世界のフォトニクス市場規模は、2021 年に 6,300 億米ドルと評価されています。 2030 年までに 1 兆 1,000 億米ドルの期待値に達すると推定されており、予測期間 (2022 ～ 2030 年) 中に7.3% の CAGRで成長します。
フォトニクスは、システム全体の効率を損なうことなくエネルギーを賢く利用するスマート システムの出現を可能にする重要なテクノロジーであると広く宣伝されています。ヘルスケア、自動車、通信、製造、小売など、多くの業界がテクノロジーを利用して効率を高め、成長を促進しています。これらのセクターへの投資も最近大幅な成長を遂げています。
フォトニクス市場を牽引する主な原動力は、シリコンベースのフォトニクス アプリケーションです。電気通信およびデータセンターの用途では、ハイブリッド シリコン レーザー (シリコンおよび III-V 族半導体) が使用され、III-V 族半導体材料の発光能力の恩恵を受けます。さらに、光ベースのテクノロジーの技術進歩は、世界市場の重要な推進要因として認識されている地球規模の課題に対する持続可能なソリューションを提供することで、イノベーションの新たな波を推進しています。
| レポート指標 | 詳細 |
|---|---|
| 基準年 | 2021 |
| 研究期間 | 2020-2030 |
| 予想期間 | 2024-2032 |
| 年平均成長率 | 7.3% |
| 市場規模 | 2021 |
| 急成長市場 | 北米 |
| 最大市場 | アジア太平洋地域 |
| レポート範囲 | 収益予測、競合環境、成長要因、環境＆ランプ、規制情勢と動向 |
| 対象地域 |
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シリコンフォトニクスは、高速伝送システムで使用される半導体で使用される導電体に比べて明らかな利点を提供するフォトニクスの進化分野です。この技術により、IBM、Intel、Kothura などの企業がこの技術を使用して画期的な進歩を遂げ、伝送速度が最大 100 Gbps まで向上すると予想されています。さらに、この技術は半導体業界に革命をもたらし、高速データ転送と処理を可能にします。
LiDAR スキャナの採用の増加により、医療および産業用途におけるシリコン フォトニクス LiDAR の大きな機会も生まれています。たとえば、2020年にSiLCはVarroc Lighting Systemsと協力して、同社のFMCW LiDARを後者のヘッドランプに提供しました。さらに、横浜大学のシリコンフォトニックLiDARは、チップのOPAスキャン、レーザー、変調器、光検出器を統合しました。
さらに、国立標準技術研究所 (NIST) の研究者らは、高放射線量に耐える能力があるため、高放射線環境で効果的である可能性のあるシリコン フォトニック センサーの種類を特定しました。したがって、市場はこのテクノロジーの大量採用に多額の投資を行い、パフォーマンスと効率を向上させるハイパフォーマンス コンピューティングの開発における重要な要素となることが予想されます。したがって、シリコンベースのフォトニクスの出現が市場を牽引しています。
今日、現代のテクノロジーの進歩が環境を考慮せずに起こることはほとんどありません。地球の保護は、フォトニクス技術の革新の方向性を定める上でますます大きな役割を果たしており、逆に、フォトニクスは環境に多大な影響を与えています。フォトニクスベースのデバイスは、多くの分野で他のテクノロジーよりも高いエネルギー効率を提供しており、これが市場の重要な推進力であると認識されています。産業用途では、フォトニクスベースのプロセスは、従来の機械に比べて消費エネルギーが 30% 少なく、稼働時間が短縮され、材料の無駄が最大 94% 節約されることが確認されています。
この技術は、世界の照明エネルギー消費の削減に貢献し、データ転送とそれに関連するエネルギー需要に革命をもたらしました。同様に、フォトニクス技術の 1 つである太陽エネルギーも、重大な環境問題に対処するものとして注目されています。同様に、科学者はセンサーのフォトニクス技術を利用して、環境に有害な化学物質や粒子の排出を検出しています。したがって、高性能で環境に優しいソリューションへの注目の高まりが需要を促進し、市場の成長にプラスの影響を与えると予想されます。
シリコン対応製品やガジェットは従来の製品に比べて初期コストが高いため、テクノロジーの導入が妨げられています。このテクノロジーはより優れたパフォーマンスと効率を提供しますが、さまざまな分野の中小規模のエンド ユーザーの多くは依然としてフォトニクス ベースの機器を購入する余裕がありません。さらに、フォトニクス市場では、多くのベンチャーキャピタリスト (VC) がこの技術の採用と拡大について非常に楽観的です。しかし、多くの人は、テクノロジーがその可能性を最大限に発揮するには、受け入れられているよりもはるかに長い時間がかかる可能性があると考えています。このため、市場には期待されたほどの投資がありません。
さらに、自動化を目的としてこのようなフォトニクス技術を統合するには、産業界で多額の初期投資が必要になります。自動化システムの高コストは、効果的で堅牢なハードウェアと効率的なソフトウェアに関係します。自動化機器には、スマート製造に投資するための設備投資の増加が必要です (コンピューター化されたシステムの設置、設計、製造には数百万ドルの費用がかかる場合があります)。したがって、業界は低価格の既存テクノロジーに依存しており、最終的にはその導入が困難になっています。
物理学から生物科学まで、フォトニクス技術は急速に普及しました。医学および生物学の研究の多くの段階では、光およびレーザー技術が使用されています。生物学的成分を詳細に研究することは、分光法によって可能になります。医療用レーザーは、医薬品研究、医療提供、医療画像処理、ゲノミクス、ロボット手術指導など、あらゆる分野で成功するために不可欠です。おそらく、フォトニクスが変化する医学の最も重要な部分は診断です。 OCT スキャンは、以前は困難だったいくつかの状態を特定できる最近の技術革新です。眼科分野は、OCT からの恩恵を最初に受け、そして最も影響を受ける分野です。緑内障、網膜症、その他の視力低下はすべて、OCT を利用した目のスキャン中に確認できます。新しい網膜疾患の診断にはテクノロジーが不可欠であるため、現代のすべての検眼クリニックではテクノロジーが使用されています。したがって、ヘルスケア分野におけるこのようなアプリケーションは市場の成長を推進します。
世界のフォトニクス市場はアプリケーションと地域によって分割されています。
世界のフォトニクス市場はアプリケーション別に、測量と検出、生産技術、データ通信、画像キャプチャと表示、医療技術、照明、その他のアプリケーション（交通と研究）に分類されます。
画像キャプチャおよびディスプレイ部門は最大の市場シェアを占めており、予測期間中に 7.2% の CAGR で成長すると推定されています。画像のキャプチャと表示は、相互に関連するフォトニクス技術の幅広いパレットを扱います。最新のディスプレイ技術を搭載したディスプレイやテレビに対する世界的な需要が増加しており、その需要はさらに増大しています。スマート TV の普及に伴い、デバイスを最新テクノロジーにアップデートしたいと考えている消費者が市場を牽引すると予想されます。光学システムは、手の動きを非接触で捕捉して解釈できるため、設置コストやメンテナンスコストが低くなります。これらの光学システムは病院の手術室などの無菌作業場で使用できるため、フォトニクスの必要性が高まります。
測量および検出セグメントは 2 番目に大きいセグメントです。フォトニクスは、業界でのテクノロジーの普及に伴い、そのようなソリューションの需要が増加しているため、防衛部門とともに法執行機関で採用されている監視システムにおいて重要な役割を果たしています。さらに、政府がドローンの開発に注力していることは、防衛分野の監視ハードウェア市場を支援すると予想されます。生体認証デバイスは、ユーザー認証の主要な手段として従来のシステムに取って代わることが期待されています。フォトニクスベースのセンサーは生体認証システムの設計に広く採用されており、これらのシステムの精度と信頼性を向上させながら全体的なコストの削減につながる可能性があります。このような要因がセグメントの成長を促進します。
データ通信セグメントは 3 番目に大きいです。市場におけるテクノロジーの需要は、光ブロードバンドなどの通信テクノロジーにおける光ソリューションの使用の拡大によって促進されると予想されており、このセグメントは市場の重要な部分を占めています。インフラストラクチャの一部として光ネットワークの使用が増加するにつれ、レガシー ネットワークの強化に対する通信会社からの投資が需要を促進すると予想されます。さらに、テクノロジーの普及とインターネット上のビデオ コンテンツの消費の増加に伴い、ブロードバンドの必要性が世界中で高まっています。フォトニクスは、特にバックボーン ネットワークにおける帯域幅容量の要件の増大に対処するために必要な、斬新で破壊的な技術を提供します。
世界のフォトニクス市場は、地域ごとに北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、その他の地域に分割されています。
アジア太平洋地域が最大の市場シェアを占めており、予測期間中に 7.1% の CAGR で成長すると推定されています。日本は世界で第 3 位の経済大国です。 2019年のGDPは5兆820億ドル相当で、世界経済の4.22%を占めた。同社は依然としてフォトニクス市場で大きなシェアを保持しており、コラボレーションに対してよりオープンになってきています。大企業はトップの地位を維持したいと考えており、成長を促進するための投資を求めています。市場規模、新たなオープン性、ダイナミックなフォトニクス産業は、日本の革新的な企業に確実に利益をもたらし、それによって日本の市場の成長を促進することができます。さらに、ソーシャル メディア、ビデオ ストリーミング サービス、在宅勤務、IoT、および国全体のデジタル化からのデータによるインターネット トラフィックの大幅な増加に伴い、プレーヤーは光集積回路 (PIC) に投資しています。
PIC は、光学機能がシリコン、リン化インジウム、窒化シリコンなどのウェーハ材料に統合されたデバイスであり、光通信用のトランシーバーにすぐに応用できます。たとえば、2020 年 11 月、日立ハイテク株式会社は、VLC フォトニクス SL (VLC) が日立ハイテクの子会社となり、同社の広範なサービスの一環としてフォトニック集積回路 (PIC) エンジニアリング サービスの提供を継続すると発表しました。同社によれば、PICは光通信市場以外にも、自動車センシング、環境試験、健康科学、量子技術など多くの産業分野において重要なプラットフォーム技術になりつつあるという。このような事例は、この地域の市場の成長を促進する可能性があります。
北米は 2030 年までに 2,300 億米ドルを占めると予想され、予測期間中に 7.5% の CAGR を記録します。フォトニクス市場シェアは、予測期間中に北米地域で大幅な成長が見込まれており、米国が地域市場を支配しています。この地域におけるフォトニクス市場の需要の増加は、照明、安全および防衛アプリケーション、ヘルスケア、生産技術などの隣接市場の発展と強く相関しています。また、米国は依然としてフォトニクスの重要な用途の 1 つであるデータセンター ハードウェア市場をリードしています。 IBM、Intel Corp.、HP など、研究開発資金へのアクセスが容易な複数の市場既存企業の存在により、この地域の成長が促進されると予想されます。
米国には、消費者のフィードバックに過度に依存しているフォトニクスベースのアプリケーション企業が最も集中しています。アメリカ光学学会（OSA）のレーザーと電気光学会議（CLEO）で発表され、OSAテクニカルダイジェストにオンライン掲載された論文によると、あるグループがレンズをエミュレートする集積シリコンフォトニクスの単一の薄層を作成したという。デジタルカメラの薄型化と低コスト化を実現します。これはカリフォルニア工科大学で設計されました。このような傾向により、地域の消費者向けテクノロジー産業におけるフォトニックセンサーの採用が促進され、それによって市場の成長が刺激されると予想されます。
ヨーロッパは 3 番目に大きい地域です。フォトニクスは、エネルギー生成とエネルギー効率、健康的な高齢化、気候変動、セキュリティなどの重要な社会課題に対処するソリューションを提供します。欧州地域は世界の基礎フォトニクス解析のかなりの部分を占めており、欧州は世界において支配的な地位を占めています。産業発展活動により、ドイツは予測期間中にかなりの成長率を示すことが予想されます。たとえば、この国は、高度な通信機器やインフラストラクチャのアップグレードと設置への投資を増やしています。これに加えて、消費者の意識の高まりにより、この業界でのフォトニクスの採用率が高まり、ヘルスケアなど、この国のさまざまな業界でフォトニクスの使用が増加しています。
