AI 기반 신약개발이 이끄는 바이오산업의 패러다임 전환
바이오테크놀로지 산업이 2026년 들어 인공지능 기술의 본격적인 도입과 함께 전례 없는 변화의 물결을 맞고 있다. 글로벌 바이오의약품 시장 규모는 2025년 4,830억 달러에서 2026년 5,240억 달러로 8.5% 성장할 것으로 전망되며, 이 중 AI 기반 신약개발 분야가 연평균 35.2%의 고성장을 견인하고 있다. 특히 주목할 점은 전통적인 신약개발 프로세스가 평균 10-15년 소요되던 것에서 AI 도입으로 7-10년으로 단축되고 있으며, 개발 비용 또한 기존 26억 달러에서 18억 달러 수준으로 30% 이상 절감되고 있다는 것이다.
한국의 바이오 생태계는 이러한 글로벌 트렌드의 최전선에서 독특한 경쟁력을 보여주고 있다. 경기도 성남에 본사를 둔 삼성바이오로직스는 2025년 4분기 매출 1조 2,400억 원을 기록하며 전년 동기 대비 23.4% 성장했다고 발표했다. 이는 글로벌 빅파마들의 바이오의약품 위탁생산(CMO) 수요 증가와 함께 AI 기반 공정 최적화 기술 도입의 성과로 분석된다. 회사는 2026년 상반기 중 4공장 가동을 본격화하여 총 생산능력을 36만 4,000L까지 확대할 계획이며, 이는 세계 최대 규모의 바이오의약품 생산능력에 해당한다.
인천 송도에 위치한 셀트리온 역시 바이오시밀러 시장에서의 선도적 지위를 더욱 공고히 하고 있다. 회사는 2025년 연결 기준 매출 3조 1,200억 원을 달성했으며, 이 중 해외 매출이 68.7%를 차지하며 글로벌 경쟁력을 입증했다. 특히 주목할 점은 셀트리온이 개발 중인 차세대 바이오시밀러 파이프라인에 AI 기반 분자 설계 기술을 적용하여 개발 기간을 기존 5-7년에서 3-4년으로 단축시켰다는 것이다. 이러한 기술 혁신은 미국 FDA 승인 프로세스에서도 긍정적인 평가를 받고 있으며, 2026년 하반기 출시 예정인 아달리무맙 바이오시밀러 ‘CT-P17’의 경우 기존 오리지널 대비 40% 낮은 가격으로 시장 진입할 계획이다.
정밀의학과 개인맞춤형 치료제의 부상
바이오테크놀로지 산업에서 가장 주목받는 또 다른 트렌드는 정밀의학(Precision Medicine) 분야의 급속한 발전이다. 글로벌 정밀의학 시장은 2025년 1,180억 달러에서 2026년 1,420억 달러로 20.3% 성장할 것으로 예상되며, 이는 유전체학 기술의 발전과 AI 기반 데이터 분석 능력의 향상에 기인한다. 특히 차세대 염기서열 분석(NGS) 비용이 2003년 인간게놈프로젝트 당시 30억 달러에서 현재 1,000달러 이하로 급격히 하락하면서, 개인 맞춤형 치료제 개발이 현실화되고 있다.
한국 바이오 기업들도 이 분야에서 독창적인 접근법을 보여주고 있다. 경기도 판교에 본사를 둔 SK바이오팜은 2025년 4분기 ‘SKL-PSI’라는 AI 기반 정밀의학 플랫폼을 공개했다. 이 플랫폼은 환자의 유전자 정보와 임상 데이터를 분석하여 최적의 치료법을 제안하는 시스템으로, 초기 임상시험에서 기존 표준 치료법 대비 치료 효과가 평균 34% 향상되었다고 발표했다. 회사는 이 기술을 활용하여 2026년 중 알츠하이머 치료제 ‘SKL-AD01’의 글로벌 3상 임상시험을 개시할 예정이며, 이는 아시아 기업 최초로 AI 기반 정밀의학 기술을 적용한 신경퇴행성 질환 치료제 개발 사례가 될 것으로 기대된다.
글로벌 제약회사들과의 경쟁에서도 한국 기업들의 기술력이 주목받고 있다. 미국 뉴저지주에 본사를 둔 Johnson & Johnson은 2025년 말 한국의 바이오 스타트업 일리아스바이오로직스와 10억 달러 규모의 전략적 파트너십을 체결했다. 이는 일리아스바이오로직스가 보유한 항체-약물 접합체(ADC) 기술과 AI 기반 타겟 발굴 플랫폼 ‘TESSA’의 혁신성을 인정받은 결과다. 특히 TESSA 플랫폼은 기존 6개월이 소요되던 항암제 타겟 발굴 과정을 2-3주로 단축시키며, 성공률도 기존 5-10%에서 25-30%로 크게 향상시켰다.
스위스 바젤에 본사를 둔 Roche는 2026년 1월 한국 정부와 ‘K-바이오 이니셔티브’ 협약을 체결하며 한국을 아시아 태평양 지역 정밀의학 허브로 육성하겠다고 발표했다. 이 협약에 따라 Roche는 향후 5년간 15억 달러를 한국에 투자하여 정밀의학 연구개발 센터를 설립하고, 한국의 바이오 기업들과 공동으로 아시아인 특화 유전체 데이터베이스를 구축할 계획이다. 이는 서구 중심의 유전체 연구에서 아시아인의 유전적 특성을 반영한 치료제 개발의 중요성이 부각되면서 나타난 전략적 움직임으로 해석된다.
정밀의학 분야의 기술 발전은 진단 영역에서도 혁신을 가져오고 있다. 액체생검(Liquid Biopsy) 시장은 2025년 54억 달러에서 2026년 72억 달러로 33.3% 성장할 것으로 전망되며, 이는 혈액 한 방울로 암을 조기 진단할 수 있는 기술의 상용화가 본격화되고 있기 때문이다. 한국의 바이오 기업들도 이 분야에서 독창적인 기술을 선보이고 있는데, 서울 강남구에 본사를 둔 젠큐릭스는 2025년 말 자체 개발한 ‘GQ-LB100’ 플랫폼을 통해 15가지 암종을 99.2%의 정확도로 진단할 수 있다고 발표했다. 이는 기존 조직생검 대비 환자 부담을 90% 이상 줄이면서도 더 높은 정확도를 제공하는 혁신적인 기술로 평가받고 있다.
치료제 개발에서도 정밀의학의 영향이 뚜렷하게 나타나고 있다. 면역항암제 시장은 2025년 1,420억 달러에서 2026년 1,680억 달러로 18.3% 성장할 것으로 예상되며, 이 중 바이오마커 기반 개인맞춤형 면역치료제가 전체 시장의 42%를 차지할 것으로 전망된다. 미국 뉴욕에 본사를 둔 Pfizer는 2025년 4분기 한국 환자 대상 CAR-T 세포치료제 임상시험에서 완전관해율 87%라는 놀라운 결과를 발표했다. 이는 한국인의 유전적 특성을 반영한 맞춤형 CAR-T 세포 설계 기술의 성과로, 서구 환자 대상 임상시험 결과(완전관해율 65%) 대비 현저히 높은 수치다.
바이오테크놀로지 산업의 투자 동향도 정밀의학 중심으로 재편되고 있다. 2025년 글로벌 바이오 벤처투자 총액은 285억 달러를 기록했으며, 이 중 정밀의학 관련 투자가 38.7%인 110억 달러를 차지했다. 한국의 경우 2025년 바이오 벤처투자가 전년 대비 45.2% 증가한 2조 8,400억 원을 기록했으며, 이 중 60% 이상이 AI 기반 신약개발과 정밀의학 분야에 집중되었다. 특히 주목할 점은 해외 투자자들의 한국 바이오 기업에 대한 관심이 급증하고 있다는 것인데, 2025년 해외 투자 비중이 전체의 32.1%로 전년(18.7%) 대비 크게 증가했다.
규제 환경의 변화도 바이오테크놀로지 산업 발전에 중요한 영향을 미치고 있다. 한국 식품의약품안전처는 2026년 1월 ‘AI 기반 신약개발 가이드라인’을 발표하며 AI 기술을 활용한 신약개발 프로세스의 승인 기준을 명확히 했다. 이는 세계 최초로 AI 신약개발에 대한 포괄적인 규제 프레임워크를 제시한 것으로, 글로벌 바이오 기업들의 한국 진출과 한국 기업들의 해외 진출에 모두 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상된다. 미국 FDA도 2025년 말 유사한 가이드라인 초안을 발표했으며, 2026년 상반기 중 최종 확정할 예정이어서 글로벌 표준화가 가속화될 것으로 전망된다.
바이오테크놀로지 산업의 미래를 좌우할 또 다른 핵심 요소는 데이터의 활용과 보안이다. 개인 유전정보와 의료 데이터의 활용이 확대되면서 데이터 보안과 개인정보 보호에 대한 우려도 함께 증가하고 있다. 이에 대응하여 블록체인 기반 의료 데이터 관리 솔루션 시장이 2025년 15억 달러에서 2026년 24억 달러로 60% 성장할 것으로 예상된다. 한국의 메디블록은 이 분야의 선도 기업으로, 2025년 말 기준 전 세계 150개 의료기관과 파트너십을 체결하며 300만 명의 환자 데이터를 안전하게 관리하고 있다. 이러한 데이터 인프라의 구축은 정밀의학과 AI 기반 신약개발의 핵심 기반이 되고 있어, 바이오테크놀로지 산업 전반의 경쟁력 강화에 중요한 역할을 하고 있다.
이러한 변화의 물결 속에서 바이오테크놀로지 산업은 2026년을 기점으로 새로운 성장 궤도에 진입할 것으로 전망된다. AI 기술의 성숙화, 정밀의학의 상용화, 그리고 글로벌 규제 환경의 정비가 동시에 진행되면서 업계 전반의 혁신 속도가 더욱 가속화될 것으로 예상된다. 특히 한국 바이오 기업들이 글로벌 시장에서 차별화된 경쟁력을 확보해 나가고 있어, 향후 5년간 한국이 아시아 바이오 허브로 부상할 가능성이 높아 보인다. 투자자들과 업계 관계자들은 이러한 구조적 변화를 면밀히 주시하며 장기적 관점에서 포트폴리오 전략을 수립해야 할 시점에 와 있다.
*본 분석은 공개된 시장 정보와 업계 동향을 바탕으로 작성되었으며, 투자 결정 시 추가적인 실사와 전문가 상담을 권장합니다.*
