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시장보고서
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Drug Discovery 분야 인공지능(AI) : 시장 점유율 분석, 업계 동향 및 통계, 성장 예측(2026-2031년)Artificial Intelligence In Drug Discovery - Market Share Analysis, Industry Trends & Statistics, Growth Forecasts (2026 - 2031) |
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Mordor Intelligence
Mordor Intelligence에 의하면, Drug Discovery 분야 인공지능(AI) 시장 규모는 2025년에 25억 8,000만 달러로 평가되었습니다. 2026년에는 32억 5,000만 달러에서 성장하여 2031년까지 102억 9,000만 달러에 이를 것으로 예측됩니다.
예측 기간(2026-2031년) 동안 연평균 성장률(CAGR)은 25.94%를 나타낼 것으로 전망됩니다.

본 보고서는 구성 요소(소프트웨어 및 서비스), 기술(머신러닝 등), 용도(대상 특정·검증 등), 약물 유형(저분자 화합물 등), 배포 방식(클라우드 기반 및 On-Premise형), 최종 사용자, 지역(북미 등)별로 분류되어 있습니다. 시장 전망은 금액(달러) 기준으로 제시되어 있습니다.
2010년부터 2024년에 걸쳐 연구개발(R&D) 생산성이 40% 하락함에 따라, 경영진은 선도 화합물의 최적화 주기를 18개월에서 6개월로 단축하는 예측 알고리즘에 투자하기로 결정했습니다. Exscientia사는 2025년, 자사가 AI를 통해 설계한 분자가 1년 이내에 인간 대상 첫 임상시험 단계로 진입했음을 입증하며, 기존의 의약품 화학 워크플로우로는 실현할 수 없는 현금 대비 수익률을 보여주었습니다. 희귀질환 프로그램은 환자 수가 제한적이기 때문에 손익분기점에 도달하는 매출액이 낮게 책정되는 경향이 있지만, 바로 그 점에서 가장 큰 혜택을 볼 가능성이 있습니다. 예산 제약이 있는 바이오테크 기업들은 턴키 방식의 AI 서비스 라이선스 계약을 점점 더 많이 체결하고 있으며, 이것이 서비스 부문의 연평균 성장률(CAGR)이 소프트웨어 부문을 상회하는 이유 중 하나입니다. 따라서 신약 개발 분야의 인공지능 시장은 추가적인 경비 항목이라기보다는 비용 절감 수단으로 기능하고 있습니다.
2025년에는 전 세계 사망 원인의 74%를 만성 질환이 차지했으나, 대사 경로나 심혈관 경로를 표적으로 하는 새로운 분자 물질은 극히 일부에 불과했습니다. AI 플랫폼은 멀티오믹스 데이터셋을 분석하여, 환원주의적 스크리닝에서는 간과되기 쉬운 다유전자 표적을 추출합니다. 2024년 MPOX(원숭이두창) 재유행 당시, 생성 화학 엔진이 48시간 이내에 적용 확대 후보를 특정해 내며, 수동 방식에서는 볼 수 없는 실시간 대응 능력을 보여주었습니다. AI 프로젝트의 38%는 여전히 종양학 분야에 집중되어 있지만, 알고리즘이 뇌 영상과 단백질체학을 통합하여 환자 하위 집단을 계층화함에 따라 신경퇴행성 질환이 가장 빠르게 성장하고 있는 분야입니다. 따라서 신약 개발 분야의 인공지능 시장은 만성적이고 다인자성 질환으로 향하는 전 세계적인 역학적 변화에 비례하여 확대되고 있습니다.
FDA의 2025년 지침 초안에서는 후원사가 모델의 계보와 의사결정 경계를 문서화할 것을 의무화했지만, 대부분의 신경망은 여전히 불투명한 상태입니다. 기전에 대한 근거가 부족하기 때문에 임상 연구자들은 환자 등록을 주저하고 있어, 임상시험 피험자 등록이 지연되고 있습니다. 유럽의약품청(EMA)은 2025년에 AI 위원회를 설립했으나, 규정 조화에는 아직 몇 년이 더 소요될 전망입니다. 주의 메커니즘은 해석 가능성을 높여주지만, 그 대가로 예측 능력이 저하되므로, 연구자는 이러한 상충 관계에 대처해야 합니다. 신약 개발 분야의 인공지능 시장에서는 이러한 규정 준수상의 장애물이 검증 기간의 장기화와 문서화 부담 증가로 이어지고 있습니다.
서비스 분야는 2031년까지 연평균 성장률(CAGR) 27.54%로 확대되어, 2025년 소프트웨어가 차지했던 62.43%라는 기준 점유율을 넘어섰습니다. 이러한 변화는 많은 기업들이 알고리즘을 활용한 신약 개발을 핵심 경쟁력이 아닌 기반이 되는 요소로 인식하고 있음을 보여줍니다. 신약 개발 분야의 인공지능 시장 서비스 규모는 2026년에 7억 9,000만 달러에 달할 것으로 예상되며, 이는 턴키 방식의 표적 식별 파이프라인에 대한 수요가 증가하고 있음을 반영합니다. 현재, 수탁 연구 기관(CRO)은 고객이 프로젝트별로 요금을 지불하는 액티브 러닝 모듈을 통합함으로써 고정비를 변동비로 전환하고 있습니다. 소프트웨어는 독자적인 라이브러리에 대한 내부 지적재산권 관리를 유지하기 위해 여전히 필수적입니다. 그러나 시뮬레이션별 가격 책정 방식이 보편화되면서 그 경계가 모호해졌으며, 사실상 라이선스 모델이 사용량 기반 서비스로 변화하고 있습니다. 향후 AI를 통해 발견된 분자가 3상 임상시험에서 뛰어난 성공률을 보일 경우, 대형 제약사들은 공급업체 목록을 합리화하고 서비스 부문의 세분화를 억제할 가능성이 있습니다.
따라서 대형 제약 기업들은 외부 계약과 병행하여 소규모 사내 데이터 사이언스 팀을 유지함으로써 리스크를 분산하고 선택의 폭을 확보하고 있습니다. 이 서비스의 가치 제안은 전용 컴퓨팅 스택을 도입할 자금이 없는 시드 단계의 바이오테크 기업들로부터 큰 지지를 받고 있습니다. 검증된 감사 추적 기록에 대한 규제 요건은 문서화를 관리형 서비스로 제공하는 전문 공급업체에게 더욱 유리한 조건을 제공합니다. 그 결과, 신약 개발 분야의 인공지능 시장은 지속적인 구독 수익을 창출하는 플랫폼 제공업체와, 치료 분야에 대한 심도 있는 전문 지식을 수익으로 전환하는 프로젝트 기반 컨설팅 회사 사이에서 양극화가 계속 심화되고 있습니다.
2025년 지출 중 머신러닝 프레임워크가 46.54%를 차지했으나, 양자 접근 방식은 2031년까지 연평균 성장률(CAGR) 27.65%를 나타낼 것으로 전망됩니다. 하드웨어 오류 정정에 관한 주요 단계가 예정대로 달성된다면, 양자 알고리즘에 기반한 신약 개발 분야의 인공지능 시장 규모는 2031년까지 10억 달러를 넘어설 것으로 전망됩니다. 현재, 신경 양자 상태 등의 알고리즘은 100개 미만의 원자만 시뮬레이션할 수 있어 그 적용 범위가 제한적입니다. 18%의 점유율을 차지하는 자연어 처리 기술은 3,000만 건의 생의학 논문을 분석하여 지식 그래프를 보강하고 있습니다. 컴퓨터 비전 모델은 표현형 스크리닝을 통해 확보된 10테라바이트 규모의 이미지 세트를 처리하며, 전체의 12%를 차지하고 있습니다.
모델 기반의 동향은 점차 안정화되고 있습니다. 여러 기업이 독자적인 아키텍처를 학습시키는 대신 ESM-2와 같은 오픈소스 단백질 모델을 미세 조정하고 있으며, 이를 통해 데이터 요구 사항을 80% 줄이고 있습니다. IBM과 모더나(Moderna) 등이 맺은 ‘양자 준비(Quantum Readiness)’ 파트너십은 복잡한 생물학적 시뮬레이션 분야에서 향후 확장성을 위한 로드맵을 제시하고 있습니다. 내결함성 큐비트가 상업적으로 실용화된다면, 신약 개발 분야의 인공지능 시장에서는 양자 네이티브 벤더로의 급속한 전환이 나타날 가능성이 있습니다.
북미는 2025년에 43.54%의 점유율을 차지했습니다. 이는 AI를 활용한 신청 서류에 대해 조기에 명확한 지침을 제시한 FDA의 지침에 근거한 것입니다. 미국의 벤처 자금 조달 규모는 2025년에 41억 달러에 달했으며, 이 중 62%는 적어도 하나의 자산을 2상 임상시험 단계로 진행 중인 기업에 유입되었습니다. 캐나다의 벡터 연구소는 8개 제약사와 제휴하여 단백질 공학의 기반 모델을 공동 개발했습니다. 멕시코의 CRO 업계는 아시아의 경쟁사들에 대항하기 위해 AI 모듈을 도입하고 있지만, 광대역 환경의 격차로 인해 완전한 클라우드 전환이 지연되고 있습니다. 2031년까지 해당 지역의 점유율이 40%로 떨어질 가능성이 있지만, 북미는 알고리즘 발전의 요람으로 남아 신약 개발 분야의 인공지능 시장을 주도해 나갈 것입니다.
런던의 생명과학 액셀러레이터는 15개 스타트업에 1억 파운드를 투자함으로써, 런던이 유럽을 대표하는 AI 바이오테크 허브로서의 입지를 공고히 했습니다(3). 반면, 독일은 도입에 있어 뒤처져 있어, 2025년 시점에서 AI 파이프라인을 운영하던 제약사는 고작 35%에 그쳤습니다. 남유럽의 학술 클러스터, 특히 바르셀로나와 밀라노는 공공 자금을 활용하여 오픈 사이언스 데이터 레이크를 구축함으로써 스핀아웃 기업을 위한 비옥한 토양을 조성하고 있습니다. 유럽의 예상 연평균 성장률(CAGR)은 24%로, 북미를 상회하지만 성장 속도 면에서는 아시아태평양(APAC)에는 미치지 못할 전망입니다.
아시아태평양은 2031년까지 연평균 성장률(CAGR)이 26.54%로 가장 빠르게 성장하고 있는 지역입니다. 중국은 정부의 인센티브와 국가 주도의 AI 추진 정책에 힘입어 2025년에는 전 세계 프로젝트 점유율을 2배인 12%로 확대했습니다. 인실리코 메디신은 3개의 분자를 임상시험 단계로 진행했으며, 이는 아시아태평양 기업 중 가장 많은 건수입니다. 인도의 신진은 AI를 활용한 역합성 계획을 통해 리드 화합물의 최적화 주기를 3주로 단축했습니다. 일본의 다케다 제약은 항체 자동 설계를 위해 Preferred Networks를 도입했습니다. 이러한 움직임은 지역 내 노하우의 파급 효과를 가져올 것으로 기대되고 있습니다. 한국과 호주에서는 정부 주도의 이니셔티브가 시행되고 있지만, 여전히 탄탄한 벤처 생태계가 부족합니다. 중동 및 아프리카는 4%의 점유율을 기록한 반면, 남미는 3%에 그쳤습니다. 이는 미비한 연구개발 인프라와 인력 부족으로 인한 제약 때문입니다. APAC의 향후 동향에 따라, 신약 개발 분야의 인공지능 시장이 3극화된 생태계로 진화할지, 아니면 대서양 횡단 회랑에 편중된 상태가 지속될지가 결정될 것입니다.
According to Mordor Intelligence, the artificial intelligence in drug discovery market size was valued at USD 2.58 billion in 2025 and is estimated to grow from USD 3.25 billion in 2026 to reach USD 10.29 billion by 2031, at a CAGR of 25.94% during the forecast period (2026-2031).

This report is Segmented by Component (Software and Service), Technology (Machine Learning, and More), Application (Target Identification & Validation, and More), Drug Type (Small Molecule, and More), Deployment (Cloud-Based and On-Premise), End User, and Geography (North America, and More). The Market Forecasts are Provided in Terms of Value (USD).
A 40% decline in R&D productivity between 2010 and 2024 prompted executives to fund predictive algorithms that shortened lead-optimization cycles from 18 months to 6 months. Exscientia demonstrated in 2025 that its AI-designed molecules progressed to first-in-human studies inside a single year, evidencing cash-on-cash returns that traditional medicinal-chemistry workflows cannot match. Rare-disease programs stand to gain most because limited patient pools restrict break-even sales. Budget-constrained biotechs increasingly license turnkey AI services, helping explain why services outpace software in compound annual growth. The artificial intelligence in drug discovery market, therefore, functions as a cost-avoidance mechanism rather than an incremental expense line.
Chronic illnesses accounted for 74% of worldwide mortality in 2025, yet only a fraction of new molecular entities addressed metabolic or cardiovascular pathways. AI platforms interrogate multi-omic datasets to surface polygenic targets that elude reductionist screening. During the 2024 mpox resurgence, a generative-chemistry engine identified repurposing candidates inside 48 hours, illustrating real-time responsiveness that manual methods lack. Oncology still concentrates 38% of AI projects, but neurodegeneration is the fastest-expanding domain as algorithms merge brain imaging with proteomics to stratify patient subsets. The artificial intelligence in drug discovery market, therefore, scales in direct proportion to the global epidemiological shift toward chronic, multi-factorial conditions.
FDA's 2025 draft guidance obliges sponsors to document model lineage and decision boundaries, yet most neural networks remain opaque. Without mechanistic rationales, clinical investigators hesitate to enroll patients, slowing trial accrual. The European Medicines Agency formed an AI committee in 2025, but harmonized rules are years away. Attention mechanisms improve interpretability but at the cost of predictive power, creating a trade-off that sponsors must navigate. In the artificial intelligence in drug discovery market, these compliance hurdles translate into longer validation timelines and greater documentation overhead.
Other drivers and restraints analyzed in the detailed report include:
For complete list of drivers and restraints, kindly check the Table Of Contents.
Services expanded at a 27.54% CAGR through 2031, outpacing the 62.43% baseline share held by software in 2025. This shift indicates that many companies view algorithmic discovery as an enabling layer rather than a core competency. The artificial intelligence in drug discovery market size for services reached USD 0.79 billion in 2026, reflecting heightened demand for turnkey target-identification pipelines. Contract research organizations now integrate active-learning modules that clients pay for per project, thereby converting fixed costs into variable outlays. Software remains indispensable because it preserves internal IP control over proprietary libraries. However, the spread of per-simulation pricing blurs boundaries, effectively turning license models into usage-based services. Over time, if AI-discovered molecules demonstrate superior Phase III success rates, large pharma may rationalize vendor rosters, dampening service-segment fragmentation.
Pharmaceutical majors, therefore, hedge by maintaining small in-house data-science teams alongside external contracts, ensuring optionality. The service value proposition resonates strongly with seed-stage biotechs that lack capital for a dedicated compute stack. Regulatory demand for validated audit trails further favors specialized vendors offering documentation as a managed service. Consequently, the artificial intelligence in drug discovery market continues to bifurcate between platform providers with recurring subscription revenue and project-based consultancies that monetize depth of therapeutic expertise.
Machine-learning frameworks dominated 46.54% of 2025 spend, but quantum approaches are on track for a 27.65% CAGR to 2031. The artificial intelligence in drug discovery market size attributable to quantum algorithms is projected to surpass USD 1 billion by 2031 if hardware error-correction milestones arrive on schedule. Presently, algorithms such as neural-quantum states simulate under 100 atoms, limiting scope. Natural-language processing, with 18% share, mines 30 million biomedical publications to enrich knowledge graphs. Computer-vision models process 10-terabyte image sets from phenotypic screens, holding 12% share.
Model-foundation trends are converging: several firms fine-tune open-source protein models like ESM-2 rather than train bespoke architectures, cutting data requirements by 80%. Quantum readiness partnerships-for example, IBM and Moderna-signal future scaling paths for complex biologic simulations. Should fault-tolerant qubits become commercially viable, the artificial intelligence in drug discovery market could witness a rapid reweighting toward quantum-native vendors.
North America commanded 43.54% share in 2025, supported by FDA guidance that offers early clarity for AI-assisted dossiers. Venture funding in the United States reached USD 4.1 billion in 2025, of which 62% flowed to companies progressing at least one asset into Phase II. Canada's Vector Institute partnered with eight pharmaceutical companies to co-develop protein-engineering foundation models. Mexico's CRO community is onboarding AI modules to compete with Asian peers, yet broadband gaps delay full cloud migration. While the region's share may ease to 40% by 2031, North America will likely remain the cradle for algorithmic advances, propelling the artificial intelligence in the drug discovery market.
London's Life-Sciences Accelerator injected GBP 100 million into 15 start-ups, burnishing the city's status as Europe's leading AI-biotech hub[3]. Germany trails on deployment: only 35% of pharma companies had operational AI pipelines in 2025. Southern Europe's academic clusters-particularly Barcelona and Milan-leverage public funds to build open-science data lakes, creating fertile grounds for spinouts. Europe's projected 24% CAGR ensures it will outpace North America but remain behind APAC in growth velocity.
Asia-Pacific is the fastest-growing region at 26.54% CAGR through 2031. China doubled its global project share to 12% in 2025, spurred by state incentives and sovereign-AI mandates. Insilico Medicine advanced three molecules into trials, the highest count for any APAC firm. India's Syngene shortened lead-optimization cycles to three weeks using AI-enhanced retrosynthesis planning. Japan's Takeda tapped Preferred Networks to auto-design antibodies, a move expected to seed regional know-how spillovers. South Korea and Australia run government-funded initiatives but still lack deep venture ecosystems. Middle East and Africa captured 4% share, while South America secured 3%, constrained by underdeveloped R&D infrastructure and human-capital shortages. APAC's trajectory will determine whether the artificial intelligence in drug discovery market evolves into a tri-polar ecosystem or remains skewed toward the trans-Atlantic corridor.