CCS(Computer Chemistry System)는 화학물질을 다루는 의약·화학·기능소재 분야의 연구개발(R&D)을 지원하는 IT(정보기술) 솔루션으로 크게 발전하고 있다.
CCS 시장은 일부 메이저가 두각을 나타내고 가운데 독자적인 기술력을 바탕으로 틈새시장을 공략하는 소규모 벤더도 증가하고 있다.
2017년에는 중소규모 벤더의 인수합병(M&A)이 활발하게 이루어졌으며 일본에서도 메이저가 사업체제를 전면 재편했다.
계산화학, 분자모델링, 시뮬레이션 분야에서는 클라우드 계산 자원 활용이 주목받고 있다.
원자·분자 수준의 계산을 실공간·실시간 현상으로 연결시켜 이해하기 위해서는 고정밀 모델에 따른 장시간 계산이 필요하기 때문으로 계산에 요구되는 대량의 리소스를 사내가 아니라 클라우드를 통해 조달함으로써 유연하고 탄력적인 연구개발이 가능한 점이 높은 평가를 받고 있다.

메이저부터 소규모 벤더까지 사업활동 “활발”
CCS는 크게 생명과학, 소재과학 분야로 분류되며, 세부적으로는 시스템 종류에 따라 인포매틱스와 모델링&시뮬레이션(M&S), 라이센스 종류에 따라 상용 소프트웨어와 오픈소스 소프트웨어(OSS)로 구분하고 있다.
생명과학 분야의 인포매틱스 계열은 미국 Dassault Systems Biovia, PerkinElmer Informatics가 메이저로 시장을 장악하고 있다. 양사는 모기업의 자본을 활용해 사업영역을 더욱 확대하는 방향성을 강화하고 있다.
헝가리 ChemAxon, 영국 Dotmatics, 미국 Arxspan 등 신흥기업도 대두되고 있다.
M&S 계열은 미국 Schrodinger, OpenEye, 캐나다 Chemical Computing Group(CCG) 등이 두각을 드러내고 있으며 유럽을 중심으로 독자적인 기술력을 활용한 소규모 벤더들이 사업을 활발하게 펼치고 있다.
소재과학 분야의 M&S 시장은 Dassault Systemes Biovia의 점유율이 가장 높고 소규모 벤더들이 뒤를 잇고 있으나 최근 생명과학 전문인 Schrodinger가 진입해 관심을 모으고 있다.
최근에는 일본기업들도 독자적으로 개발을 추진하고 있으며 Advance Soft의 Advance/PHASE, Asms의 Matelier, Itochu Techno-Solutions의 Nanoveats, 후지쓰(Fujitsu)의 SCIGRESS, JSOL의 J-OCTA, 생명 계열에서도 이용 가능한 X-Ability의 Winmostar 등이 시장점유율을 일정수준 확보하고 있다.
OSS는 대학 등에서 제작한 프로그램으로 무료로 이용할 수 있으며 상용 소프트웨어도 OSS가 발전한 것이다.
대부분 생명과학 또는 소재과학 시뮬레이션에 이용되는 계산엔진이며 분자동력학 등 고전역학 계열과 분자궤도법, 밀도범함수 등 양자역학 계열 프로그램이 있다.

전자연구노트, 클라우드형 중심으로 급성장
의약품 연구개발 분야에서는 전자연구노트(ELN: Electronic Lab Notebook)가 보급되고 있다.
ELN은 지적재산에 대한 대책으로 수요가 형성됐으나 신약 개발이 점차 어려워지고 있는 가운데 정보 축적 및 재활용, 외부 연구기관과의 협력을 추진하는 플랫폼으로서 역할이 주목되면서 시장이 급속히 확대되고 있다.
일본에서는 화학물질을 적절하게 취급하기 위한 컴플라이언스 관점 및 연구 부정을 방지하는 대책의 일환으로도 ELN 도입이 가속화되고 있다.
화학합성실험 분야에서는 PerkinElmer Informatics의 E-Notebook, Dassault Systemes Biovia의 BIOVIA Workbook이 두각을 나타내고 있으며, 생물실험 분야에서는 영국 IDBS의 E-Workbook Suite가 선행하고 있다.
높은 실적을 올리고 있는 전자노트제품들은 최근 적용범위를 넓히는데 주력하고 있다.
합성, 생물 등 신약 연구 뿐만 아니라 원약 제조법 및 제제 개발, 품질평가에 대해 종합적으로 연구하는 CMC 영역에 진입하기 위해 기능 강화를 추진하고 있다.
최근에는 화학·소재 분야에서도 ELN 도입이 활발해지고 있다.
기본적으로는 정보 축적에 활용하기 위함이지만 실험, 이론, 계산을 잇는 제4의 연구기반으로 부상한 데이터 구동형 소재인포매틱스(MI: Material Informatics)에 대한 관심과도 연관된 것으로 판단되고 있다.
MI는 바람직한 특성을 보유한 소재의 구조 및 조합을 예측하는 것으로 세계적으로 AI(인공지능) 구축을 목표로 다양한 프로젝트가 진행되고 있다.
그러나 소재 분야는 의약을 비롯한 생명과학 분야에 비해 데이터의 양이 압도적으로 부족한 단점이 있다.
이에 따라 ELN을 이용해 실험데이터를 기록·축적하는 움직임이 나타나고 있으며, 특히 클라우드 타입이 크게 주목받고 있다.
PerkinElmer는 클라우드 전용 Signals Notebook을 공급하고 있다.
ChemOffice 라이선스를 보유하고 있는 이점이 있어 대학에서 무상으로 이용할 수 있으며 관리 기능을 강화한 유료 엔터프라이즈 버전을 채용하는 곳도 등장하고 있다.
클라우드 전문인 Arxspan이 제공하고 있는 ArxLab은 ELN 뿐만 아니라 화합물 등록·참조, 인벤토리 관리 등과 통합된 시스템으로 2017년 신규 계약이 2배 이상 급증했으며, 특히 화학·식품기업이 전체의 20%를 차지하는 것으로 알려졌다.
클라우드 타입의 ELN은 제약용 On-premise 타입에 비해 기능이 떨어지지만 오히려 제약용은 소재 분야에 적용하기에 과한 것으로 지적되고 있다.
가격도 클라우드 타입이 상대적으로 낮은 수준을 형성하고 있어 도입하기 쉬운 이점이 있다.
On-premise와 클라우드 타입에 모두 대응하는 영국 Dotmatics의 솔루션 역시 화학·소재기업에 대한 공급이 증가하고 있는 것으로 알려졌다.
화학기업은 생산제품이 다양하고 글로벌하게 연구체제를 구축하고 있어 언제 어디서나 접속해 정보를 공유할 수 있는 클라우드 타입 ELN에 높은 관심을 보이고 있으며 최근에는 대규모 도입 사례도 잇따르고 있다.

적극적인 M&A로 사업영역 확대
글로벌 CCS 시장은 주요 벤더의 인수합병(M&A)이 잇따르고 있다.
미국 Simulations Plus는 2014년 Cognigen에 이어 2017년 6월 DILIsym을 인수·통합했다.
Simulations Plus는 생리학적 약물속도론(PBPK)에 따른 약물동태 시뮬레이션, 정량적 구조-활성상관에 따른 물성예측에 대한 소프트웨어를 개발하고 있는 가운데 DILIsym를 인수함으로써 임상데이터 해석, 약효평가 컨설팅 서비스, 약물성 간장애(DILI)에 관한 메커니즘론적 수학모델 개발 등 임상 분야로 사업영역을 확대했다.
전자설계 자동화(EDA) 메이저 Synopsys는 2017년 9월 전자디바이스용 제1원리 시뮬레이터를 개발하고 있는 덴마크 QuantumWise를 인수했다.
Synopsys는 반도체 및 전자디바이스 설계 툴을 종합적으로 제공하고 있으며 QuantumWise와 멀티스케일 시뮬레이션과 관련해 제휴를 맺고 있는 가운데 전자소재의 특성을 양자화학 수준으로 예측함으로써 최종제품의 성능을 더욱 향상시키기 위해 인수를 단행한 것으로 파악되고 있다.
영국 Dotmatics는 벤처캐피탈 Scottish Equity Partners (SEP)의 투자를 받아들였다.
Schrodinger가 빌 게이츠로부터 자금을 조달받은 것과 동일한 형태로 주식상장 및 매각수익이 목표가 아니기 때문에 주식 비공개기업으로 투자 전과 동일한 체제를 유지하고 있다.
Dotmatics은 현재 급성장하고 있으며 SEP의 자금은 애플리케이션 과학자, 소프트웨어 엔지니어, 프로젝트 매니저 등을 증원하는데 충당할 방침인 것으로 알려졌다.
또 스페인 Prous Institute는 2017년 5월부터 Chemo-targets에 대해 전략적 투자를 실시하고 있으며 양사의 기술을 융합한 제약용 데이터과학 플랫폼을 개발하고 있다.
미국 Altamira는 독일 Molecular Networks를 인수해 「MN-AM」 브랜드로 의약품 안전평가 및 리스크평가 플랫폼을 제공하고 있다.
일본에서도 CCS 메이저 2사가 사업체제를 전환해 화제를 불러일으키고 있다.
Mitsubishi Chemical Systems은 약 30년간 추진해온 CCS 사업을 Molsis에 인계했다.
2017년 4월 출범한 Molsis는 생명과학, 소재과학, 인포매틱스, M&S를 광범위하게 커버하는 라인업을 보유하고 있으며 Mitsubishi와 자본관계 없이 캐나다 CCG가 2/3를 투자하고 있어 사실상 CCG의 일본법인으로 인식되고 있다.
그러나 Mitsubishi Chemical Systems과 마찬가지로 여러 벤더의 상품을 취급하고 있으며 출범 이후 새롭게 계약한 상품도 있는 것으로 알려졌다.
또 Itochu Techno-Solutions은 2017년 4월 CTC Life Science(CTCLS)를 흡수합병했다.
CTCLS는 1989년 당시 Itochu Techno-Science로부터 자회사로 독립해 일본 CCS 전문기업으로 활약했으나 다시 모기업의 품으로 돌아가게 됐다.
CTCLS는 약물탐색 및 신약 연구를 지원하는 업스트림 영역에서 해외 및 자체 개발한 소프트웨어를 제공했으며 다운스트림인 시판 후 조사 분야에서도 풍부한 실적을 보유하고 있다.
통합 이전에는 미들스트림인 임상시험, 제조 등 의약품 라이프사이클 전반을 지원하기 위해 라인업 확충에 힘을 기울였으나 비교적 대규모 개발안건이 많은 시스템 인티그레이터(System Integrator)로서의 업무가 중심이었기 때문에 모기업과 통합해 규모를 확대했다.▶ 다음호에 계속