AI 신약 개발 시장 전망 엇갈려: 2031년 175.6억 달러 vs 22.9억 달러

AI 신약 개발 시장은 MarketsandMarkets 분석에 따르면 2026년 50.9억 달러에서 2031년 175.6억 달러에 도달할 것으로 전망되며, 연평균 성장률(CAGR)은 28.1%이다. 별도의 연구 보고서는 글로벌 시장이 2025년 11.3억 달러에서 2031년 22.9억 달러로 확장될 것으로 전망하며, 연평균 성장률은 12.49%이다. 두 분석 모두 신약 개발 가속화, R&D 비용 절감, 점점 더 복잡해지는 생물학적 데이터 관리의 필요성이 시장을 견인하고 있다고 설명한다.

시장은 분산되고 단계별로 특화된 애플리케이션에서 생물학적 데이터, 계산 화학, 실험 검증을 하나의 워크플로우로 연결하는 통합 발견 생태계로 전환되고 있다. 2025년 북미는 AI 신약 개발 시장의 44.9% 점유율을 차지했고, 종양학 부문이 38.6%로 가장 큰 점유율을 기록했다. 배포 모델별로는 클라우드 기반 부문이 예측 기간 동안 28.7%의 CAGR을 보일 것으로 전망된다. 사용 사례별로는 2025년 생성형 AI, 딥러닝, 파운데이션 모델의 채택에 힘입어 신약 설계(de novo drug design) 부문이 가장 큰 시장 점유율을 차지했다.

가속화된 연구 사례가 채택을 촉진하고 있다. Pfizer는 AI를 사용해 수백만 개의 화합물을 스캔하고 30일 만에 실행 가능한 약물 후보물질을 식별했으며, Merck와 Nvidia가 개발한 소분자 AI 모델인 KERMT는 1,100만 개 이상의 분자로 학습되었다. Benchling의 2026 Biotech AI Report에 따르면, 2025년에 AI를 적극적으로 활용한 생명공학 기업의 절반이 표적 도달 시간(time-to-target)이 단축된 것으로 나타났다. 2026년 2월의 또 다른 추정치는 이 부문의 가치가 2025년 약 50억~70억 달러에서 2026년 80억~100억 달러에 이를 것으로 내다봤다.

주요 제약 요인은 생명과학 전문성을 갖춘 AI 인재 부족이다. 2025년 Pistoia Alliance 설문조사에 따르면 생명과학 R&D 그룹의 34%가 AI 구현의 주요 장애물로 인재 부족을 꼽았으며, 이는 전년도 23%에서 증가한 수치이다. 이러한 결핍은 예측 알고리즘의 검증과 개선을 제한하고 AI의 신약 개발 전반 통합을 지연시킨다.

경쟁 구도는 자율 과학 워크플로우, 생물학 및 화학을 위한 파운데이션 모델, AI 기반 실험실 자동화와 함께 진화하고 있다. 2026년 1월, NVIDIA와 Eli Lilly는 BioNeMo 플랫폼을 활용해 차세대 생물학·화학 파운데이션 모델을 개발하기 위해 5년간 최대 10억 달러를 투자하는 공동 혁신 AI 연구소 설립을 발표했다.