Stratistics MRC의 조사에 따르면 세계의 포스트 CMOS 컴퓨팅 하드웨어 시장은 2025년에 1,605억 달러 규모에 달하며, 예측 기간 중 CAGR 7%로 성장하며, 2032년에는 2,577억 달러에 달할 것으로 전망되고 있습니다.
포스트 CMOS 컴퓨팅 하드웨어는 기존의 실리콘 트랜지스터 아키텍처를 뛰어넘는 새로운 유형의 장치입니다. 양자, 뉴로모픽, 스핀트로닉스 원리를 활용하여 속도, 효율성, 병렬 처리에서 비약적인 개선을 이룰 수 있습니다. 새로운 계산 패러다임을 가능하게 함으로써 무어의 법칙의 한계를 해결합니다. 응용 분야에는 AI 가속, 암호화 기술, 과학 시뮬레이션 등이 있습니다. 포스트 CMOS 기술은 하드웨어 기반을 재정의함으로써 기존 반도체 플랫폼을 넘어 연산 능력, 에너지 효율, 문제 해결 능력의 비약적인 향상으로 가는 길을 열어줍니다.
Wipro의 미국 반도체 조사에 따르면 기업은 AI의 변화 속에서 업무 현대화를 추진하고 있으며, CMOS를 넘어 새로운 하드웨어 경로에 초점을 맞추고 컴퓨팅 스케일링의 한계에 대응하고 있다고 합니다. 이는 포스트 CMOS 연구개발 및 파일럿 도입에 대한 투자 의욕으로 이어지고 있습니다.
기존 반도체 스케일링의 한계
무어의 법칙의 감속과 실리콘 트랜지스터의 물리적 한계로 인해 포스트 CMOS 하드웨어의 필요성이 높아지고 있습니다. 미세화가 원자 수준의 한계에 도달함에 따라 기존의 스케일링을 통한 성능 향상의 여지가 줄어들고 있습니다. 이러한 제약으로 인해 양자 컴퓨팅, 뉴로모픽 컴퓨팅, 스핀트로닉스 시스템과 같은 대체 컴퓨팅 패러다임에 대한 탐구가 가속화되고 있습니다. AI, 암호화 기술, 고급 시뮬레이션 등 고성능 컴퓨팅에 의존하는 산업은 CMOS를 넘어서는 혁신을 추진하고 있습니다. 기존 반도체가 미래 수요를 충족시킬 수 없습니다는 점이 컴퓨팅 하드웨어의 혁신을 재구성하는 주요 요인이 되고 있습니다.
낮은 기술 성숙도
연구 추진력이 강함에도 불구하고 기술 성숙도가 낮다는 점이 여전히 제약으로 작용하고 있습니다. 많은 포스트 CMOS 플랫폼은 확장성이 제한적이고 신뢰성이 불확실한 실험실 프로토타입 단계에 머물러 있습니다. 양자 프로세서, 뉴로모픽 칩, 스핀트로닉스 디바이스는 제조, 오류 수정, 기존 인프라와의 통합에 대한 문제에 직면해 있습니다. 상용화를 위해서는 기술적 병목현상을 극복하고 대규모 시스템 전체에서 안정적인 성능을 달성해야 합니다. 이러한 기술 성숙도 부족은 보급을 지연시키고 기업의 투자 판단을 어렵게 만들고 있습니다. 이러한 기술의 미성숙은 광범위한 상용화와 시장 확대의 걸림돌로 작용하고 있습니다.
양자 및 뉴로모픽 컴퓨팅 연구
양자 및 뉴로모픽 컴퓨팅 연구는 변화를 가져올 수 있는 기회를 제공합니다. 양자 시스템은 암호화 기술, 최적화, 분자 모델링에서 기하급수적인 속도 향상을 약속하며, 뉴로모픽 아키텍처는 뇌와 같은 처리를 모방하여 에너지 효율적인 AI를 실현합니다. 정부, 대학, 민간 기업의 세계 투자가 알고리즘, 하드웨어 설계, 오류 감소 기술에서 획기적인 발전을 가속화하고 있습니다. 이러한 연구 구상은 금융, 의료, 국방 분야에서의 파괴적 응용을 위한 토대를 마련하고 있습니다. 이러한 진보를 활용하는 기업은 경쟁 우위를 확보하고 차세대 컴퓨팅 혁신의 최전선에 서게 될 것입니다.
불투명한 상용화 일정
상용화 시점에 대한 불확실성은 시장 성장에 위협이 될 수 있습니다. 연구 진척이 빠른 반면, 프로토타입을 확장 가능하고 비용 효율적인 제품으로 전환하는 것은 여전히 예측하기 어렵습니다. 실용적인 오류 수정의 실현, 안정적인 아키텍처의 확립, 저렴한 가격의 제조 지연으로 인해 투자자와 최종사용자가 주저하고 있습니다. 경쟁 기술이 더 빨리 성숙하고, 관심과 자금이 분산될 수 있습니다. 이러한 예측 불가능성은 장기 계획에 대한 신뢰를 떨어뜨리고, 상용화 전략을 위험하게 만듭니다. 명확한 로드맵이 없다면, 포스트 CMOS 하드웨어는 광범위한 채택을 보장하는 데 어려움을 겪을 수 있으며, 강력한 과학적 및 산업적 관심에도 불구하고 모멘텀이 둔화될 수 있습니다.
COVID-19는 공급망에 혼란을 가져왔고, 하드웨어 개발을 지연시켰으며, 포스트 CMOS 컴퓨팅 프로젝트의 진전을 둔화시켰습니다. 연구소의 폐쇄와 공동연구의 제한은 시제품 제작과 테스트를 방해했습니다. 하지만, 팬데믹은 의료 모델링, 물류 최적화, 디지털 인프라의 내결함성 등 첨단 컴퓨팅 수요를 가속화했습니다. 원격 연구 협력과 클라우드 기반 시뮬레이션은 이러한 기세를 유지하는 데 기여했습니다. 팬데믹 이후 회복기에 혁신을 지원하기 위한 새로운 자금 조달과 전략적 구상이 도입되면서 획기적인 컴퓨팅 기술의 중요성이 재조명되고 있습니다. 이 위기는 기존 시스템의 취약점을 부각시켜 포스트 CMOS 하드웨어 도입의 필요성을 더욱 확고히 하고 있습니다.
양자 컴퓨팅 하드웨어 부문은 예측 기간 중 가장 큰 시장 규모를 차지할 것으로 예측됩니다.
양자 컴퓨팅 하드웨어 부문은 예측 기간 중 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예측됩니다. 고전적 컴퓨팅 능력을 넘어선 복잡한 문제 해결 가능성은 제약, 금융, 사이버 보안 등의 산업에서 필수 불가결한 존재가 되고 있습니다. 초전도 양자비트, 트랩드 이온, 포토닉 시스템의 발전이 상용화 노력을 촉진하고 있습니다. 기술 기업 및 연구 기관과의 전략적 제휴를 통해 확장 가능한 양자 컴퓨터 구현을 위한 진전이 가속화되고 있습니다. 전 세계적인 투자 증가와 파일럿 도입 확대는 양자 하드웨어의 선도적 입지를 강화하고 포스트 CMOS 컴퓨팅의 성장을 지원하는 가장 큰 부문으로 자리매김하고 있습니다.
예측 기간 중 처리 장치 부문은 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예측됩니다.
예측 기간 중 프로세싱 유닛 부문은 차세대 아키텍처 구현의 핵심적인 역할을 담당하고 있으며, 가장 높은 성장률을 보일 것으로 예측됩니다. 양자 연산, 뉴로모픽 처리, 스핀트로닉스 기능을 위해 설계된 전용 유닛은 산업계가 특화된 성능을 요구하는 가운데 주목받고 있습니다. 병렬 처리, 저전력 설계, 적응형 아키텍처의 혁신이 성장을 촉진하고 있습니다. 워크로드가 다양해짐에 따라 이러한 유닛은 새로운 용도를 위한 컴퓨팅 기반을 제공합니다. 그 확장성과 효율성으로 가장 빠르게 성장하는 분야로 자리매김하고 있으며, 첨단 컴퓨팅 솔루션을 필요로 하는 다양한 분야에서 도입을 추진하고 있습니다.
예측 기간 중 아시아태평양은 가장 큰 시장 점유율을 유지할 것으로 예측됩니다. 이는 강력한 반도체 제조거점, 정부 자금, 그리고 빠른 산업 도입에 기인합니다. 중국, 일본, 한국 등의 국가들은 양자 연구, 뉴로모픽 프로토타입, 첨단 제조 시설에 많은 투자를 하고 있습니다. 지역 공급망의 강점과 비용 경쟁력 있는 생산으로 인해 도입이 더욱 가속화되고 있습니다. 통신, AI, 국방 분야에서의 응용 확대가 수요를 강화하고 있습니다. 아시아태평양의 규모, 혁신 역량, 정책적 지원은 포스트 CMOS 컴퓨팅 하드웨어 상용화의 주요 거점으로 자리매김하고 있습니다.
예측 기간 중 북미는 첨단인 R&D 생태계, 강력한 벤처 캐피탈 자금, 차세대 컴퓨팅을 지원하는 정부 구상에 힘입어 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예측됩니다. 미국은 양자 하드웨어, 뉴로모픽 칩, 스핀트로닉스 연구에 대한 대규모 투자를 주도하고 있으며, 대학, 스타트업, 기술 대기업 간의 협력으로 이를 지원하고 있습니다. 항공우주, 국방, 의료 분야 수요가 보급을 가속화하고 있으며, 연방 정부 프로그램이 혁신 파이프라인을 강화하고 있습니다. 북미는 상용화 전략과 최첨단 혁신에 중점을 두어 포스트 CMOS 컴퓨팅 하드웨어 분야에서 가장 빠르게 성장하는 지역으로 자리매김하고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global Post-CMOS Computing Hardware Market is accounted for $160.5 billion in 2025 and is expected to reach $257.7 billion by 2032 growing at a CAGR of 7% during the forecast period. Post-CMOS Computing Hardware is the emerging class of devices that transcend traditional silicon transistor architectures. Leveraging quantum, neuromorphic, or spintronic principles, these systems deliver exponential improvements in speed, efficiency, and parallelism. They address limitations of Moore's Law by enabling new computational paradigms. Applications include AI acceleration, cryptography, and scientific simulations. By redefining hardware foundations, post-CMOS technologies pave the way for breakthroughs in computing power, energy efficiency, and problem-solving capabilities beyond conventional semiconductor platforms.
According to Wipro's US Semiconductor survey, firms are modernizing operations amid AI disruption, focusing on novel hardware pathways beyond CMOS to meet compute scaling limits linking investment sentiment to post-CMOS R&D and pilot deployments.
Limitations of traditional semiconductor scaling
The slowdown of Moore's Law and physical limits of silicon transistors are driving the need for post-CMOS hardware. As miniaturization reaches atomic boundaries, performance gains from conventional scaling diminish. This limitation has accelerated exploration of alternative computing paradigms such as quantum, neuromorphic, and spintronic systems. Industries dependent on high-performance computing, including AI, cryptography, and advanced simulations, are pushing for breakthroughs beyond CMOS. The inability of traditional semiconductors to meet future demands is a key driver reshaping computing hardware innovation.
Low technology readiness levels
Despite strong research momentum, low technology readiness levels remain a restraint. Many post-CMOS platforms are still confined to laboratory prototypes, with limited scalability and uncertain reliability. Quantum processors, neuromorphic chips, and spintronic devices face challenges in fabrication, error correction, and integration with existing infrastructure. Commercial deployment requires overcoming engineering bottlenecks and achieving consistent performance across larger systems. These readiness gaps slow adoption, making it difficult for enterprises to justify investment. The immaturity of these technologies continues to hinder widespread commercialization and market expansion.
Quantum and neuromorphic computing research
Quantum and neuromorphic computing research presents a transformative opportunity. Quantum systems promise exponential speed-ups for cryptography, optimization, and molecular modeling, while neuromorphic architectures mimic brain-like processing for energy-efficient AI. Global investments from governments, universities, and private firms are accelerating breakthroughs in algorithms, hardware design, and error mitigation. These research initiatives are laying the foundation for disruptive applications across finance, healthcare, and defense. Companies that capitalize on these advancements will gain competitive advantage, positioning themselves at the forefront of next-generation computing innovation.
Uncertain commercial adoption timelines
Uncertainty around commercial adoption timelines poses a threat to market growth. While research progress is rapid, translating prototypes into scalable, cost-effective products remains unpredictable. Delays in achieving practical error correction, stable architectures, and affordable manufacturing create hesitation among investors and end-users. Competing technologies may mature faster, diverting attention and funding. This unpredictability undermines confidence in long-term planning, making commercialization strategies risky. Without clear roadmaps, post-CMOS hardware faces challenges in securing widespread adoption, slowing momentum despite strong scientific and industrial interest.
COVID-19 disrupted supply chains and delayed hardware development, slowing progress in post-CMOS computing projects. Laboratory closures and restricted collaboration hindered prototyping and testing. However, the pandemic also accelerated demand for advanced computing in healthcare modeling, logistics optimization, and digital infrastructure resilience. Remote research collaborations and cloud-based simulations helped sustain momentum. Post-pandemic recovery has reinforced the importance of breakthrough computing technologies, with renewed funding and strategic initiatives supporting innovation. The crisis highlighted vulnerabilities in traditional systems, strengthening the case for post-CMOS hardware adoption.
The quantum computing hardware segment is expected to be the largest during the forecast period
The quantum computing hardware segment is expected to account for the largest market share during the forecast period. Its potential to solve complex problems beyond classical computing capabilities makes it indispensable for industries such as pharmaceuticals, finance, and cybersecurity. Advancements in superconducting qubits, trapped ions, and photonic systems are driving commercialization efforts. Strategic partnerships between technology firms and research institutions are accelerating progress toward scalable quantum machines. Rising global investment and pilot deployments reinforce quantum hardware's leadership, ensuring it remains the largest segment anchoring growth in post-CMOS computing.
The processing units segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Over the forecast period, the processing units segment is predicted to witness the highest growth rate, propelled by their central role in enabling next-generation architectures. Specialized units designed for quantum operations, neuromorphic tasks, or spintronic functions are gaining traction as industries demand tailored performance. Growth is reinforced by innovations in parallel processing, low-power design, and adaptive architectures. As workloads diversify, these units provide the computational backbone for emerging applications. Their scalability and efficiency position them as the fastest-growing segment, driving adoption across diverse sectors seeking advanced computing solutions.
During the forecast period, the Asia Pacific region is expected to hold the largest market share, attributed to strong semiconductor manufacturing bases, government funding, and rapid industrial adoption. Countries such as China, Japan, and South Korea are investing heavily in quantum research, neuromorphic prototypes, and advanced fabrication facilities. Regional supply chain strength and cost-competitive production further accelerate deployment. Expanding applications in telecommunications, AI, and defense reinforce demand. Asia Pacific's scale, innovation capacity, and policy support position it as the dominant hub for post-CMOS computing hardware commercialization.
Over the forecast period, the North America region is anticipated to exhibit the highest CAGR driven by advanced R&D ecosystems, strong venture capital funding, and government initiatives supporting next-gen computing. The U.S. leads with major investments in quantum hardware, neuromorphic chips, and spintronic research, supported by collaborations between universities, startups, and tech giants. Demand from aerospace, defense, and healthcare accelerates adoption, while federal programs reinforce innovation pipelines. North America's emphasis on commercialization strategies and cutting-edge breakthroughs positions it as the fastest-growing region for post-CMOS computing hardware.
Key players in the market
Some of the key players in Post-CMOS Computing Hardware Market include Intel Corporation, IBM Corporation, Samsung Electronics Co., Ltd., TSMC, GlobalFoundries Inc., NVIDIA Corporation, Advanced Micro Devices, Inc., Qualcomm Incorporated, Applied Materials, Inc., ASML Holding N.V., Lam Research Corporation, Tokyo Electron Limited, Micron Technology, Inc., SK hynix Inc., Infineon Technologies AG, NXP Semiconductors, Analog Devices, Inc. and Texas Instruments Incorporated.
In December 2025, Intel Corporation unveiled its neuromorphic computing prototypes, leveraging spiking neural networks to surpass CMOS limitations, enabling energy-efficient AI acceleration for edge and data center applications.
In November 2025, IBM Corporation introduced quantum-inspired post-CMOS architectures, integrating in-memory computing to reduce latency and energy consumption in enterprise AI workloads.
In October 2025, Samsung Electronics Co., Ltd. launched next-gen resistive RAM (ReRAM) modules, engineered for post-CMOS computing, supporting high-density storage and ultra-fast data access in AI systems.