합성생물학의 상업화 전환점
2026년 1월, 글로벌 합성생물학 산업이 실험실 단계를 넘어 본격적인 상업화 궤도에 진입했다는 분석이 업계 전반에서 제기되고 있다. 맥킨지앤컴퍼니의 최신 보고서에 따르면, 합성생물학 시장 규모는 2025년 328억 달러에서 2026년 420억 달러로 28% 성장했으며, 이는 기존 예측치를 15% 상회하는 수준이다. 특히 주목할 점은 연구개발 단계의 투자가 아닌 실제 상용화 매출이 전체 시장 성장의 67%를 견인했다는 것이다. 이러한 변화는 합성생물학이 더 이상 미래 기술이 아닌 현재 산업의 핵심 동력으로 자리잡았음을 의미한다.
미국 보스턴 소재 Ginkgo Bioworks는 이러한 전환의 상징적 기업으로 평가받고 있다. 2025년 4분기 실적 발표에서 동사는 전년 동기 대비 156% 증가한 2억 3천만 달러의 매출을 기록했다고 발표했다. 더욱 의미 있는 것은 매출 구성의 변화다. 2024년까지 전체 매출의 78%를 차지했던 연구개발 서비스 수익이 52%로 감소한 반면, 실제 바이오제조 및 생산 관련 매출이 48%로 급증했다. 이는 합성생물학 기업들이 연구 중심에서 생산 중심으로 사업 모델을 전환하고 있음을 보여주는 명확한 지표다.
한국의 바이오제조업체들도 이러한 글로벌 트렌드에 적극적으로 편승하고 있다. 인천 송도에 본사를 둔 삼성바이오로직스는 2025년 말 합성생물학 기반 바이오의약품 생산 전용 라인을 완공했으며, 연간 생산 능력을 기존 36만 리터에서 52만 리터로 확대했다. 동사 관계자는 “합성생물학을 활용한 바이오의약품 생산이 기존 방식 대비 생산 시간을 40% 단축시키고 수율을 25% 향상시켰다”고 밝혔다. 이에 따라 삼성바이오로직스의 2026년 1분기 수주 잔고는 전년 동기 대비 89% 증가한 47억 달러를 기록했다.
셀트리온 역시 합성생물학 분야 투자를 가속화하고 있다. 인천 연수구 본사의 동사는 2025년 하반기부터 합성생물학 기반 바이오시밀러 개발에 본격 착수했으며, 향후 3년간 총 8천억 원을 투자할 계획이라고 발표했다. 특히 주목할 점은 셀트리온이 기존 항체 바이오시밀러 중심에서 합성생물학을 활용한 새로운 치료제 개발로 포트폴리오를 다각화하고 있다는 것이다. 이러한 전략적 전환은 글로벌 바이오제약 시장에서 합성생물학의 중요성이 급격히 증대되고 있음을 반영한다.
기술 혁신과 비용 효율성의 동시 달성
합성생물학의 상업적 성공을 이끄는 핵심 요인은 기술적 혁신과 경제적 효율성의 동시 달성이다. 네이처 바이오테크놀로지 저널의 2026년 1월 연구에 따르면, 합성생물학을 통한 바이오제조 공정은 전통적인 화학 합성 방식 대비 생산 비용을 평균 35% 절감시키는 것으로 나타났다. 더욱 중요한 것은 생산 시간의 단축이다. 기존 6-8개월이 소요되던 복잡한 화합물 생산이 합성생물학을 통해 2-3개월로 단축되면서, 시장 대응 속도가 획기적으로 개선되고 있다.
캘리포니아 에머리빌 소재 Zymergen(현재 Ginkgo Bioworks에 인수됨)의 사례는 이러한 효율성 개선을 구체적으로 보여준다. 동사가 개발한 합성생물학 기반 산업용 효소 생산 플랫폼은 기존 방식 대비 생산성을 312% 향상시켰다. 구체적으로 1리터당 효소 생산량이 기존 2.3그램에서 9.5그램으로 증가했으며, 생산 단가는 킬로그램당 847달러에서 312달러로 63% 감소했다. 이러한 극적인 개선은 합성생물학이 단순한 기술적 혁신을 넘어 산업 경쟁력의 핵심 요소로 자리잡고 있음을 보여준다.
한국의 한미약품은 합성생물학을 활용한 신약 개발에서 주목할 만한 성과를 거두고 있다. 서울 송파구 본사의 동사는 2025년 합성생물학 기반 항암제 후보물질 3개의 전임상 시험을 성공적으로 완료했으며, 이 중 2개 물질이 기존 화학 합성 방식으로는 생산이 불가능한 복잡한 구조를 가지고 있다고 발표했다. 특히 HM-2847로 명명된 후보물질의 경우, 합성생물학을 통해서만 생산 가능한 독특한 3차원 구조를 가지고 있어 기존 항암제 대비 선택성이 4.7배 향상된 것으로 나타났다. 이에 따라 한미약품의 2026년 연구개발 투자는 전년 대비 23% 증가한 2,340억 원으로 확대될 예정이다.
글로벌 제약업계의 합성생물학 도입 속도도 가속화되고 있다. 매사추세츠 캠브리지 소재 Biogen은 2025년 말 합성생물학 전담 연구소를 신설하고 향후 5년간 12억 달러를 투자하겠다고 발표했다. 동사는 특히 알츠하이머 치료제 개발에 합성생물학을 적용하여 기존 방식으로는 생산이 어려운 복합 단백질 치료제 개발에 집중하고 있다. 캘리포니아 포스터시티 소재 Gilead Sciences 역시 2025년 합성생물학 스타트업 3곳에 총 4억 7천만 달러를 투자하며 이 분야에 대한 적극적인 관심을 보이고 있다.
이러한 대규모 투자와 기술 혁신의 결과로, 합성생물학 기반 제품들의 시장 진입이 본격화되고 있다. 2026년 1월 현재 미국 FDA 승인을 받은 합성생물학 기반 의약품은 총 23개로, 2024년 12개에서 92% 증가했다. 유럽의약품청(EMA)의 승인 제품도 18개로 전년 대비 125% 증가했다. 이는 규제 당국들이 합성생물학 기술의 안전성과 효능을 인정하기 시작했음을 의미하며, 향후 상업화 속도가 더욱 가속화될 것으로 예상된다.
시장 분석가들은 이러한 기술적 성숙도와 경제적 효율성의 결합이 합성생물학 산업의 본격적인 성장 단계 진입을 의미한다고 평가하고 있다. 골드만삭스의 바이오테크 분석팀은 “2026년이 합성생물학 산업의 ‘틸팅 포인트(전환점)’가 될 것”이라며 “기술적 혁신과 상업적 실현 가능성이 동시에 입증되면서 대규모 자본 유입과 시장 확산이 본격화될 것”이라고 전망했다.
글로벌 경쟁 구도와 투자 동향
합성생물학 분야의 글로벌 경쟁이 치열해지면서 각국 정부와 기업들의 투자 규모가 급격히 확대되고 있다. 2025년 글로벌 합성생물학 분야 벤처캐피털 투자는 총 87억 달러로 전년 대비 34% 증가했으며, 이 중 67%가 상업화 단계의 기업들에 집중되었다. 특히 주목할 점은 초기 단계 연구개발에 대한 투자 비중이 감소하고, 실제 생산 및 상용화 능력을 갖춘 기업들에 대한 투자가 급증했다는 것이다. 이러한 투자 패턴의 변화는 합성생물학 산업이 연구 중심에서 상업화 중심으로 무게중심이 이동하고 있음을 명확히 보여준다.
미국은 여전히 합성생물학 분야의 선두주자 역할을 하고 있다. 2025년 미국 내 합성생물학 관련 특허 출원은 4,267건으로 전년 대비 18% 증가했으며, 이는 전 세계 특허 출원의 41%에 해당한다. 특히 Ginkgo Bioworks, Synthetic Genomics, Twist Bioscience 등 주요 미국 기업들의 특허 포트폴리오가 지속적으로 확장되고 있다. Ginkgo Bioworks의 경우 2025년 한 해 동안 327건의 새로운 특허를 출원했으며, 이는 동사 설립 이래 연간 최대 규모다. 이러한 지적재산권 확보 경쟁은 향후 시장 지배력 확보를 위한 핵심 전략으로 인식되고 있다.
중국 역시 합성생물학 분야에서 빠른 추격을 보이고 있다. 중국 정부는 2025년 ‘합성생물학 발전 5개년 계획’을 발표하며 2030년까지 총 200억 달러를 투자하겠다고 밝혔다. 특히 베이징, 상하이, 선전을 중심으로 합성생물학 산업 클러스터를 구축하고 있으며, BGI Genomics, WuXi Biologics 등 기존 바이오 기업들이 합성생물학 사업 영역을 확대하고 있다. 중국의 합성생물학 시장 규모는 2025년 32억 달러에서 2026년 45억 달러로 41% 성장할 것으로 예상되며, 이는 글로벌 평균 성장률을 크게 상회하는 수준이다.
유럽 연합도 ‘Horizon Europe’ 프로그램을 통해 합성생물학 연구에 대한 지원을 확대하고 있다. 2025년 EU는 합성생물학 관련 연구 프로젝트에 총 15억 유로를 지원했으며, 2026년에는 이를 19억 유로로 확대할 예정이다. 독일의 Evonik Industries, 네덜란드의 DSM, 스위스의 Novartis 등 유럽 기업들도 합성생물학 분야 투자를 가속화하고 있다. 특히 Evonik은 2025년 독일 에센에 합성생물학 전용 생산 시설을 완공했으며, 연간 생산 능력 2만 톤 규모로 유럽 최대 규모다.
한국 정부도 합성생물학을 차세대 성장동력으로 인식하고 정책적 지원을 확대하고 있다. 과학기술정보통신부는 2025년 ‘합성생물학 기술개발 및 상용화 지원 방안’을 발표하며 2030년까지 총 1조 2천억 원을 투자하겠다고 밝혔다. 이 중 60%는 기업의 상용화 지원에, 40%는 기초 연구에 투입될 예정이다. 또한 판교, 대덕, 오송을 중심으로 합성생물학 특화 산업단지를 조성하여 관련 기업들의 집적화를 추진하고 있다. 이러한 정부 지원에 힘입어 한국의 합성생물학 시장은 2025년 8억 달러에서 2026년 12억 달러로 50% 성장할 것으로 전망된다.
벤처캐피털과 사모펀드들의 합성생물학 분야 투자도 크게 증가하고 있다. 2025년 세계 최대 규모의 합성생물학 전용 펀드인 ‘Synthetic Biology Fund III’가 27억 달러 규모로 결성되었으며, 이는 전작 펀드 대비 80% 증가한 규모다. 또한 기존 제약 및 화학 기업들의 인수합병도 활발해지고 있다. 2025년 한 해 동안 합성생물학 분야 M&A 거래는 총 23건, 거래 규모는 156억 달러로 전년 대비 각각 35%, 67% 증가했다. 이러한 활발한 투자와 M&A 활동은 합성생물학 산업의 성숙도가 높아지고 있음을 보여주는 지표다.
글로벌 경쟁 구도에서 주목할 점은 기술 분야별 특화 전략이 뚜렷해지고 있다는 것이다. 미국 기업들은 플랫폼 기술과 소프트웨어 분야에서 강세를 보이고 있으며, 유럽 기업들은 지속가능한 화학 소재 생산에 집중하고 있다. 중국은 대량 생산 및 상용화 역량에서 경쟁력을 보이고 있으며, 한국은 바이오의약품 제조 분야에서 독특한 위치를 확보하고 있다. 이러한 지역별 특화 전략은 향후 글로벌 합성생물학 생태계의 분업 구조를 형성할 것으로 예상되며, 각국 기업들의 협력과 경쟁이 동시에 확대될 것으로 전망된다.
업계 전문가들은 2026년이 합성생물학 산업의 글로벌 경쟁 구도가 확정되는 중요한 해가 될 것이라고 평가하고 있다. 현재까지의 투자와 기술 개발 성과를 바탕으로 향후 5-10년간 시장 지배력이 결정될 가능성이 높으며, 이에 따라 각국 정부와 기업들의 투자 경쟁이 더욱 치열해질 것으로 예상된다. 특히 핵심 기술 분야에서의 지적재산권 확보와 상용화 역량 구축이 경쟁의 핵심 요소가 될 것으로 분석되고 있다.
합성생물학 산업의 2026년 현황을 종합해보면, 기술적 성숙도와 상업적 실현 가능성이 동시에 입증되면서 본격적인 산업화 단계에 진입했다고 평가할 수 있다. 특히 생산 비용 절감과 효율성 향상이 구체적인 수치로 입증되면서 전통적인 화학 및 제약 산업의 패러다임 변화가 가속화되고 있다. 글로벌 경쟁이 치열해지는 가운데 각국 정부와 기업들의 대규모 투자가 지속되고 있으며, 이는 향후 몇 년간 합성생물학 시장의 폭발적 성장을 예고하고 있다. 한국 기업들도 바이오제조 분야에서의 기존 경쟁력을 바탕으로 합성생물학 시대의 새로운 기회를 적극적으로 모색해야 할 시점이다.
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