것으로 예측됩니다. 이것은 다목적 가공 옵션과 라미네이트 성형 및 복합재료와의 호환성을 뒷받침합니다. 분말 TMD는 확장 가능한 코팅, 잉크 처방 및 솔루션 가공 기술을 용이하게 하며 유연한 전자 제품, 센서 및 에너지 저장 용도를 지원합니다. 하이브리드 장치, 나노복합재 및 기능성 잉크에 대한 시장의 매력은 산업 규모의 채용에 매력적이며 연구, 상업 전자 제품 및 첨단 재료 시장에서 높은 CAGR을 견인하고 있습니다.
예측 기간 동안 아시아태평양이 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예상되며, 이는 견조한 전자 제조, 반도체 제조 및 첨단 재료 연구를 촉진하는 정부의 이니셔티브에 기인합니다. 중국, 일본, 한국 등의 국가들은 플렉서블 일렉트로닉스, 옵토일렉트로닉스, 나노 테크놀로지의 채용으로 리드하고 있으며, TMD의 이용을 증가시키고 있습니다. 주요 원료 공급국의 존재, 연구개발 인프라의 성장, 왕성한 소비자용 전자기기 수요로 아시아태평양은 TMD 시장의 확대에 있어 지배적인 지역으로서의 지위를 더욱 견고하게 하고 있습니다.
예측기간 동안 북미는 반도체 연구, 방위전자, 하이테크 제조에 대한 투자가 증가함에 따라 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예측됩니다. 미국과 캐나다는 차세대 일렉트로닉스, 양자 디바이스, 광전자 기술 혁신에 주력하고 있으며 TMD 채용을 촉진하고 있습니다. 첨단 연구기관의 존재, 중요한 재료에 대한 정부의 지원, 세계적인 재료 제조업체와의 협력관계 증가가 급성장에 기여하고 있으며, 북미는 향후 5년간 2차원 TMD 용도의 고성장 시장으로 자리매김하고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global 2D Transition Metal Dichalcogenides (TMDs) Market is accounted for $1.8 billion in 2025 and is expected to reach $4.1 billion by 2032 growing at a CAGR of 12% during the forecast period. 2D transition metal dichalcogenides (TMDs) are a class of layered materials composed of transition metals (such as Mo, W) bonded with chalcogen atoms (S, Se, Te) in a two-dimensional structure. When thinned to a monolayer, TMDs exhibit unique electronic, optical, and mechanical properties, including direct bandgaps and high carrier mobility. These characteristics make them promising for applications in semiconductors, optoelectronics, energy storage, and flexible devices. Their tunable properties position TMDs as key materials for future nanotechnology and electronics.
According to research at MIT, 2D TMDs like molybdenum disulfide are enabling the development of transistors that are just three atoms thick, paving the way for post-silicon electronics.
High electronic and optical properties
The 2D Transition Metal Dichalcogenides (TMDs) market is primarily driven by their exceptional electronic and optical properties, which enable high-performance applications in semiconductors, photodetectors, and optoelectronic devices. Materials such as molybdenum disulfide (MoS2) and tungsten diselenide (WSe2) exhibit tunable bandgaps, high carrier mobility, and strong light-matter interactions, making them ideal for next-generation electronic components. These intrinsic properties allow miniaturization, flexibility, and integration into advanced devices, thereby fueling adoption across electronics, energy storage, and flexible display sectors globally.
Limited large-scale production methods
Large-scale production of 2D TMDs is constrained by the lack of industrially viable methods. Achieving uniform monolayer films with high purity and reproducibility is technologically challenging. Batch-to-batch variations, defects, and contamination can impact device performance, restricting adoption in commercial electronics and energy storage. Until cost-effective, scalable synthesis techniques are developed, market growth may be restricted, with adoption primarily concentrated in research labs, high-end semiconductor fabrication, and specialized optoelectronic applications.
Applications in next-gen semiconductors
2D TMDs present significant opportunities in next-generation semiconductor technologies. Their tunable electronic properties and atomically thin structure enable ultra-low-power transistors, high-speed logic devices, and quantum computing components. Companies are exploring heterostructures combining TMDs with other 2D materials to achieve superior performance. As the semiconductor industry faces scaling limitations with silicon, TMDs offer an alternative path, unlocking growth potential across consumer electronics, AI hardware, and high-performance computing markets over the next five years.
Competition from graphene and 2D materials
TMDs face competitive pressures from graphene, black phosphorus, and other emerging 2D materials with unique properties. Graphene offers higher conductivity and mechanical strength, making it preferable for certain electronic and energy applications. This competition may limit TMD adoption in high-volume markets unless material performance, cost, and integration strategies improve. Companies must differentiate through property optimization, hybrid material development, and application-specific solutions to maintain relevance and capture market share amidst growing alternatives.
The Covid-19 pandemic temporarily disrupted the 2D TMDs supply chain, impacting precursor availability, manufacturing operations, and R&D activities. Electronics and semiconductor industries experienced delays in production and commercialization, which affected TMD adoption. However, post-pandemic recovery has accelerated demand for advanced materials in flexible electronics, optoelectronics, and energy storage, highlighting TMDs' strategic importance. The pandemic underscored supply chain vulnerabilities while simultaneously emphasizing the need for resilient production processes and local sourcing strategies for high-performance materials like TMDs.
The molybdenum disulfide (MoS2) segment is expected to be the largest during the forecast period
The molybdenum disulfide (MoS2) segment is expected to account for the largest market share during the forecast period due to its superior electronic properties, thermal stability, and ease of integration in flexible electronics. MoS2's layered structure and tunable bandgap make it ideal for transistors, photodetectors, and energy devices. Its high demand in R&D and commercial applications, particularly in North America and Asia Pacific, positions it as the dominant material segment in TMD-based electronics and optoelectronics over the next five years.
The powder segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Over the forecast period, the powder segment is predicted to witness the highest growth rate, propelled by its versatile processing options and compatibility with additive manufacturing and composite materials. Powdered TMDs facilitate scalable coating, ink formulations, and solution-processing techniques, supporting flexible electronics, sensors, and energy storage applications. Their adaptability for hybrid devices, nanocomposites, and functional inks makes them attractive for industrial-scale adoption, driving high CAGR in research, commercial electronics, and advanced materials markets.
During the forecast period, the Asia Pacific region is expected to hold the largest market share, attributed to robust electronics manufacturing, semiconductor fabrication, and government initiatives promoting advanced materials research. Countries like China, Japan, and South Korea lead in flexible electronics, optoelectronics, and nanotechnology adoption, increasing TMD utilization. The presence of major raw material suppliers, growing R&D infrastructure, and strong consumer electronics demand further solidify Asia Pacific as the dominant region for TMD market expansion globally.
Over the forecast period, the North America region is anticipated to exhibit the highest CAGR associated with increasing investments in semiconductor research, defense electronics, and high-tech manufacturing. The U.S. and Canada are focusing on next-generation electronics, quantum devices, and optoelectronic innovations, driving TMD adoption. Presence of advanced research institutions, government support for critical materials, and rising collaborations with global material manufacturers contribute to rapid growth, positioning North America as a high-growth market for 2D TMD applications over the next five years.
Key players in the market
Some of the key players in 2D Transition Metal Dichalcogenides (TMDs) Market include 2D Semiconductors Inc., HQ Graphene, Graphene Supermarket, SixCarbon Technology, ACS Material LLC, Nanografi Nano Technology, American Elements, NanoIntegris Technologies, Strem Chemicals Inc., 2D Materials Pte Ltd., Graphene Laboratories Inc., Nanochemazone, Goodfellow Corporation, Cheaptubes Inc., Sigma-Aldrich, Sixonia Tech GmbH, Smart-elements GmbH, and NanoXplore Inc.
In Sep 2025, HQ Graphene announced the commercial launch of its large-scale, roll-to-roll (R2R) production process for monolayer molybdenum disulfide (MoS2) films, significantly reducing costs for next-generation flexible electronics manufacturers.
In Aug 2025, ACS Material LLC introduced a new high-purity, single-crystal tungsten diselenide (WSe2) product line, specifically engineered for advanced optoelectronic research and the development of high-efficiency photodetectors.
In July 2025, 2D Semiconductors Inc. launched its proprietary 'TMD-Alloy' series, a new class of alloyed TMDs (e.g., MoS2(1-x)Se2x) that allows for precise bandgap tuning, enabling customized performance for specific semiconductor applications.