セラミックマトリックス複合材料市場：製品別（酸化物、炭化ケイ素、炭素）、用途別（航空宇宙、防衛、エネルギーおよび電力）、地域別の情報 — 2030年までの予測

市場概況

世界のセラミックマトリックス複合材の市場規模は、2021年に30億6,000万米ドルと評価され、 2030年までに90億4,000万米ドルに達すると予測されており、2022年から2030年にかけて12.79%のCAGRで増加します。

自動車環境におけるセラミック基複合材 (CMC) の応用は、セラミック基複合材市場で注目されている最新のトレンドです。 CMC は車両の総重量の軽減に貢献し、これにより車両が高レベルの燃料効率を達成し、汚染レベルを低減することが可能になります。世界中でますます厳格化する環境規制を考慮すると、CMC に対する市場の需要は今後数年間で拡大すると予想されます。

CMC は優れた機械的品質と高い強度重量比を備えているため、航空宇宙産業ではこれらの材料の需要が増加しています。その結果、これらの材料の供給が不足し始めています。これらは、高速機械部品、送電線、ヘリコプターのローターブレードスリーブ、戦闘機の腹フィン、ジェットエンジンのファンなどに使用されています。国際貿易に関わる業務の要件を満たすために、特にヨーロッパ諸国で航空機の生産が大幅に増加しました。将来的には、航空機の製造の予想される増加により、セラミックマトリックス複合材料の市場が拡大すると予想されます。

市場動向

世界のセラミックマトリックス複合材料市場の推進力

• 軽量で燃費の良い自動車の需要は高い

地球規模の汚染と地球への炭素の影響を除去する緊急の必要性が生じています。汚染を減らすために、世界中の政府は排出ガスの少ない、燃費の良い自動車の使用を推進しています。このため、自動車メーカーにとって、効率を高めるためには車両の重量を軽減することが重要です。その結果、燃料費の高騰はあまり問題にならず、二酸化炭素排出量も削減されます。これは科学技術開発の分野でさまざまな活動を引き起こした。その結果、効率の向上、燃料費の削減、汚染の軽減、軽量自動車の製造などのニーズが高まっているため、セラミックマトリックス複合材料の必要性が高まっています。

研究開発により、現在の技術よりも軽量で特性が改善され、構造効率が向上したセラミックマトリックス複合材料を製造するための新技術の開発が行われてきました。この高度な技術革新の結果、複合材の製造コストとサイクルタイムが削減されることが期待されます。このような技術は、軽量セラミックマトリックス複合材料ベースの製品に対する需要の高まりに応えるために使用でき、この拡大の結果として市場は成長すると考えられます。

• 新興国の自動車セクターの成長が牽引役

セラミックマトリックス複合材料は、引張強度が高く、高温に対する耐性が高いため、自動車用途に適しています。セラミックマトリックス複合材料は、自動車メーカーによってエンジンコンポーネントに好まれています。この結果、セラミックマトリックス複合材料市場が成長しました。セラミックマトリックス複合材は、従来の複合材よりも軽量で耐久性に優れていることに加えて、非常に高い温度にも耐えることができます。耐熱性と、冷却をほとんどまたはまったく行わなくても機能する機能により、モーターの動作時に必要な冷却空気の量が削減されます。

セラミックマトリックス複合材料は、その軽量かつ効率的な特性により、自動車エンジンにおいて従来の合金や金属部品に取って代わるものと期待されています。中国、インド、日本などの発展途上国では自動車の需要が高まっています。国際自動車工業機関によると、中国の年間自動車生産量は 3.2% 増加し、世界最大の自動車市場であり続けています。輸入自動車および自動車部品の関税引き下げや自動車生産台数の増加などの要因により、自家用車および商用車の生産が増加するにつれて、セラミック基複合材料の需要は増加すると予想されます。

世界のセラミックマトリックス複合材料市場の制約

• 代替金属や合金よりも高価

比較的、セラミックマトリックス複合材料は、同じ範囲の用途で使用されている他の金属や合金よりも高価です。主に、セラミック繊維の価格がセラミックマトリックス複合材料を決定します。カーボン/カーボンセラミックマトリックス複合材は、世界中で高まるCFおよびCFRP製品の需要を満たすためにカーボンファイバーが大規模に製造されるため、炭化ケイ素/炭化ケイ素や酸化物/酸化物セラミックマトリックス複合材よりも安価です。世界のアルミナおよび炭化ケイ素繊維の製造量も非常に少ないです。

セラミック基複合材料の作成にも大量のエネルギーが必要となり、最終製品の価格が大幅に上昇します。加工温度が高いと製造プロセスがより複雑になり、価格が上昇します。市場拡大にとってさらに問題となるのは、高価な原材料と長い製造時間によりコストが増加するという事実です。このような要因が市場の拡大を妨げると予測されます。

どの機会がセラミックマトリックス複合材料市場の成長を妨げる可能性がありますか?

• 極度の高温で使用するセラミックマトリックス複合材料の開発

UHTC としても知られる超高温セラミックに関する最近の研究では、これらの材料が摂氏 2000 度以上の温度でも耐侵食性に優れていることが実証されました。その一方で、熱衝撃や損傷には耐えられません。 C3HARME プロジェクトの目的は、これらの技術的限界を回避するために自己修復可能な超高温セラミックマトリックス複合材料 (UHTCMC) を開発することです。これは、セラミックマトリックス複合材料 (CMC) と超高温セラミック (UHTC) の有利な特性を組み合わせることで実現されます。その結果、優れた品質を有するCMCを利用した新しい製品の生産は、大きな利益をもたらすことが期待されています。

分析

世界のセラミックマトリックス複合材料市場シェアは、製品別、用途別、地域別（または地理別）に応じてさまざまなセグメントに分割されています。

製品ごとに、世界のセラミックマトリックス複合材料市場は、酸化物、炭化ケイ素、カーボン、その他に分割されています。 2021 年には、酸化物製品セグメントが市場を支配し、世界売上高の 30% 以上を占めました。酸化物複合材料の改良された機能、無酸化性および高い破壊靱性、さらにはよりコスト効率の高い製造技術により、航空宇宙、防衛、エネルギーおよび電力用途の需要が促進されると予測されています。

予測期間中、炭化ケイ素セグメントは収益面で 13.1% の CAGR で成長すると予想されます。この部門の最も大きな成長の障害は、炭化ケイ素セラミックマトリックス複合材料の開始価格の高さです。清掃や再配置のコスト、および使用中や輸送中に発生するその他の支出により、需要の増加が制限されます。

世界的なCFおよびCFRP製品の需要の高まりに応えるための炭素繊維の大量生産により、炭素製品は2021年も主要な市場シェアを維持した。炭素または炭素セラミックマトリックス複合材料は、炭化ケイ素/炭化ケイ素または酸化物または酸化物よりもはるかに安価である。セラミックマトリックス複合材料。

世界のセラミックマトリックス複合材料市場は、アプリケーションごとに、航空宇宙、防衛、エネルギーと電力、電気と電子、その他に分割されています。 2021 年には航空宇宙アプリケーション カテゴリが市場を支配し、世界売上高の 40% 以上を占めました。航空機用の機首、舵、フィン、前縁、胴体翼、ホットストラクチャー、セラミックタイル、およびパネルに対する消費者の需要は、予測期間を通じて航空宇宙市場で増加すると予想されます。

これらの複合材料は、防御セグメントにおける優れた衝撃強度と高い硬度により、小火器兵器システムの防弾装甲および絶縁体を構築するのに適しています。特定の形態のエネルギーと光は、セラミック材料ではほとんど透明です。その結果、赤外線ドーム、センサー シールド、マルチスペクトル ウィンドウはすべて一般的な用途になります。

CMC 材料の最も急速に成長しているアプリケーション カテゴリは、エネルギーと電力であると予測されています。 CMC の高温安定性は、耐酸化性と耐放射線性の向上とともに、核分裂および核融合活動に最適です。

エレクトロニクス産業では、セラミックマトリックス複合材料がアイソレーターとして一般的に使用されています。熱伝導率が高いため、電子回路にも使用できます。レーザーダイオード、LED、人工歯、燃料電池、その他の用途向けのセラミックスも市場を推進すると予測されています。

世界のセラミックマトリックス複合材料市場は、地域または地域ごとに、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、ラテンアメリカ、中東およびアフリカに分割されています。 2021年には北米地域が市場を独占し、世界売上高の約45％を占めた。大手航空会社の存在感、航空機部品製造用のセラミックマトリックス部品の作成への投資、防衛装備をアップグレードするための政府機関との提携はすべて、北米でのCMC需要を促進すると予想されている。

アジア太平洋地域における石油の過剰消費により、天然ガスなどの代替エネルギー源に重点を置いた、エネルギー安全保障への需要が高まっています。その結果、セラミックマトリックス複合材料がこの市場で重要な役割を果たすことが期待されています。さらに、燃料効率の高い航空機エンジンに対する需要の増加により、市場は運用コストの削減を目指すことになります。

地域分析

世界のセラミックマトリックス複合材市場シェアは、地理的に北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、ラテンアメリカ、中東およびアフリカに分割されています。

2021 年には北米地域が市場を支配し、世界中で生み出された総収益の 45% 以上を占めました。北米でのCMC需要を促進すると予想される重要な要素には、大手航空会社の存在、航空部品を製造するためのセラミックマトリックス部品の確立への投資、防衛装備のアップグレードのための政府機関との提携などが含まれる。さらに、北米における CMC の需要は、これらの要因の存在によって促進されると予想されます。

アジア太平洋地域の石油の過剰消費により、同地域の焦点を天然ガスなどの代替エネルギー源からの発電に移すことで、エネルギー安全保障を確保することの重要性が高まっている。このため、セラミックマトリックス複合材料がこの分野で重要な役割を果たす可能性が十分にあります。さらに、燃料消費量の少ない航空機エンジンに対するニーズの拡大は、この市場の成長の主要な推進力となり、最終的には全体の運用コストの削減に貢献すると考えられます。

航空宇宙分野の技術進歩はラテンアメリカ諸国に利益をもたらすことが期待されています。その結果、この地域は米国の航空産業にとって最も重要な製造拠点の一つとなる可能性が高い。この市場は、さまざまな業界、特に航空宇宙、自動車、電気・電子、エネルギー・電力部門からの需要の増加によって推進されると考えられます。

中東やアフリカでの生産コストの低下により海外からの投資が増加し、市場に好影響を与えるだろう。さらに、新技術の開発は、この地域の航空宇宙製造に役立つことが期待されており、それがひいてはこの地域の市場を活性化すると予想されます。

最近の動向

• 2022年4月 -京セラ株式会社は、有機半導体パッケージと水晶デバイスパッケージの生産を拡大する、日本最大の工場を開発する予定です。塩田康一鹿児島県知事、田中良二薩摩川内市長、京セラ幹部らは2022年4月20日に署名し、鹿児島の川内工場キャンパスは来月着工する。
• 2022 年 4 月 -宇部興産株式会社は、新しいブランドタグライン「Transform Tomorrow Today」の導入を発表しました。当社は、化学業界を中心とした新たな経営体制への移行と、2022年4月1日付で商号を「UBE株式会社」に変更することに伴い、これに伴い新たなスローガンを制定しました。