電子セラミックス市場：材料別（アルミナ、ジルコニア、シリカ）、用途別（コンデンサ、光電子デバイス）、エンドユーザー別（エレクトロニクス）、地域別の情報 — 2030年までの予測

市場概況

世界の電子セラミックス市場規模は2021年に122億米ドルと評価され、予測期間中に5.4%のCAGRで成長して185億8,200万米ドルに達すると予想されています。

一般にエレクトロセラミックスと呼ばれる電子セラミックスは、先進的なセラミック材料のサブカテゴリです。エレクトロセラミックスは、誘電体、圧電体、半導体、超電導セラミックスなど、さまざまな形式で入手できます。これらは独特の電気的、光学的、電磁的特性を備えているため、家庭用電化製品、輸送、電力工学、医療とヘルスケア、通信などのさまざまな特殊な電子アプリケーションでの使用に最適です。チタン酸塩、ジルコニア、アルミナ、シリカ、ニオブ酸塩は電子セラミックスの成分です。電子セラミックは、さまざまなコンデンサ、トランスデューサ、感知素子、タイミング デバイス、無線周波数識別タグ (RFID)、微小電気機械システム (MEMS)、ノイズ抑制フィルタ、強誘電体 RAM (FRAM)、および LED の製造に使用されます。すべての電気デバイスまたはシステムには、何らかの電子セラミック部品が含まれています。たとえば、平均的なスマートフォンには約 700 個の電子セラミック部品が含まれています。

半導体およびエレクトロニクス産業の発展により、世界のエレクトロニクスセラミックス市場シェアの拡大が促進されています。ローセグメントデバイスの可用性の増加とインターネットアクセスコストの低下により、世界のスマートフォン業界は予測期間中に急速に拡大すると予測されています。さらに、モノのインターネット (IoT) や 5G 接続などの新興テクノロジーにより、インフラ用の新しいグレードのエレクトロセラミックの登場が必要になっています。 FRAM は、従来のメモリ記憶デバイスに比べて不揮発性と低消費電力の利点があるため、予測期間中に需要が高くなります。エレクトロセラミックスは、電気産業および半導体産業において重要かつ不可欠な機能を果たします。電気自動車の出現によりエレクトロセラミックスの新たな応用分野が生まれ、現在ではさまざまなセンサーやパワーエレクトロニクスに採用されています。

市場動向

世界の電子セラミックス市場の推進要因

エンドユーザーからのエレクトロセラミックスに対する大きな需要と最新技術の出現

パワー エレクトロニクスは、その優れた効率性と運用上の適応性により、ほとんどすべての最新のシステムで利用されています。世界的な電力需要の増加により、新しい発電所の建設が促進され、より大規模な送配電インフラが必要となっています。さらに、パワー エレクトロニクスは、電気モーター、風力タービンや太陽光発電所用のコンバーター、鉄道用推進システム、船舶、重機、半導体素子、ソーラー インバーターなどにいくつかの用途があります。さらに、セラミックベースの材料は、コントローラー、コンピューター、オートメーション、および新しい技術や機器にも利用されています。家庭用電化製品、自動車、電気通信、電力業界は、コンデンサ、センサー、アクチュエーターに大きく依存しています。エレクトロセラミック部品は、コンデンサやセンサーなどのフレキシブルエレクトロニクスに利用されています。

FRAM は、従来のメモリ記憶デバイスと比較して不揮発性と低消費電力の結果、予測期間にわたって高い需要が見込まれます。 FRAM ベースのマイクロコントローラーは、データ ロギングとエネルギー ハーベスティングの目的で利用されます。さらに、FRAM ベースのマイクロコントローラは、フラッシュや EEPROM などの異なる不揮発性メモリ テクノロジを備えたマイクロコントローラを使用するアプリケーションに採用されています。さらに、スマートフォンの売上高の増加は、世界の電子セラミックス市場の成長を促進する重要な要因です。

さまざまな業種にわたるワイヤレス テクノロジーの普及と 5G テクノロジーの導入により、ワイヤレス ソリューションのメーカーは大幅なダウンサイジングと統合を推進しています。 65 を超える 3GPP 周波数帯域を利用するマルチキャリア 4G テクノロジーの実装により、ワイヤレス ソリューションの製造業者は、特にこれらのデバイスの RFFE (無線周波数フロントエンド) について、より優れたパフォーマンスとデバイスの小型化を達成する必要があります。動作周波数の変更により、5G に必要なインフラストラクチャは 4G とは異なります。その結果、エレクトロセラミックスをベースとした新しいコンポーネントが考案され、開発されています。先進的なセラミック材料は、5G テクノロジーのアンテナ、マイクロ波回路、センサー、ノイズ抑制フィルター、回路基板に使用されています。その結果、電子セラミックス市場が強化されます。

世界の電子セラミックス市場の制約

製造と統合にかかる高額な投資コスト

エレクトロセラミックスは、現代の電子システムにとってかけがえのないものであり、不可欠です。エレクトロセラミックスに基づくマイクロ電子部品の使用により、デバイスの小型化と省電力が可能になります。しかし、エレクトロセラミックスのバリューチェーン全体は、資本集約的でテクノロジー主導の産業です。これにより、電子セラミックス市場への新たな競合他社の参入が制限されます。さらに、エレクトロセラミックス製造とフォワード・インテグレーションの研究開発に投資した企業が現在、業界を支配しています。その結果、これらの要因が共同して世界の電子セラミックス市場の拡大を阻害します。

世界の電子セラミックス市場の機会

セラミック全固体電池技術の開発

全固体電池の電解質はガーネットでできています。バッテリーの電流密度は 10 ミリアンペア/平方センチメートルで、樹枝状突起は発生しません。バッテリーの構造は、薄いセラミックセパレーターの両端にある 2 つのスポンジに似ており、すべて安価な部品で構成されています。このようなバッテリーには、電気自動車 (EV) にとって大きな市場の可能性があります。さらに、バッテリーパックには冷却システムが必要ないため、複雑さが軽減されます。全固体セラミック電池技術には、積層セラミックコンデンサ (MLCC) の利点がすべて備わっています。セラミック全固体電池には電解液が含まれていないため、液漏れや発火の危険がありません。 1 つの再充電可能な固体セラミック バッテリーで、再充電せずに 1 ～ 4 週間 RTC に電力を供給できます。したがって、技術の進歩により、予測期間中にMLCCの必要性が増加すると予測されます。

分析

世界の電子セラミックス市場は、材料、用途、エンドユーザー、地域に基づいて分類されています。

材料分析による

材質に応じて、フラグメントにはアルミナ、ジルコニア、シリカなどが含まれます。

アルミナセグメントは 5.9% の CAGR で成長し、最大の市場シェアを保持すると予測されています。酸化アルミニウムは一般にアルミナと呼ばれます。その主な用途は、電子基板および電子パッケージングです。これは、基板の製造に使用される重要な原材料の 1 つです。抵抗性と誘電性が非常に高いです。アルミナの需要は、電子部品の基板としての使用によって拍車がかかっています。金属および合金は、電子基板の優れた代替品です。現在、アルミナベースの基板は、家庭用電化製品、自動車、電気通信、軍事、航空電子工学に幅広く利用されています。さらに、医療用電子機器の進歩とハイエンド コンピューターの需要の増加も、この分野の成長に有利です。

シリカセグメントは最も高い CAGR で上昇します。二酸化ケイ素はケイ素と酸素で構成され、主に石英に含まれています。シリカは天然に豊富に存在するよく知られたセラミック材料です。電子セラミックスとして、コンデンサーの製造に利用されています。シリカベースのエレクトロセラミック部品は、安定した熱安定性を備えており、小型化の大きな可能性を備えています。電子回路では、コンデンサは幅広い用途に使用されます。ただし、故障率は非常に高いです。他のセラミックと比較して、シリカは故障率が低いです。したがって、コンデンサの大部分はシリカで構成されています。

アプリケーション分析による

アプリケーションに基づいて、フラグメントには、コンデンサ、データストレージデバイス、光電子デバイス、アクチュエータとセンサー、配電デバイスなどが含まれます。

コンデンサ部門は 4.5% の CAGR で成長し、最大の市場シェアを保持すると予測されています。市場で入手可能なセラミック コンデンサには、主にセラミック ディスク コンデンサと積層セラミック コンデンサの 2 種類があります。セラミック コンデンサの他の形式には、セラミック ディスク コンデンサや積層セラミック コンデンサがあります。世界のエレクトロニクスセラミック市場は、エレクトロニクス分野におけるディスクコンデンサーと多層セラミックコンデンサーの広範な導入によって牽引されています。軍事、航空宇宙、産業用通信システムなどのパワー エレクトロニクスでは、ディスク コンデンサを利用して高い信頼性を実現しています。さらに、データ処理などの用途でディスクコンデンサの必要性も高まっています。小型電子デバイスの需要の高まりにより、MLCC はコンデンサ市場で最も先進的で競争の激しいカテゴリの 1 つになりました。

アクチュエーター＆センサー部門は第 2 位のシェアを獲得します。デバイスのアクチュエータは、電気、空気圧、または油圧エネルギーを機械エネルギーに変換することにより、デバイスの動きを指示する役割を担うコンポーネントです。センサーのダイヤフラムはアルミナなどのセラミック材料で構成されています。これは、温度や圧力などの特性を評価し、それを機械または人間が読み取り可能なデータに変換するために使用されます。センサーやアクチュエーターはあらゆる産業分野で活用されています。セラミックガスセンサーは主に、一酸化炭素、酸素、窒素酸化物、エタノールなどのガスを検出します。

エンドユーザー分析による

エンドユーザーに基づいて、フラグメントにはエレクトロニクス、自動車、医療、航空宇宙および防衛、その他が含まれます。

航空宇宙および防衛部門は 6.4% の CAGR で成長し、最大の市場シェアを保持すると予測されています。エレクトロセラミックスは、航空宇宙産業の多数のセンサーや電気システムに利用されています。これらには、飛行機や無人宇宙船の制御およびナビゲーション システム、安定化プラットフォームやアンテナが含まれます。エレクトロセラミックスは、その電気的、磁気的、光学的機能により、航空宇宙産業および軍事産業において不可欠です。航空宇宙および軍事分野におけるエレクトロセラミックスの拡大は、国の経済的および政治的状況に左右されます。

エレクトロニクス部門は第 2 位のシェアを占めることになります。半導体、パワーエレクトロニクス、家庭用電化製品業界は、エレクトロセラミックスの主なエンドユーザーです。エレクトロセラミックス製品の大部分は、半導体および電気機器に利用されています。コンデンサは、コンパクトなサイズ、低価格、信頼性により、パワー エレクトロニクス システムにおいて重要です。コンデンサのメーカーは、パワー エレクトロニクス システムの小型化を続けるために、コンデンサのサイズの縮小に注力しています。 MEMS とセンサーは、さまざまな機能を担うスマートフォンの必須コンポーネントです。スマートフォン市場の拡大が主にこの部門の成長を牽引しています。

地域分析

世界の電子セラミック市場の地域別セグメンテーションには、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、LAMEAが含まれます。

アジア太平洋と北米が地域市場を支配する

アジア太平洋地域は 6.4% の CAGR で成長しながら、最大のシェアを獲得して市場を掌握すると予想されます。この地域の際立った特徴としては、人口の多さと新興経済が挙げられます。中国企業のファーウェイは、5G関連の特許出願のほとんどを行っている。国家支援の通信事業者であるチャイナモバイル、チャイナテレコム、チャイナユニコムの3社は、2019年に中国の主要都市で5Gサービスを開始した。テスラはまた、新しいEVデザインの開発に注力するデザインセンターを中国に設立する予定だ。どちらの開発も、同社の世界的なプレゼンスを拡大するのに役立つため、アジアにおける重要な投資です。同社は電気自動車 (EV) 充電ステーションの最も驚異的なネットワークを所有しており、充電ポイントは毎年 120 万か所増加しています。感染症の流行により国民のほとんどが在宅勤務をしているため、企業が効率的に運営するには高速インターネットにアクセスできる必要があります。 5G ネットワークを選択する個人が増えるにつれ、電子セラミックベースの 5G インフラストラクチャの要件が避けられなくなります。

北米のシェアは 30 億 7,100 万ドルとなり、CAGR 5.2% で成長します。この地域の国である米国は、世界最大のエレクトロニクスおよび半導体市場の 1 つであり、市場の収益のほとんどを占めています。さらに、米国は他のほとんどの国よりもスマートフォン所有者の割合が高いです。さまざまな人口統計上のカテゴリーにわたって、ほとんどのアメリカ人が携帯電話の所有者です。携帯電話に加えて、アメリカ人はデスクトップまたはラップトップコンピュータやさまざまな消費財など、他のさまざまな情報機器を所有しています。米国では、5G ネットワークがすでに一部の都市に導入されており、そのカバーエリアは継続的に拡大しています。その結果、このような要因により電子セラミックスの使用が増加し、この地域の市場の成長を推進しました。

最近の動向

• 2022 年、Compagnie de Saint-Gobain SA は、北米初のネットゼロカーボン石膏ボード工場の開発を発表しました。
• 2022 年、クアーズテック社は、国際的な研究パートナーと協力して、クアーズテック膜科学社の開発者がセラミック膜技術を活用して、ほぼゼロのエネルギー損失で電気と燃料から水素を生成する拡張可能な水素発生装置の作成に成功したと発表しました。