Marktbericht zu Terahertz-Technologien: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Technologie (Terahertz-Bildgebungssystem, Terahertz-Spektroskopiesystem, Kommunikationssystem), nach Endnutzer (Gesundheitswesen, Verteidigung und Sicherheit, Telekommunikation, Industrie, Lebensmittel und Landwirtschaft, Labore, Sonstige) und nach Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika) – Prognosen für 2026–2034

Wachstumsfaktoren des Marktes für Terahertz-Technologien

Steigende Nachfrage im medizinischen Sektor

Die Terahertz-Technologie findet zunehmend Anwendung im Gesundheitswesen, unter anderem in der biomedizinischen Bildgebung, der Terahertz-Bildgebung und -Spektroskopie zur Krebsfrüherkennung. Dank ihrer Präzision und Genauigkeit ermöglicht sie zudem die Echtzeit-Bestätigung der vollständigen Entfernung des Tumorgewebes, wodurch die Anzahl der Operationen reduziert und eine frühere und präzisere Diagnose ermöglicht wird.

Darüber hinaus hat die Möglichkeit, mittels Terahertz-Strahlung hochauflösende spektroskopische Bilder zu erzeugen, die Diagnose vieler chronischer und damit verbundener Erkrankungen deutlich vereinfacht. Der erste Schritt zur Etablierung dieser Technologie im Gesundheitswesen war die Substitution herkömmlicher Röntgen- und Infrarotstrahlen durch Terahertz-Strahlung, was das Marktwachstum im Prognosezeitraum vorantreibt. Die THz-Bildgebung ermöglicht 3D-Analysen von Tabletten, beispielsweise die Bestimmung der Beschichtungsintegrität und -dicke, die Erkennung und Identifizierung lokaler chemischer oder physikalischer Strukturen im Kern (z. B. Risse oder chemische Agglomeration) sowie die Untersuchung eingebetteter Schichten auf Delamination und Integrität.

Das Auftreten neuer Krankheiten wie COVID-19, die Ausweitung regulatorischer Normen weltweit, der Fokus aufBevölkerungsgesundheitsmanagementInnovationen, besser informierte Kunden und die Weiterentwicklung fortschrittlicher Technologien tragen zur steigenden Nachfrage nach Terahertz-Technologien im Gesundheitswesen bei. Darüber hinaus findet die Terahertz-Technologie aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile gegenüber anderen zerstörungsfreien Prüfverfahren zunehmend Anwendung in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Im Gegensatz zu Röntgen- oder UV-Strahlung verändern Terahertz-Wellen die chemische Struktur des untersuchten Materials nicht und sind aufgrund ihrer geringen Energie für Menschen ungefährlich. Die Terahertz-Technologie stellt daher ein vielversprechendes Werkzeug für die industrielle Qualitätskontrolle dar.

Terahertz-Strahlen ermöglichen die Visualisierung des Inhalts versiegelter Verpackungen und eine klare und vollständige Untersuchung der inneren Struktur von Gegenständen (Produktqualitätskontrolle). Dadurch sind sie ein unverzichtbarer Bestandteil der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Zu den möglichen Anwendungsbereichen der Terahertz-Technologie gehört der Schutz von Regierungsgebäuden und anderen öffentlichen Einrichtungen.

Weitverbreitete Sicherheitsanwendungen

Sicherheitsbedenken sind weltweit ein großes Problem. Aufgrund der Zunahme terroristischer Aktivitäten haben Regierungen und private Unternehmen hohe Summen investiert. Sicherheitskontrollen und Überwachung sind an Flughäfen und anderen sicherheitsrelevanten Orten, an denen Terroranschläge verübt werden könnten, ein Grund zur Sorge. Darüber hinaus bietet die Technologie vielfältige Möglichkeiten zur Erkennung von Terroranschlägen.metallischFür die Untersuchung nichtmetallischer Verbindungen wird der Einsatz der Terahertz-Technologie in diesen Regionen befürwortet. Die Terahertz-Technologie kann einige undurchsichtige Materialien durchdringen und so die Struktur von Objekten in versiegelten Verpackungen erfassen. Dadurch stellt sie einen idealen Ersatz für die derzeit an Sicherheitsterminals verwendeten Scantechnologien dar.

Darüber hinaus kann die Terahertz-Technologie gefährliche Substanzen aus der Ferne identifizieren, da die meisten Materialien im Terahertz-Bereich einzigartige Spektraleigenschaften aufweisen und somit von den Behörden leicht erkannt werden können. Die Stärke der Terahertz-Technologie zeigt sich besonders in der Kombination von Spektralanalyse und Bildgebung zur umfassenden Beschreibung des jeweiligen Objekts. Sie kann für maximale Sicherheit an wichtigen Sicherheitsstandorten eingesetzt werden. Weiterhin ermöglicht sie die Durchführung von Ganzkörper- oder Teilkörperscans und anderen relevanten Untersuchungen.SicherheitskontrolleDie Tatsache, dass lebenswichtige Organe keiner Strahlung ausgesetzt werden, war ein wesentlicher Faktor für die zunehmende Akzeptanz der Terahertz-Technologie in der Sicherheitsbranche. Kunststoffe, Keramik und Polymere sind gängige undurchsichtige Bauteile, die im Terahertz-Bereich transparent sind und sich daher mit Hilfe der Terahertz-Technologie detektieren lassen.

Generell dürfte der zunehmende Einsatz der Terahertz-Technologie in verschiedenen Sicherheitsanwendungen das Marktwachstum im Prognosezeitraum vorantreiben.

Marktbeschränkungen

Mangelndes Bewusstsein

Ein wesentliches Hindernis für die Markteinführung der Terahertz-Technologie war bisher das mangelnde Verständnis für diese Technologie. Die Forschung hat zwar bedeutende Fortschritte bei der Erschließung des Technologiepotenzials erzielt, indem sie wichtige Vorteile identifiziert hat, die einen neuen Markt eröffnen können. Dennoch stellt das fehlende Verständnis für das Thema, insbesondere in Schwellenländern, ein zentrales Hindernis für die Marktexpansion dar. Ein weiterer kritischer Aspekt, der die Entscheidung der Endnutzer beeinflusst, sind die finanziellen Komplexitäten der Technologieinstallation in verschiedenen Anwendungsbereichen. In manchen Branchen könnten disruptive Technologien auf Skepsis der Kunden und Widerstand etablierter Marktteilnehmer stoßen.

Die Terahertz-Bildgebung ist eine relativ neue Technologie. Daher ist es schwierig, die etablierten, marktführenden Technologien zu ersetzen. Die Validierung des Nutzens und der Alleinstellungsmerkmale der Terahertz-Technologie als Dienstleistung für Endnutzer hat einige Zeit in Anspruch genommen. Die Modernisierung industrieller Anlagen wie Röntgen- und MRT-Geräte ist daher ein komplexer und zeitaufwändiger Prozess, der für Kunden mit hohen Kosten verbunden sein kann. Da Endnutzer noch nicht vollständig von den Vorteilen der Terahertz-Technologie überzeugt sind, beeinträchtigen diese Kosten deren Akzeptanz erheblich. Insgesamt dürfte ein mangelndes Verständnis der Terahertz-Technologie die Marktexpansion voraussichtlich auch in Zukunft hemmen.

Primitive Geräteinfrastruktur

Die Terahertz-Technologie ist mittlerweile kommerziell verfügbar und bietet zahlreiche Anwendungen sowie Vorteile gegenüber herkömmlichen Technologien. Die Integration dieser Technologie in Geräte für Sicherheitszwecke oder andere Anwendungen erfordert jedoch Geräte, die im Terahertz-Frequenzbereich arbeiten können. Unternehmen haben sich intensiv mit der Entwicklung solcher Instrumente auseinandergesetzt und verschiedene Schaltungen und Antennen auf einem einzigen Chip entworfen, der deutlich kleiner ist als die Abmessungen aktueller kommerzieller Produkte. Die geringe Größe des Chips erschwert die Integration eines Geräts mit einer praxistauglichen Leistung erheblich und stellt somit ein wesentliches Hindernis für die breite Anwendung der Technologie dar.

Große Unternehmen investieren hohe Summen, um das Potenzial der Terahertz-Technologie auszuschöpfen. Diese verspricht präzise und robuste Modelle, mit denen sich Gerätedesign und -funktion bei der Betriebsfrequenz bewerten und berechnen lassen. Die Geräteinfrastruktur befindet sich zwar noch im Aufbau, hat sich aber im Hinblick auf den weltweiten Einsatz der Terahertz-Technologie bereits deutlich weiterentwickelt. Insgesamt dürfte das Fehlen einer entsprechenden Geräteinfrastruktur das Marktwachstum in absehbarer Zeit jedoch bremsen.

Marktchance

Die Terahertz-Technologie gewinnt im Bereich der 6G-Konnektivität rasant an Bedeutung. Seit 2019 haben weltweit zahlreiche Initiativen und Forschungsprojekte wichtige Meilensteine ​​für die 6G-Entwicklung erreicht, insbesondere im Terahertz-Band (THz). So demonstrierten beispielsweise Forscher von Samsung Research, Samsung Research America und der University of California, Santa Barbara (UCSB) auf der IEEE International Conference on Communications (ICC 2021) im Juni 2020 eine durchgängige 140-GHz-Funkverbindung mithilfe einer volldigitalen Beamforming-Lösung und verdeutlichten damit das Potenzial der THz-Technologie für 6G.

Darüber hinaus entwickelten Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) im September 2020 ein neues Konzept für kostengünstige Terahertz-Empfänger. Diese bestehen aus einer einzigen Diode und einem speziellen Signalverarbeitungsverfahren und sind für zukünftige Mobilfunknetze der sechsten Generation (6G) vorgesehen. Diese Netze werden aus einer Vielzahl kleiner Funkzellen bestehen, die über Breitbandverbindungen miteinander verbunden sind. Verschiedene Länder erproben die Terahertz-Technologie in neuen Anwendungsbereichen wie Raumfahrt und Astronomie, was den Weg für die Kommerzialisierung ebnen wird.

Da Kunststoffe weltweit immer weiter an Bedeutung gewinnen und teure Materialien wie Keramik und Metalle ersetzen, steigt die Nachfrage nach Verbindungstechnologien für Kunststoffbauteile stetig. Insbesondere das Kunststoffschweißen soll bei korrekter Ausführung eine stabile physikalische Verbindung zwischen Polymeren herstellen. Delaminationen und Einschlüsse konnten weder mit Ultraschallwellen noch mit Röntgenstrahlen nachgewiesen werden. Terahertz-Wellen hingegen machen sowohl zerstörende als auch zerstörungsfreie Fehlerarten zwischen Polymeren sichtbar. Terahertz-Technologien wie die Terahertz-Zeitbereichsspektroskopie werden voraussichtlich auch die Lebensmittelqualitätskontrolle sowie Anwendungen in Bereichen wie Sicherheitsscanning, Materialcharakterisierung und historischer und archäologischer Forschung vorantreiben.

Im Dezember 2020 wurden an einer archäologischen Stätte in Pingabayanan, Batangas, Philippinen, Sedimente mit verschiedenen Bodenmineralien entnommen. Jede Bodenprobe wurde untersucht und aus verschiedenen Schichten bzw. Probenahmetiefen analysiert. Zur Detektion von Spurenmetallen und Mineralien wurde Terahertz-Transmissionsspektroskopie eingesetzt, deren Ergebnisse gut mit den konventionellen Charakterisierungsmethoden übereinstimmten. Insgesamt können verschiedene Branchen aufgrund der vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von den besonderen Vorteilen der THz-Technologie profitieren. Mit zunehmender Systemstabilität, Messgeschwindigkeit und Kosteneffizienz dürften THz-Systeme noch wettbewerbsfähiger werden.

Regionale Einblicke

Nordamerika wird voraussichtlich den größten Marktanteil halten und bis 2030 einen Wert von 1.029 Millionen US-Dollar erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 21,6 % entspricht. Hauptgrund hierfür ist der steigende…HeimatschutzProbleme, Investitionen in die Verteidigung und zunehmende Forschung und Entwicklung. Darüber hinaus wird die Nachfrage der Region nach Terahertz-Technologie durch strenge staatliche Anforderungen an die Sicherheit und Fertigung von Luft- und Raumfahrttechnologien in den Vereinigten Staaten sowie durch die sich rasch entwickelnde Automobil- und Luftfahrtindustrie angetrieben.

Markttrends in Europa

Europa ist mit einem Umsatz von 102 Millionen US-Dollar im Jahr 2021 der zweitgrößte Markt für Terahertz-Technologien. Großbritannien verfügt über eines der fortschrittlichsten Gesundheitssysteme weltweit. Als Vorreiter bei der Einführung moderner Technologien hat das Land den Aufstieg fortschrittlicher Technologien im Gesundheitswesen maßgeblich vorangetrieben. Darüber hinaus beflügeln staatliche Initiativen im Bereich der nationalen Sicherheit, der Terrorismusbekämpfung und der Notwendigkeit, sich vor der zunehmenden Kriminalität zu schützen, die Branche.

Der Markt für Terahertz-Technologien im asiatisch-pazifischen Raum wird voraussichtlich ein stetiges Wachstum verzeichnen und 2021 einen Wert von 95 Millionen US-Dollar erreichen. Treiber dieses Wachstums sind die zunehmende Anzahl von Herstellern in Ländern wie China und Japan sowie die steigende Nachfrage nach speziellen Sicherheitsmaßnahmen im Medizin- und Verteidigungssektor. Die wachsende Verbreitung der Terahertz-Technologie aufgrund ihrer Fähigkeit, Barrieren zu durchdringen, ohne Schaden anzurichten, und der Einsatz von Terahertz-Systemen in Forschung und Entwicklung tragen ebenfalls zum Marktwachstum bei.

Der Rest der Welt weist den geringsten Marktanteil auf. Im Jahr 2021 belief sich der Marktumsatz auf 45,6 Millionen US-Dollar. Zunehmende terroristische und kriminelle Aktivitäten veranlassen Regierungen in verschiedenen Ländern der Region zudem dazu, eine robustere Sicherheitsinfrastruktur aufzubauen, was das Marktwachstum ankurbelt.

Technologie-Einblicke

Der globale Markt für Terahertz-Bildgebung wird Prognosen zufolge bis 2030 ein Volumen von 1.808 Millionen US-Dollar erreichen und mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 23,1 % wachsen. Die Entwicklung vollelektronischer Scanner zur Bedrohungserkennung aus der Ferne erfordert umfangreiche Forschung, um schnelle Sensoren und Kamerasysteme für hochauflösende Bildgebung zu gewährleisten. Dank des Fortschritts in der Bildgebungstechnologie und der Weiterentwicklung der grundlegenden Terahertz-Wellentheorie gewinnen Anwendungen der Terahertz-Bildgebung zunehmend an Bedeutung.

In der Terahertz-Spektroskopie werden elektromagnetische Wellen mit Frequenzen von einigen hundert Gigahertz bis zu mehreren Terahertz (THz) eingesetzt, um die Eigenschaften von Materie zu erfassen und zu beeinflussen. Es wird erwartet, dass die Terahertz-Spektroskopie im Prognosezeitraum rasant zunehmen wird. Materialeigenschaften werden mittels Terahertz-Spektroskopie überwacht und gesteuert. Die Technologie liefert quantitative und qualitative Informationen über Lebensmittelproben. Terahertz-Spektrometer werden zunehmend in der Lebensmittel- und Verarbeitungsindustrie zur Inspektion, Qualitätskontrolle und Feuchtigkeitsmessung eingesetzt, was zum Marktwachstum beiträgt.

Endnutzer-Einblicke

Im Bereich der Endanwendungen ist der Verteidigungs- und Sicherheitssektor der größte Marktteilnehmer. Fortschritte im Terahertz-Bereich, wie z. B. sichere Terahertz-Kommunikation, die Detektion chemischer und biologischer Kampfstoffe sowie Anti-Stealth-Ultrabreitbandradar, werden den Markt im Prognosezeitraum voraussichtlich maßgeblich antreiben. Der globale Markt für die Verteidigungs- und Sicherheitsindustrie wird im Jahr 2030 voraussichtlich ein Volumen von 983 Millionen US-Dollar erreichen und mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 22,6 % wachsen.