セラミックマトリックス複合材料市場 サイズと展望 2025-2033

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セラミックマトリックス複合材料市場の成長要因

軽量で燃費の良い自動車への需要が高まっている

地球規模の汚染と地球への炭素排出量を削減することが急務となっています。汚染を削減するため、世界各国政府は排出量の少ない燃費の良い自動車の普及を推進しています。そのため、自動車メーカーは効率向上のために車両の軽量化が不可欠です。その結果、燃料費の上昇は軽減され、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活発な動きを引き起こしました。その結果、効率向上、燃料費の削減、汚染の低減、そして自動車の軽量化へのニーズが高まり、セラミックマトリックス複合材料の需要が高まっています。

研究開発により、現行技術よりも軽量でありながら、特性と構造効率を向上させ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が開発されました。この高度なイノベーションにより、複合材料の製造コストとサイクルタイムの削減が期待されます。こうした技術は、軽量セラミックマトリックス複合材をベースとした製品に対する需要の高まりに対応するために活用でき、市場はこうした拡大によって拡大するでしょう。

新興国における自動車部門の成長が牽引役となる

セラミックマトリックス複合材は、高い引張強度と耐高温性を備えているため、自動車用途に適しています。自動車メーカーは、エンジン部品としてセラミックマトリックス複合材を好んで採用しています。その結果、セラミックマトリックス複合材市場は成長しました。従来の複合材よりも軽量で耐久性に優れているだけでなく、セラミックマトリックス複合材は極めて高い耐高温性も備えています。耐熱性と冷却をほとんど、あるいは全く必要としないという特性により、モーターの作動時に必要な冷却空気の量を削減できます。

軽量で効率的な特性を持つセラミックマトリックス複合材は、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と期待されています。中国、インド、日本といった発展途上国では、自動車の需要が高まっています。国際自動車工業会（IOMA）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に対する関税の引き下げや生産台数の増加といった要因により、乗用車および商用車の生産が増加するにつれ、セラミックマトリックス複合材の需要も増加するでしょう。

市場の制約

代替金属および合金よりも高価

セラミックマトリックス複合材は、同様の用途で使用されている他の金属や合金と比較して高価です。セラミックマトリックス複合材の価格決定は、主にセラミック繊維の価格によって左右されます。炭素/炭素セラミックス基複合材は、世界中で増加するCFおよびCFRP製品の需要を満たすために炭素繊維が大規模に生産されているため、炭化ケイ素/炭化ケイ素や酸化物/酸化物セラミックス基複合材よりも安価です。アルミナ繊維と炭化ケイ素繊維の世界生産量も非常に少ないです。

セラミックス基複合材の製造には大量のエネルギーが必要であり、最終製品の価格を大幅に引き上げます。加工温度が高いため、製造プロセスが複雑になり、価格が上昇します。さらに、高価な原材料と長い製造時間によってコストが上昇するという点が、市場拡大にとって大きな問題となっています。このような要因は市場拡大を阻害すると予測されます。

市場機会

極高温用セラミックマトリックス複合材料の開発

超高温セラミック（UHTC）に関する最近の研究では、これらの材料は2000℃以上の温度においても優れた耐侵食性を示すことが実証されています。しかし、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、自己修復機能を備えた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）の優れた特性を組み合わせることで実現します。その結果、優れた特性を持つCMCを活用した新製品の製造は、大きな収益性をもたらすことが期待されます。

製品インサイト

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、炭素、その他に分類されます。2021年には、酸化物製品セグメントが市場を席巻し、世界売上高の30%以上を占めました。酸化物複合材料の優れた特性、無酸化性と高い破壊靭性、そしてより費用対効果の高い製造技術は、航空宇宙、防衛、エネルギー・電力分野の需要を促進す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、売上高ベースで13.1%の年平均成長率（CAGR）で成長すると予想されています。このセグメントの成長を阻む最大の要因は、炭化ケイ素セラミックマトリックス複合材料の初期価格の高さです。洗浄・再配置コスト、そして使用中および輸送中に発生するその他の費用が、需要の伸びを抑制しています。世界的なCFおよびCFRP製品の需要増加に対応するため、炭素繊維の大量生産が行われた結果、2021年も炭素製品は大きな市場シェアを維持しました。炭素または炭素セラミックマトリックス複合材は、炭化ケイ素/炭化ケイ素、または酸化物または酸化物セラミックマトリックス複合材よりもはるかに安価です。

アプリケーションインサイト

世界のセラミックマトリックス複合材市場は、航空宇宙、防衛、エネルギー・電力、電気・電子、その他に分類されます。2021年には、航空宇宙用途が市場を席巻し、世界売上高の40%以上を占めました。航空機の機首、方向舵、フィン、前縁、胴体翼、高温構造、セラミックタイル、パネルに対する消費者需要は、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。これらの複合材は、防衛分野において優れた耐衝撃性と高い硬度を有するため、小火器システムの防弾装甲や絶縁体の構築に適しています。特定の形態のエネルギーと光は、セラミック材料ではほぼ透過します。

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などは、いずれも一般的な用途です。CMC材料の最も急成長が見込まれる用途分野は、エネルギーと電力分野と予測されています。CMCは高温安定性に加え、優れた耐酸化性と耐放射線性を備えているため、核分裂・核融合反応に最適です。エレクトロニクス業界では、セラミックマトリックス複合材はアイソレーターとして広く使用されています。高い熱伝導性のため、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、燃料電池などの用途向けのセラミックも、市場を牽引すると予測されています。

地域別インサイト

世界のセラミックマトリックス複合材市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、ラテンアメリカ、中東・アフリカに区分されています。2021年には、北米地域が市場を牽引し、世界売上高の約45%を占めました。大手航空会社の存在、航空機部品製造用のセラミックマトリックス部品の開発への投資、そして防衛装備のアップグレードを目的とした政府機関との提携は、いずれも北米におけるCMC需要の牽引役となると予想されます。

アジア太平洋地域における石油の過剰消費は、天然ガスなどの代替エネルギー源への重点を置いたエネルギー安全保障の需要を高めています。その結果、セラミックマトリックス複合材は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、燃費の良い航空機エンジンへの需要の増加は、市場の運用コスト削減を促進するでしょう。

地域別インサイト

2021年、北米地域は市場を席巻し、世界全体の売上高の45%以上を占めました。北米におけるCMC需要の拡大を牽引すると予想される重要な要素としては、大手航空会社の存在、航空部品製造用のセラミックマトリックス部品の確立への投資、そして防衛装備のアップグレードに関する政府機関との提携などが挙げられます。さらに、これらの要因の存在が北米におけるCMC需要の拡大を後押しすると予想されます。

アジア太平洋地域：最も急成長している地域

アジア太平洋地域では、石油の過剰消費により、エネルギー安全保障の確保の重要性が高まっており、代替エネルギー源（その一つが天然ガス）からの発電へと重点が移行しています。そのため、セラミックマトリックス複合材はこの分野で重要な役割を果たす可能性が高まっています。さらに、燃費効率の高い航空機エンジンへの需要の拡大は、この市場の成長を牽引する大きな要因となり、最終的には全体的な運用コストの削減につながるでしょう。

航空宇宙分野における技術進歩は、ラテンアメリカ諸国にとって有益となる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でしょう。航空宇宙、自動車、電気・電子、エネルギー・電力といった様々な産業からの需要増加が、市場の成長を牽引すると予想されます。

中東およびアフリカでは、生産コストの低さから外国投資が増加しており、これも市場に好影響を与えるでしょう。さらに、新技術の開発は、この地域の航空宇宙製造業の発展に寄与し、ひいては地域の市場を活性化させると期待されています。

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セラミックマトリックス複合材料市場のトップ競合他社

1. 3M Company
2. General Electric Company
3. Kyocera Corporation
4. COI Ceramics, Inc.
5. Coorstek, Inc.
6. Lancer Systems LP
7. Ultramet, Inc.
8. SGL Carbon Company
9. Ube Industries, Ltd.
10. Applied Thin Films, Inc.
11. Rolls-Royce plc
12. United Technologies
13. Precision Castparts Corp.
14. Touchstone Research Laboratory

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拡大を目指し、国内最大規模の工場を建設する計画です。2022年4月20日、鹿児島県の塩田幸一知事、薩摩川内市の田中良治市長、そして京セラの役員らが署名しました。鹿児島県川内工場キャンパスは来月着工予定です。
• 2022年4月 -宇部興産株式会社は、新たなブランドタグライン「Transform Tomorrow Today（明日を、今日に）」の導入を発表しました。当社は、2022年4月1日付で化学事業を中心とした新たな経営体制への移行と「UBE株式会社」への商号変更を行い、これに伴い新たなスローガンを制定しました。