宇宙用途市場向け耐放射線電子機器 サイズと展望 2025-2033

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市場成長要因

商用衛星における耐放射線電子機器の需要増加

軍事監視・偵察、テレビコンテンツ配信、携帯電話接続、農業監視など、手頃な価格の衛星通信の需要が高まるにつれ、小型衛星の需要が高まっています。最適な通信範囲を確保するため、これらの商用衛星は通常、静止軌道に打ち上げられ、15～20年の寿命を持ちます。地球周回軌道上の通信衛星の増加に伴い、耐放射線電子機器の需要が高まっています。世界的な通信ネットワークを改善するため、OneWeb、SpaceX、Amazon、TelesatなどのNew Space企業は、数千機の低軌道衛星からなるメガコンステレーションの打ち上げを計画しています。米国連邦通信委員会（FCC）は、Amazonに対し、3,236基の衛星からなるブロードバンドネットワークの打ち上げと運用を許可しました。最先端の通信衛星であるCMS-01、GSAT-10、APSTAR-7は、それぞれ15年の設計寿命を持ち、高出力通信・放送衛星の成功例の一つです。

マイクロプロセッサとFPGA技術のイノベーション

今後数年間で、波形生成、画像処理、セキュア通信など、軍事・航空宇宙分野のアプリケーションでFPGAが採用されるケースが増えるにつれ、フィールドプログラマブルゲートアレイ市場は成長すると予想されています。より広い帯域幅に対する需要の高まりは、低コスト・低消費電力で強化された組み込みFPGA設計の機会を生み出します。FPGAは低消費電力と高い計算密度を備えているため、ストリーミング、データ処理、大規模データフローなどに広く利用されています。近年、FPGAベースのアクセラレータは、最先端のクラウドおよびエッジコンピューティングシステムにおいて、GPUベースのアクセラレータの強力な競合相手として台頭しています。セキュリティ、ネットワーク処理、ディープ・パケット・インスペクションにおける利用の増加により、FPGAの需要が拡大すると予想されています。

市場の制約

信頼性の高いテスト環境の構築の難しさ

これらの耐放射線コンポーネントの制約の一つは、宇宙空間、核戦争、あるいは防衛環境を正確にシミュレートするテスト環境を構築する必要があることです。耐放射線性を備えた電子機器テストラボの構築には多額の費用がかかり、このようなテストを実施するには高度な経験を持つ人員が必要です。アプリケーションの要件に応じて、放射線影響および遮蔽テストは様々な方法で実施できます。テスト施設では、コバルト60などの放射源や、総電離線量（TID）、増強低線量率効果（ELDRS）、中性子および陽子置換損傷、シングルイベント効果などのテスト手法が活用されています。耐放射線性電子機器の試験は、これらの電子部品が実際の使用環境で高エネルギーイオンにさらされるため、コストがかかります。

市場機会

世界的な宇宙ミッションの増加

国際的な宇宙ミッションの増加に伴い、電子部品の放射線耐性を高めるための、高度な耐放射線性部品、斬新な構成、設計手法、ソフトウェアモデルに対する需要が高まっています。米国は、多くの宇宙機関と緊密に協力し、宇宙探査のための施策の実施に関心を示してきた最初の国です。その製造能力、試験インフラ、そして優秀な人員は、米国がこれらの任務を遂行する上で大きな役割を果たしています。米国は、商業宇宙船部門と宇宙観光の拡大を強く望んでいます。 NASAとSpaceXは、国際宇宙ステーション内での微小重力研究を実施し、宇宙へのアクセスを拡大するために、2022年4月に民間人の乗組員のみを乗せたCrew-4を打ち上げました。

プラットフォームの洞察

市場は、衛星、打ち上げロケット、深宇宙探査機に分類されます。衛星プラットフォームは、プラットフォーム分野における宇宙用途向け耐放射線電子機器の世界市場をリードすると予想されています。衛星とは、データ収集のため、または通信ネットワークの構成要素として軌道上に打ち上げられる装置です。衛星は地球や他の惑星を周回しています。リモートセンシングの専門家の中には、これらの波長帯で植生の樹冠から発せられる光を測定することで、衛星プラットフォームから植物の健康状態を特徴付けることを提案する人もいます。衛星プラットフォームに搭載されているような高度な放射計を使用すれば、海から発せられる広大な色スペクトルを正確に測定することが可能です。その結果、異なる軌道にある2つの衛星プラットフォームで撮影された画像を比較することは不可能であり、各衛星のデータはそれぞれの軌道経路に基づく必要があります。

製造技術に関する洞察

製造技術に基づいて、市場は設計による耐放射線性、プロセスによる耐放射線性、ソフトウェアによる耐放射線性の3つに分類されます。耐放射線性は、宇宙用途向けの耐放射線性電子機器の世界市場を支配しています。設計による耐放射線性は高価な製造手法です。それでも、結果として得られるコンポーネントは非常に堅牢なソリューションを提供し、深宇宙ミッションや衛星などの過酷な宇宙用途において最も優れた耐放射線性評価を実現します。

材料タイプに関する洞察

材料タイプに基づいて、市場はシリコン、窒化ガリウム、炭化ケイ素に分類されます。耐放射線性コンポーネントのほとんどはシリコンで製造されています。これは、シリコンがサイズと重量を軽減し、中速から高速までの性能を向上させるためです。マイクロエレクトロニクス業界におけるシリコン材料のニーズは、主に各デバイス世代の「設計ルール」、すなわち技術世代の限界寸法によって決定されます。一般的に、限界寸法の50%を超える表面欠陥は、デバイスを致命傷にする可能性を秘めているとされています。

コンポーネントインサイト

コンポーネントに基づいて、市場はオンボードコンピュータ、マイクロプロセッサ、コントローラ、電源、メモリ（ソリッドステートレコーダー）、フィールドプログラマブルゲートアレイ、送受信機（アンテナ）、特定用途向け集積回路（ASIC）、センサーに分類されます。オンボードコンピュータ、マイクロプロセッサ、コントローラは、マイクロプロセッサ技術の効率、堅牢性、および機能の向上が求められる新しいアプリケーションで使用されることが予想され、その結果、より狭いスペースで非常に複雑で要求の厳しいアプリケーションを展開することが可能になります。

地域分析

宇宙用途向け耐放射線性電子機器の世界市場は、北米、欧州、アジア太平洋、LAMEAの4つの地域に区分されています。

北米は、予測期間中、世界の耐放射線性電子機器市場において最も大きなシェアを占める地域です。商用および軍事衛星用途における耐放射線性部品の需要増加が、この市場シェア拡大の原動力となっています。耐放射線性マイクロエレクトロニクスは、米国国防総省（DoD）をはじめとする民間セクターにおいて、衛星や原子力近代化プロジェクトなどのプロジェクトに必要とされています。米国政府は、耐放射線性マイクロエレクトロニクス部品の国内生産能力の維持・向上に継続的に取り組んでいます。例えば、2021年12月、米国政府は国防生産法（DPA）第3条に基づき、耐放射線性マイクロエレクトロニクスの国内産業基盤の拡大・強化を承認しました。

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宇宙用途市場向け耐放射線電子機器のトップ競合他社

1. 3D Plus
2. Analog Devices Inc.
3. Apogee Semiconductor
4. Cobham Plc
5. Data Device Corporation
6. Exxelia
7. General Dynamics
8. GSI Technology Inc.
9. Infineon Technologies
10. Mercury Systems Inc.
11. Microchip Technology Inc.
12. Micropac Industries
13. Renesas Electronics Corporation
14. Solid State Devices Inc.
15. STMicroelectronics N.V.
16. Teledyne Technologies
17. Texas Instruments
18. Vorago Technologies
19. Xilinx Inc

最近の開発状況

• 2022年4月 - アナログ・デバイセズは、ビルディング・オートメーション・ネットワークのデジタル化を実現する包括的なロング・リーチ・イーサネット・ソリューションを発表しました。
• 2022年5月 - アナログ・デバイセズの製品で高精度をシンプルに高精度シグナルチェーンプラットフォーム。
• 2022年5月 - ゼネラル・ダイナミクス・ミッション・システムズとイリジウムが、宇宙開発機関（SDA）から3億2,400万米ドルの地上管制・運用契約を受注。
• 2022年6月 - インフィニオンが世界初のISO26262準拠の車載向け高解像度3Dイメージセンサーを発表。