CCS(Computer Chemistry System) 시장이 꾸준한 성장세를 이어가고 있다.
CCS는 생명과학 분야와 소재과학 분야로 크게 분류되며 두 시장에서 모두 수요가 신장하고 있다.
사회의 모든 분야에서 디지털 혁신이 이루어짐에 따라 연구현장에서도 정보의 통합·공유가 진행되고 있기 때문이다.
과학기술은 이론과 실험이 주축을 이루었으나 계산과 데이터가 새로운 축으로 자리매김함으로써 CCS의 중요도가 높아지고 있다.
아울러 연구개발(R&D) 부문에서는 여러 조직이 연계해 분업형으로 업무를 수행하는 오픈 이노베이션 스타일이 일반화되고 있다.
이에 따라 정보 시스템 기반도 조직 내부에서 조직 간으로 확대되고 있어 통일성 있는 플랫폼에 대한 요구가 높아지고 있다.
시뮬레이션도 HPC(High Performance Computing) 기술 진보의 영향으로 복잡화·고도화되고 있어 CCS는 앞으로 발전을 거듭할 것이 확실시되고 있다.
일본, 2016년 시장규모 5.4% 성장
CCS는 의약·화학·소재 분야의 연구개발을 지원하기 위한 IT(정보기술) 솔루션으로 계산화학에 의거한 모델링&시뮬레이션, 연구정보를 관리하는 켐인포매틱스(Cheminformatics)/전자실험노트북, 생명정보를 해석하는 바이오인포매틱스(Bioinformatics), 연구정보를 조사하기 위한 데이터베이스 서비스 등 다양한 시스템이 포함된다.
CCS 관련 각종 솔루션을 개발·제공하고 있는 주요 벤더의 매출동향에 따르면, 일본 CCS 시장규모는 2016년 약 415억엔으로 전년대비 5.4% 성장했다.
특히, 연구개발 환경의 디지털화를 추진하기 위해 인프라 관련 투자가 활발해짐에 따라 플랫폼을 제공하는 벤더의 매출이 안정적으로 증가한 것으로 나타났다.
생명과학 시장은 신약 연구에 이용하는 모델링&시뮬레이션과 연구개발의 정보기반인 인포매틱스 시스템 등이 주류를 이루고 있다.
모델링&시뮬레이션은 계산화학의 진보와 표리일체의 관계에 있으며, 소프트웨어의 다기능화·고기능화가 두드러지고 있다.
기능 측면에서는 벤더 간의 차이가 사라지고 있어 복수제품을 사용하던 유저 가운데 벤더를 통일하려는 움직임도 나타나고 있다.
이에 따라 CCS 벤더 가운데 시장동향을 바탕으로 실적을 늘리고 있는 곳도 있다.
그러나 CCS는 연간 라이선스 계약이 주류를 이루고 있어 비즈니스적으로 안정된 벤더가 많기 때문에 시장도 성숙기에 들어선 것으로 평가되고 있다.
인포매틱스 시장은 화합물 정보관리 시스템의 등록·참조계통 갱신을 중심으로 한 이른바 「포스트 ISIS」로 크게 변화했다.
ISIS는 1990년대 미국 MDL(현 Dassault Systemes)이 출시한 것으로 2016년 7월 서포트 기한이 만료됐으며 출시 당시와 IT 환경 자체가 크게 달라졌기 때문에 벤더들은 유저의 니즈를 충족시키면서 현대적인 IT 환경에 최적화하기 위해 치열한 경쟁을 거듭했다.
이에 따라 결과적으로 대규모 투자를 유발해 2016년 시장규모를 끌어올리는 요인으로 작용했다.
GxP 클라우드가 급속히 침투
인포매틱스계 CCS는 검색연구 영역의 정보관리가 중심이었으나 연구개발의 디지털 혁신이 확대됨과 동시에 비임상, 임상, 분석, 제제 등의 개발 영역까지 이어지는 토탈 플랫폼화가 진행되고 있다.
개발 영역은 법규제에 대응한 GxP 시스템으로서 연구 영역과 다른 요건이 있으며 CCS 시장과는 공급자가 다르나 경계는 확실히 허물어지고 있다.
임상데이터를 AI(인공지능)/기계학습에 이용하는 움직임이 있으며, 데이터 해석기반으로 CCS 영역과 GxP 영역을 연계하는 벤더도 등장하고 있다.
GxP와 관련해서는 클라우드 채용이 급속히 진행되고 있는 점이 주목되고 있다.
시스템적으로는 ERP(Enterprise Resource Planning) 등의 업무 시스템과 다르지 않기 때문에 IT의 주요 트렌드의 영향을 강하게 받기 때문이다.
따라서 직접설치(On-premises)에서 클라우드로 넘어가는 흐름이 나타나고 있으며 클라우드 사업자도 GxP 특유의 규제에 대응하는 데 노력을 기울이고 있다.
클라우드는 자기부담인 데이터센터보다 안전성이 높고 관리코스트가 낮으며 유연한 운용이 가능함에 따라 이미 많은 GxP 시스템이 클라우드로 이용되고 있다.
전자실험노트도 비슷한 경향을 보이고 있다.
전자실험노트는 신약 연구 데이터를 취급하기 위해 기밀성이 높은 사내에서 운용되는 것이 일반적이었으나 대부분 클라우드로 이행하고 있다.
또한, 클라우드 전용 전자노트제품이 잇따라 등장하고 있다.
초기 투자비용이 들지 않고 단기간에 가동할 수 있어 오픈 이노베이션 방식으로 외부기관과 데이터를 연계·공유함으로써 최적의 환경을 마련할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
이에 따라 2017년 이후에는 클라우드형 전자노트 경쟁이 치열해질 전망이다.
소재과학, 계산과 MI로 상호 보완
소재과학은 양자화학, 분자동력학에 기초한 시뮬레이션이 중심이었으나 데이터 구동형의 새로운 소재연구 기반으로 주목받고 있는 소재인포매틱스(MI: Material Informatics)에 대한 대응으로 시장 전반이 고조되고 있다.
소재시뮬레이션은 소재의 구조 및 조성을 통해 기능 및 특성을 계산으로 예측하는 반면 MI는 바람직한 기능 및 특성을 지니는 소재의 구조 및 조성을 예측하는 것이어서 접근하는 방식이 정반대이다.
이에 따라 MI는 데이터를 토대로 역문제를 해결하는 데 포인트를 두고 있다.
그러나 시뮬레이션과 MI는 장기적으로 대립하지 않고 서로 보완하면서 각자 발전을 이룰 것으로 기대되고 있다.
MI를 실현하기 위한 데이터의 양이 압도적으로 부족하기 때문이다.
실험적인 방법으로도 대량의 데이터 수집을 추진하고 있으나 아직 부족한 수준이어서 시뮬레이션을 이용한 데이터 창출에 관심이 모아지고 있다.
양자화학 계산으로 소재의 전자 상태를 해석하고 축적한 데이터를 활용함으로써 역문제의 답을 제시할 수 있는 AI적인 엔진을 구축하려는 움직임이 나타나고 있다.
시뮬레이션 기술의 진보는 계산 가능한 계통의 확대와 동시에 대량의 데이터 확보를 가능하게 하는 이점이 있다.
이에 따라 시뮬레이션과 MI가 상호 보완함으로써 소재 개발에 혁신이 초래될 가능성이 제기되고 있다.
또한, 소재연구 분야는 데이터 정비가 늦어짐에 따라 전자실험노트를 활용하는 움직임이 나타나고 있다.
실험실의 분석·측정장치와 연계해 실험 데이터를 자동으로 수집·정비함과 동시에 연구 데이터를 관리하고 공유·재이용하는 습관을 뿌리내리려는 의도인 것으로 파악되고 있다.
최근에는 소재연구 뿐만 아니라 대학교, 연구기관에서 연구자의 윤리 향상이 과제로 부상하고 있다.
논문 연구 성과에 의심이 생기면 연구자의 책임으로 실험기록과 증거를 제시해 의문을 해소해야 하는 것으로 여겨지고 있다.
연구 부정을 미연에 방지하기 위한 정보관리 규칙을 마련하는 움직임도 있으나 비용 문제 등으로 실제로 진행되지 않는 사례가 대부분인 것으로 알려지고 있다.
이에 따라 전자노트가 해결책으로 주목받고 있다.
전자노트는 발명의 증거물로서 지적재산을 지키는 관점에서도 폭넓은 시장으로 전개될 것으로 예상되고 있다.
특히, 유연하고 코스트가 낮은 클라우드형 전자노트가 점차 세력을 확대할 것으로 판단된다.
일본에서는 Kyo, TSUBAME 등 공공기관의 슈퍼컴퓨터가 산업계에도 개방됨으로써 소재시뮬레이션이 크게 발전했다.
여기에 포스트 Kyo를 개발하기 위한 「플래그십 2020 프로젝트」에는 어플리케이션 분야의 중점과제로 CCS 관련 테마가 포함된 것으로 나타났다.
소재시뮬레이션은 슈퍼컴퓨터를 이용한 최첨단 해석의 성과가 자극제로 작용해 폭넓은 공적을 평가할 수 있을 것으로 판단되고 있다.
실제로 지금까지 계산화학에 관심이 없었으나 새롭게 양자화학 계산에 착수하는 곳도 증가하고 있다.
공적인 슈퍼컴퓨터로 작동하는 소프트웨어는 일본산 프로그램이 우선시될 것으로 예상되나 시장에는 외국의 시뮬레이션 소프트웨어가 많이 유통되면서 도입이 활발해지고 있다.
CCS 시장 전체적으로는 생명과학에 비해 소재과학의 성장률이 훨씬 높은 것으로 나타나고 있다.
자동차·전자 소재가 주류
계산 대상은 자동차 관련소재 및 전자소재 관련이 주류를 이루고 있다.
자동차 분야에서는 고분자소재, 복합소재의 멀티스케일 시뮬레이션(Multiscale Simulation)으로 원자·분자의 마이크로(Micro) 수준에서 분자집합체 및 메소(Meso) 구조의 해석, 소재의 특성이 명확히 나타나는 매크로(Macro) 영역까지 확장해 해석하는 공법에 관심이 모아지고 있다.
전자소재 분야에서는 물질의 계면 등에서의 반응기구를 마이크로 수준에서 정밀하게 해명하기 위한 테마가 주류를 이루고 있다.
관련 연구가 활발해지면서 새롭게 계산화학을 시도하는 유저는 물론 계산 담당자를 증원·강화하는 곳도 많아 교육에 대한 니즈도 확대되고 있다.
이에 따라 벤더가 주최하는 강습회, 특히 실제로 컴퓨터를 사용하는 실제체험(Hands-On) 형식이 성황을 이루는 등 최근 들어 강습회 활동에 힘을 기울이는 벤더가 확실히 증가하고 있는 것으로 나타났다.
