그래핀 양자점 시장 - 세계 산업 규모, 점유율, 동향, 기회, 예측 : 원료별, 색 유형별, 용도별, 산업별, 지역별 및 경쟁 상황(2021-2031년)
Graphene Quantum Dots Market - Global Industry Size, Share, Trends, Opportunity, and Forecast, Segmented By Raw Material, By Color Type, By Application, By Industry, By Region & Competition, 2021-2031F
상품코드 : 1914705
리서치사 : TechSci Research
발행일 : 2026년 01월
페이지 정보 : 영문 188 Pages
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한글목차

세계의 그래핀 양자점 시장은 2025년 63억 7,000만 달러에서 2031년까지 176억 2,000만 달러로 크게 확대되어 CAGR 18.48%로 성장할 것으로 예측됩니다.

일반적으로 100나노미터 이하의 크기를 갖는 이러한 0차원 나노구조체는 양자 포획 효과와 에지 효과에 기인하는 독특한 광발광 특성으로 인해 높은 평가를 받고 있습니다. 시장 성장의 주요 원동력은 의료 분야의 생체적합성 조영제에 대한 수요입니다. 이러한 재료는 기존의 중금속 양자점을 대체할 수 있는 무독성 대안을 제공합니다. 또한, 에너지 변환 효율과 발광 효율을 향상시키기 위해 태양광발전 시스템 및 발광 다이오드에 이러한 도트를 통합하는 것은 광범위한 기술 변화와는 다른 산업 도입의 강력한 촉진제가 되고 있습니다.

시장 개요
예측 기간 2027-2031년
시장 규모 : 2025년 63억 7,000만 달러
시장 규모 : 2031년 176억 2,000만 달러
CAGR : 2026-2031년 18.48%
가장 빠르게 성장하는 부문 탄소나노튜브
최대 시장 북미

그러나 시장 확대의 주요 장벽은 일관된 크기 분포를 가진 고품질 나노입자를 생산할 수 있는 확장성과 표준성을 갖춘 합성 기술 개발이 어렵다는 점입니다. 이러한 제조상의 병목현상으로 인해 실험실 시제품 단계에서 상업 생산으로 전환하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 이러한 문제에도 불구하고, 이 소재의 안전성 프로파일은 여전히 중요한 강점입니다. Graphene Flagship에 따르면, 2024년에 실시된 안전성 검토에서 약 500편의 과학 논문을 대상으로 조사한 결과, 그래핀 소재에 심각한 급성 세포 손상 효과가 발견되지 않았다고 합니다. 이 발견은 생산상의 문제가 여전히 존재하지만, 이러한 재료가 생물의학 분야에 적용될 수 있다는 것을 입증하는 매우 중요한 연구 결과입니다.

시장 촉진요인

세계 그래핀 양자점 시장은 표적 약물전달 및 바이오 이미징 응용 분야에서의 채택 확대로 인해 근본적인 변화를 겪고 있습니다. 이러한 나노물질은 우수한 생체적합성과 형광 특성으로 인해 기존의 중금속 양자점을 대체하고 있습니다. 이는 정밀한 의료 진단과 비침습적 암 치료에 필수적인 특성입니다. 이러한 전환은 종양학 분야에서 그 효과를 입증하는 최근의 과학적 진보에 힘입어 더욱 가속화되고 있습니다. 예를 들어, 중국과학원은 2024년 2월, 이 점들을 기반으로 한 새로운 정맥 주사가 77.71%의 종양 억제율을 달성했다고 보고하여 제약 분야에서 이 물질의 막대한 상업적, 치료적 잠재력을 강조하였습니다.

동시에, 광전자 공학 및 차세대 디스플레이 분야가 지속적으로 확대되면서 고품질 양자점에 대한 산업 수요를 주도하고 있습니다. 각 제조사들은 소비자 전자제품의 에너지 효율과 밝기를 향상시키기 위해 이러한 소재를 반도체 플랫폼에 적극적으로 통합하고 있습니다. 이러한 기술의 기술적 스케일업을 지원하기 위해 표준화 및 파일럿 생산을 위한 많은 투자가 이루어지고 있습니다. Graphene Flagship의 2024년 6월 연례 보고서에 따르면, 광학과 전자공학의 통합을 위한 제조 공정을 개선하기 위해 2차원 실험 파일럿 라인에 2,000만 유로를 배정했습니다. 이러한 산업 규모의 확대는 대규모 업스트림 공정의 생산능력에 의해 뒷받침되고 있습니다. 그래핀위원회는 2024년 6월, 현재 중국이 전 세계 그래핀 생산량의 약 70%를 차지하고 있으며, 성장하는 생태계를 위한 견고한 원료 공급망을 확보하고 있다고 지적했습니다.

시장의 과제

세계 그래핀 양자점 시장에서 중요한 장벽은 고품질 나노입자를 생산하기 위한 확장 가능하고 표준화된 합성 방법의 확립이 어렵다는 점입니다. 이러한 생산상의 병목현상으로 인해 그래핀 양자점의 크기 분포에 편차가 발생하여 광발광 특성 및 양자 포획 효과에 직접적인 영향을 미칩니다. 그 결과, 제조업체는 배치 간 반복성을 보장하기 위해 고군분투하고 있으며, 이는 생체의학 이미징 및 광전자와 같이 정밀도를 중시하는 분야에서는 엄격한 요구 사항입니다. 표준화 된 사양이 없기 때문에 산업 최종사용자는 검증 비용과 통합 위험이 높아 기존 재료를 대체하는 것을 주저하고, 그 결과 재료가 틈새 연구 용도로만 제한되고 대중 시장 제품에 채택되지 않아 시장 수익이 사실상 억제됩니다.

원자재 공급량과 정밀 제조 능력 사이의 격차가 얼마나 큰지는 최근 업계 통계에서 잘 드러나고 있습니다. 그래핀위원회에 따르면, 2024년 세계 그래핀 생산능력은 연간 2만 3,000톤을 넘어섰습니다. 이 엄청난 공급량에도 불구하고 시장이 이를 충분히 활용하지 못하는 이유는 이 원료를 균일한 양자점으로 변환하는 데 필요한 특정 고정밀 가공이 여전히 비효율적이기 때문입니다. 이러한 불균형은 확장성 문제가 풍부한 원료를 시장에 출시할 수 있는 고부가가치 양자점 제품으로 전환하는 과정을 직접적으로 방해하고 있음을 보여줍니다.

시장 동향

바이오매스 전구체를 이용한 친환경 합성으로의 전환은 제조업체들이 기존 화학 원료를 대체할 수 있는 지속가능하고 비용 효율적인 대안을 찾고 있는 가운데 중요한 트렌드로 부상하고 있습니다. 이 전환은 농업 잔재물 등 재생 가능한 폐기물 소재를 활용하여 고순도 나노소재를 생산하는 데 초점을 맞추고 있으며, 환경 문제 대응과 유해 전구체 의존도 감소를 실현합니다. MDPI지 2024년 9월호에 따르면, 연구진은 마이크로파 보조법을 이용해 바이오매스 폐기물에서 입자 크기 1-2nm의 협대역 그래핀 양자점을 합성하는 데 성공했으며, 환경 친화적인 방법으로도 상업적 응용에 필요한 높은 정밀도를 달성할 수 있음을 입증했습니다.

동시에, 기계적 응력에도 성능을 유지하는 부품에 대한 수요가 증가함에 따라 이러한 재료를 유연하고 웨어러블한 광전자 장치에 통합하는 움직임이 가속화되고 있습니다. 경질 실리콘 기반 부품과 달리 그래핀 양자점은 뛰어난 기계적 유연성과 조정 가능한 광학 특성을 가지고 있어 차세대 플렉서블 센서 및 전원 공급 장치에 이상적입니다. 2024년 1월 한국탄소학회는 『Carbon Letters』지에 플렉서블 태양전지 층에 통합된 양자점이 1,000 사이클 후 88%의 굽힘 안정성을 달성하여 웨어러블 전자기기 시장에 필요한 내구성 및 경량화 구조를 지원할 수 있는 가능성을 입증하였다고 보고하였습니다.

목차

제1장 개요

제2장 조사 방법

제3장 주요 요약

제4장 고객의 소리

제5장 세계의 그래핀 양자점 시장 전망

제6장 북미의 그래핀 양자점 시장 전망

제7장 유럽의 그래핀 양자점 시장 전망

제8장 아시아태평양의 그래핀 양자점 시장 전망

제9장 중동 및 아프리카의 그래핀 양자점 시장 전망

제10장 남미의 그래핀 양자점 시장 전망

제11장 시장 역학

제12장 시장 동향과 발전

제13장 세계의 그래핀 양자점 시장 : SWOT 분석

제14장 Porter's Five Forces 분석

제15장 경쟁 구도

제16장 전략적 제안

제17장 조사 회사 소개 및 면책사항

KSM
영문 목차

영문목차

The Global Graphene Quantum Dots Market is projected to expand significantly, growing from USD 6.37 Billion in 2025 to USD 17.62 Billion by 2031, reflecting a CAGR of 18.48%. These zero-dimensional nanostructures, generally measuring less than 100 nanometers, are valued for their unique photoluminescence derived from quantum confinement and edge effects. Market growth is primarily fueled by the medical sector's need for biocompatible imaging agents, where these materials offer a non-toxic substitute for traditional heavy-metal quantum dots. Additionally, the incorporation of these dots into photovoltaic systems and light-emitting diodes to improve energy conversion and luminance efficiency acts as a strong driver for industrial adoption, distinct from wider technological shifts.

Market Overview
Forecast Period2027-2031
Market Size 2025USD 6.37 Billion
Market Size 2031USD 17.62 Billion
CAGR 2026-203118.48%
Fastest Growing SegmentCarbon Nanotubes
Largest MarketNorth America

However, a major obstacle to broad market growth is the difficulty in developing scalable, standardized synthesis techniques that produce high-quality nanoparticles with consistent size distributions. This manufacturing bottleneck makes the transition from laboratory prototypes to commercial production challenging. Despite these hurdles, the material's safety profile remains a key asset; according to the Graphene Flagship, a 2024 safety review covering nearly 500 scientific publications found no severe acute cell-damaging effects in graphene-based materials. This finding is crucial as it confirms the viability of these materials for biomedical applications, even as production challenges persist.

Market Driver

The Global Graphene Quantum Dots Market is being fundamentally reshaped by increasing adoption in targeted drug delivery and bio-imaging applications. These nanomaterials are becoming preferred over conventional heavy-metal quantum dots due to their superior biocompatibility and fluorescence capabilities, which are essential for precise medical diagnostics and non-invasive cancer treatments. This shift is strongly supported by recent scientific advances proving their efficacy in oncology; for instance, the Chinese Academy of Sciences reported in February 2024 that a novel intravenous injection based on these dots achieved a tumor inhibition rate of 77.71%, underscoring the vast commercial and therapeutic potential for these materials within the pharmaceutical sector.

Simultaneously, the expanding optoelectronics and next-generation display sectors are driving industrial demand for high-quality quantum dots. Manufacturers are aggressively integrating these materials into semiconductor platforms to enhance energy efficiency and luminance in consumer electronics. To support the technical upscaling of these technologies, significant investment is being directed toward standardization and pilot production. According to the Graphene Flagship's June 2024 Annual Report, €20 million was allocated to the 2D Experimental Pilot Line to refine production processes for photonics and electronics integration. This industrial scaling is underpinned by massive upstream capacity; The Graphene Council noted in June 2024 that China now accounts for approximately 70% of global graphene production, ensuring a robust feedstock supply chain for the growing ecosystem.

Market Challenge

A critical impediment to the Global Graphene Quantum Dots Market is the difficulty in establishing scalable, standardized synthesis methods for high-quality nanoparticles. This production bottleneck leads to graphene quantum dots with inconsistent size distributions, which directly alters their photoluminescent properties and quantum confinement effects. Consequently, manufacturers struggle to ensure batch-to-batch reproducibility, a strict requirement for precision-driven sectors like biomedical imaging and optoelectronics. Without standardized specifications, industrial end-users face higher validation costs and integration risks, causing hesitation in replacing established materials and effectively capping market revenue by restricting the material to niche research applications rather than mass-market products.

The magnitude of the gap between raw material availability and precision manufacturing capability is highlighted by recent industry figures. According to The Graphene Council, global graphene production capacity exceeded 23,000 metric tons annually in 2024. Despite this substantial volume of bulk supply, the market fails to fully leverage it because the specific, high-precision processing required to convert this raw material into uniform quantum dots remains inefficient. This disparity demonstrates how the scalability challenge directly throttles the translation of abundant raw inputs into high-value, market-ready quantum dot products.

Market Trends

The transition toward green synthesis using biomass precursors is emerging as a vital trend as manufacturers seek sustainable, cost-effective alternatives to traditional chemical feedstocks. This shift focuses on utilizing renewable waste materials, such as agricultural residues, to produce high-purity nanomaterials, thereby addressing environmental concerns and reducing dependency on toxic precursors. According to MDPI, in a September 2024 study, researchers successfully synthesized graphene quantum dots with narrow particle sizes of 1-2 nm from biomass waste using a microwave-assisted method, demonstrating that eco-friendly protocols can achieve the high precision required for commercial applications.

Concurrently, the integration of these materials into flexible and wearable optoelectronic devices is gaining momentum, driven by the sector's need for components that maintain performance under mechanical strain. Unlike rigid silicon-based parts, graphene quantum dots offer exceptional mechanical flexibility and tunable optical properties, making them ideal for next-generation pliable sensors and power sources. In January 2024, the Korean Carbon Society reported in 'Carbon Letters' that quantum dots integrated into flexible solar cell layers achieved bending stabilities of 88% after 1,000 cycles, validating their potential to support the durable, lightweight architectures required for the wearable electronics market.

Key Market Players

Report Scope

In this report, the Global Graphene Quantum Dots Market has been segmented into the following categories, in addition to the industry trends which have also been detailed below:

Graphene Quantum Dots Market, By Raw Material

Graphene Quantum Dots Market, By Color Type

Graphene Quantum Dots Market, By Application

Graphene Quantum Dots Market, By Industry

Graphene Quantum Dots Market, By Region

Competitive Landscape

Company Profiles: Detailed analysis of the major companies present in the Global Graphene Quantum Dots Market.

Available Customizations:

Global Graphene Quantum Dots Market report with the given market data, TechSci Research offers customizations according to a company's specific needs. The following customization options are available for the report:

Company Information

Table of Contents

1. Product Overview

2. Research Methodology

3. Executive Summary

4. Voice of Customer

5. Global Graphene Quantum Dots Market Outlook

6. North America Graphene Quantum Dots Market Outlook

7. Europe Graphene Quantum Dots Market Outlook

8. Asia Pacific Graphene Quantum Dots Market Outlook

9. Middle East & Africa Graphene Quantum Dots Market Outlook

10. South America Graphene Quantum Dots Market Outlook

11. Market Dynamics

12. Market Trends & Developments

13. Global Graphene Quantum Dots Market: SWOT Analysis

14. Porter's Five Forces Analysis

15. Competitive Landscape

16. Strategic Recommendations

17. About Us & Disclaimer

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