有機CMOSイメージセンサー市場 サイズと展望 2025-2033

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有機CMOSイメージセンサー市場の成長要因

低照度および温度変化における優れた性能

屋外アプリケーションでは、マシンビジョンにCMOSセンサーが使用されていますが、薄暗い照明、変動する温度、予測できない天候など、いくつかの課題があります。有機CMOSイメージセンサーは、解像度を犠牲にすることなく、可視光と近赤外光（NIR）の両方を捉えながら、同時に複数の画像フレームを切り替えられるため、これらの課題を克服できます。この新しいセンサーは2つの有機層を備えており、下層は近赤外光に感度があり、上層は可視光に感度があります。そのため、マシンビジョンアプリケーションにおいて、低照度環境や非常に高速に移動する物体の検出に役立ちます。有機CMOSイメージセンサーは、日中は可視光を捉え、夜間は可視光+NIRモードに切り替えることができます。高ダイナミックレンジ有機CMOSイメージセンサーは、明るい場所での露出オーバーや、日陰の領域での露出アンダーを防ぎます。薄い無機層が有機膜を温度変化や湿度から保護します。

市場の制約

有機センサー技術における過剰な発熱

この技術の主な問題の一つは、過剰な発熱であると予想されています。有機CMOSイメージセンサーは消費電力が大きいため、従来のイメージセンサーよりもバッテリーの消耗が早くなることが予測されます。4K解像度の画像プロセッサと従来のシャッター技術は、有機CMOSイメージセンサーからのデータ処理には適していません。既存の技術には同期速度の制限があり、遅延が発生します。これらの要素は、有機CMOSイメージセンサーの使用を制限すると予想されています。

市場機会

自動車におけるイメージセンサーの普及拡大

ADAS、アダプティブクルーズコントロール、車内事故軽減システムといった先進的な自動車技術の採用が拡大しています。電子コンテンツの急速な増加により、半自動運転車および完全自動運転車は2021年までに市場に投入されると予想されています。自動運転に関しては、自動緊急ブレーキ、ビデオミラー、ドライバーモニタリング、360度サラウンドビジョンなど、カメラを活用したシステムが搭載される完全自動運転車、つまり自動運転車が、先進的なイメージセンサーの需要を高めると予測されています。車両には通常10個のCMOSイメージセンサーが搭載されていますが、2020年までに20個に増加すると予測されています。ただし、高解像度や低照度環境での撮影などの利点により、有機CMOSイメージセンサーが予測期間中に開発の見通しを示すと予測されています。

画像処理の洞察

画像処理に基づいて、世界市場は2Dセンサーと3Dセンサーに分かれています。

2Dセンサーセグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中は12.0%のCAGRで成長すると予想されています。ロボット工学、物流、医療・ライフサイエンス、マシンビジョン・オートメーションなど、多くのアプリケーションにおいて、高性能を実現するために2D有機CMOSイメージセンサーが採用されています。2D有機CMOSイメージセンサー市場は、高速動作、高解像度、シャッター式機能、高ダイナミックレンジ（DB）など、様々な特長により成長を続けています。このセンサーは低消費電力であることから、現在広く利用されています。

例えば、オン・セミコンダクターは2018年2月にAR0430 CMOSデジタルイメージセンサーを発表しました。世界有数のイメージングプロバイダーであるFRAMOSは、従来の2DビデオイメージングとAR0430を組み合わせたこの製品を提供しています。 AR0430 CMOSセンサーは、最先端の2.0μmピクセル積層型BSI技術と、コンパクトな1/3.1インチの光学フットプリントにより、4メガピクセル解像度で120フレーム/秒（fps）の高画質画像を生成します。

3D有機CMOSイメージセンサーは、次世代の3Dビジョンシステムを実現します。高い深度解像度、高速性、柔軟な動作環境など、最高レベルの3Dパフォーマンスを求めるお客様にとって、Hydra3Dのような3Dセンサーは、10μmの3タップ式最先端ピクセルを搭載し、非常に高速な転送時間を実現します。携帯電話、ウェアラブル技術、タブレットコンピューター、カメラ、リモコンなどは、3D有機CMOSイメージセンサーを採用した民生用電子機器のほんの一例です。これらの民生用電子機器には、3Dイメージセンサーを含む様々な3Dセンサーが使用されています。 3Dセンシング技術を民生用電子機器に統合する原動力としては、インテリジェンス、信頼性、低消費電力、低コスト、そして高集積化などが挙げられます。

アレイタイプに関する考察

アレイタイプに基づいて、世界市場はリニアイメージセンサーとエリアイメージセンサーに二分されます。

リニアイメージセンサー分野は最大の市場シェアを誇り、予測期間中は11.9%のCAGRで成長すると予想されています。リニアイメージセンサーと呼ばれる固体デバイスは、光学画像をラインごとにアナログ信号に変換します。CMOSイメージセンサーとCCDイメージセンサーは、それぞれ異なる回路設計を持つ2つの異なるタイプのリニアイメージセンサーです。リニアイメージセンサーの用途としては、穀物の色選別機、銀行端末の紙幣認識システム、コピー機のスキャンコンポーネント、イメージスキャナー、バーコードリーダー、そして目視検査（フィルム、印刷物、布地など）に使用されるラインスキャンカメラなどが挙げられます。こうした多様な用途により、市場は拡大しています。例えば、東芝は2021年3月に、A3複合機の高速スキャンを可能にするレンズ縮小型CCDリニアイメージセンサ「TCD2726DG」を発表しました。

エリアイメージセンサは、CsIシンチレータプレートとイメージセンサを組み合わせたものです。エリアイメージセンサは現在、電荷結合素子（CCD）を用いて実装されるのが一般的です。アナログ電荷パケットのシフトと検出、そしてデータがアナログ形式でチップ外に伝送されるため、歩留まりが低く、消費電力が大きすぎ、S/N比に制約があります。エリアイメージセンサは、医療用X線撮影や非破壊検査などのデジタルX線画像撮影アプリケーションで多く採用されています。例えば、浜松ホトニクスは、可視光から近赤外光域で優れた感度を持つAPS型裏面照射型CMOSエリアイメージセンサ「S14501」を発表しました。画素サイズはSXGA形式で1280×1024です。最大146フレーム/秒のフレームレートでの画像撮影も可能です。

アプリケーションインサイト

アプリケーション別に見ると、世界市場は3Dイメージング、ビデオ、マシンビジョン、生体認証、その他に分類されます。

3Dイメージングセグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中は12.3%のCAGRで成長すると予想されています。3Dイメージングは​​広く普及しているため、セキュリティ、コンシューマーエレクトロニクス、自動車、その他多くの業界における多くの人間および自動ビジョンアプリケーションの重要な構成要素となっています。ほとんどのCMOSイメージセンサーは、TDMと呼ばれる2層の透過性材料の薄い層を追加することで、2D画像の品質をほとんど損なうことなく3Dセンシングが可能になります。有機CMOSイメージセンサーは、小型、低コスト、3D画像キャプチャに必要な処理能力が最小限であるなどの優れた特徴から、広く使用されています。例えば、イメージセンサーメーカーのオン・セミコンダクター社が提供する新しいデジタルイメージセンサー「AR0430 CMOS」は、2Dビデオイメージングと3D画像認識を融合しています。

イメージセンサーは、スキャンした製品の欠陥を認識することでビジョンシステムにおいて重要な役割を果たします。そのため、マシンビジョンシステムには高いレベルの耐久性と信頼性が求められます。イメージセンサーは、検査、誘導などの産業用途のマシンビジョンシステムに使用されています。モバイルマッピング、UAVによる送電線や施設の検査、自動車向けの高度なADASシステムなど、様々なマシンビジョンアプリケーションの成長に伴い、広い視野と高解像度を提供する広角レンズの需要が高まっています。例えば、オン・セミコンダクターは2020年10月に、グローバルシャッター技術を搭載した2.3メガピクセルCMOSイメージセンサー「AR0234CS」を発表しました。

業界別インサイト

業界別では、世界市場はコンシューマーエレクトロニクス、自動車、医療・ライフサイエンス、セキュリティ・監視、ロボティクス、その他に分類されます。

コンシューマーエレクトロニクス分野は最大の市場シェアを誇り、予測期間中は年平均成長率（CAGR）12.6%で成長すると予想されています。有機CMOSイメージセンサー業界において最も重要な分野の一つはコンシューマーエレクトロニクスです。これらのセンサーは、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ、PC/ノートパソコン、テレビなどと組み合わせることで、高解像度の画像を得ることができます。スマートフォンは、民生用電子機器分野における有機CMOSイメージセンサーの主な応用分野です。スマートフォンにおける有機CMOSイメージセンサーの需要は、高画素密度や低照度撮影といった高度な機能への需要の高まりによって牽引されています。例えば、サムスン電子は最近、スマートフォンにデュアルカメラ技術を搭載し、高品質なボケ効果と低照度撮影を実現する計画を発表しました。ボケとは、被写体を鮮明に残しつつ、背景を柔らかくぼかしたり、ピントをぼかしたりする撮影技術です。

革新的なNIR技術を搭載した有機CMOSイメージセンサーは、自動車分野から高い需要があります。自動車システムにおける高性能な安全機能の搭載により、有機CMOSイメージセンサーシステムは、世界中で未来の無人運転車両への採用がますます増えています。ドライバー、乗客、歩行者の安全を確保するための最先端技術の活用により、この業界は急速に変化しています。 ADASが全ての乗用車に必須となっていることに加え、自動運転、自動緊急ブレーキ、ビデオミラー、リアビューカメラ、ドライバーモニタリングシステム、360度サラウンドビューといった新しいアプリケーションの普及が進んでいます。これらのアプリケーションには、高度な画像センサーが求められており、市場拡大の可能性が開けると期待されています。

地域別インサイト

北米は、世界の有機CMOSイメージセンサー市場において最大のシェアを占めており、予測期間中に年平均成長率（CAGR）10.8%で成長すると見込まれています。世界市場は、米国、カナダ、メキシコを対象としています。北米の消費者におけるコンシューマーエレクトロニクスおよび自動車製品の販売において、この地域の成長は有機CMOSイメージセンサー市場に影響を与えています。大手米国テクノロジー企業であるG​​oPro, Inc.は、今後数年間にイメージセンサー市場が拡大し、適応していく必要がある重要な分野をいくつか特定しました。ソフトウェア、カメラシステムベンダー、カメラ技術イノベーター、センサー設計企業など、様々なイメージセンサー開発者とエンドユーザーがImage Sensor Americasとして結集しています。さらに、マシンビジョン技術のリーダーであるTeledyne DALSAは、2018年1月にGenie Nanoカメラを発表しました。この新デバイスは、グローバルシャッター、1280×1024の解像度、毎秒83フレームの画像撮影速度などの特徴を備えています。

アジア太平洋地域の市場動向

アジア太平洋地域は、予測期間中に年平均成長率（CAGR）16.1%で成長し、7億1,460万米ドルの市場規模に達すると予想されています。アジア太平洋地域は、世界の有機CMOSイメージセンサー市場シェアを独占しています。これは、韓国、中国、日本、インドなどの発展途上国における技術開発と自動車規格の急速な進展によるものです。中国政府は、IoT、スマート家電、ハイエンド家電など、製造業のイノベーションを促進する大規模プロジェクトに多額の投資を計画しています。これらの取り組みは、中国の製造業向上に向けたロードマップである「中国製造2025」戦略の一環です。

さらに、インドは現在、テレビ生産量で世界第3位にランクされており、新技術を急速に取り入れています。この地域における家電製品の拡大は、可処分所得の増加とテクノロジーに興味を持つ若者の増加と関連していると考えられます。韓国のサムスンやLGエレクトロニクスといった巨大家電メーカーの存在により、この地域は半導体、モバイル通信、そして先進的な家電製品産業において優位を占めています。これらの要因が、予測期間中の有機CMOSイメージセンサー市場を牽引すると予想されます。

ヨーロッパの市場動向

ヨーロッパは予測期間中に大幅な成長が見込まれています。有機CMOSイメージセンサーは、ヨーロッパの家電製品、ロボット工学、自動車産業で広く使用されています。ヨーロッパ全域でこれらの用途におけるスマートCMOSイメージセンサーの普及が、市場を牽引する主な要因となっています。さらに、バイオメディカル分野で使用される有機CMOSイメージセンサーは、欧州において多様なビジネスポテンシャルを有しています。英国の主要産業は自動車製造であり、多様な顧客基盤を持つ有機CMOSイメージセンサー市場は大幅な拡大が見込まれています。2022年までに複数の自動運転車の導入が見込まれており、有機CMOSイメージセンサーの需要増加につながるでしょう。さらに、この地域ではホームオートメーションが急速に普及しています。ホームオートメーションにおいてセキュリティは重要な要素であり、ハイテクイメージセンサーを搭載したカメラが設置され、昼夜を問わず動作可能です。有機CMOSイメージセンサーのNIR技術は、この地域での普及を加速させると予想されています。

南米と中東における技術進歩は、LAMEA（ラ・メリア・中東・アフリカ）の市場拡大を支えると予想されます。中東の急速なインフラ、技術、医療施設の発展も、LAMEA市場の拡大に貢献しています。しかし、アフリカ大陸の厳しい経済状況が、有機CMOSイメージセンサー市場の発展を阻害する可能性がある。中東では、セキュリティおよび監視分野の成長が加速している。例えば、ドバイ国際空港では、顔認識カメラを用いたバーチャル水族館が構築されている。旅行者は、コマーシャルを映し出すスクリーンが設置されたトンネルを移動し、その裏で顔認識が行われる。ドバイ警察も、カメラと動体検知装置を設置して別荘のセキュリティを強化するプロジェクトを開始した。

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有機CMOSイメージセンサー市場のトップ競合他社

1. ams AG
2. Canon Inc.
3. Fujifilm Holdings Corporation
4. Nikkola SAS
5. OmniVision TechnologiesInc.
6. Panasonic Corporation
7. Samsung Electronics Co. Ltd.
8. Siemens AG
9. Sony Corporation
10. Xenics NV

最近の開発状況

• 2022年10月 - 光学ソリューションの世界的リーダーであるams OSRAM（SIX: AMS）は、ライフサイエンスの研究および診断における多くのアプリケーションで必要とされる特定の514nm波長出力を生成する、同社初の市販半導体レーザーエミッターであるMetal Can® PLT5 522FA_P-M12を発表しました。
• 2022年10月 - OmniVisionは、セキュリティ広視野角カメラおよびAR/VR/MRパススルーカメラ向けの2K2Kスクエア解像度CMOSイメージセンサーを発表しました。