世界の超高速レーザー市場規模は、2021 年に 17 億 8,300 万米ドルに達しました。 2030 年までに 62 億 2,300 万米ドルに達すると予想されており、予測期間 (2022 ～ 2030 年) 中に16.91% の CAGRで成長します。
「超高速レーザー」という用語は、フェムト秒またはピコ秒の持続時間を持つ非常に短い光パルスを生成するレーザーの種類を指します。この期間は、これまで人間が観察できなかった基本的な原子および分子プロセスおよび化学反応のタイムラインに近いものです。計り知れない速度でエネルギーを供給できるその能力により、超高速レーザーは脆弱な構造を簡単に検査し、記録的な速度で微細な変化を引き起こすことができます。そのユニークな特性により、材料の加工における超短パルス幅と非常に高いピーク強度の使用が可能になりました。これらのレーザーは、周囲に膨大な量のエネルギーを転送することなく材料を除去できるため、生体組織、誘電体、金属などの多くの材料に大きなメリットをもたらします。パルス持続時間、パルス繰り返し率、および平均出力パワーは、超高速およびパルスファイバーレーザーの動作を決定する重要な特性です。
現在、基礎研究と商業用途の両方に使用されています。超高速レーザーの主な用途には、3D フォトニック デバイス、データ ストレージ アプリケーション、3D マイクロ流体工学および光流体工学、ガラス接着などがあります。超高速レーザーは、抵抗の切断、メモリ補正、ハードディスクのテクスチャリング、クイック プロトタイピングなど、いくつかの特殊なタスクに使用できます。さらに、超高速レーザーは、赤外線、可視光線、およびより短い紫外線範囲で機能するため、適応性があります。寸法精度の向上、公差の厳格化、後処理段階の省略などの利点により、超高速または超短パルス レーザーは、自動車、医療機器、家庭用電化製品などの業界で不可欠な生産装置となっています。業界は、レーザー切断技術の使用から、正確な加工のための非常に高速なレーザー技術に切り替え、迅速な市場投入を可能にしています。高い寸法精度は超高速レーザーによって可能になり、微細加工は今後数年間で超高速レーザーの需要を高める主な要因となります。
| 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 | 16.91% |
| 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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家庭用電化製品、輸送、ヘルスケア、ネットワーキングとテレコム、コンピューティングの技術発展により、コンパクトで信頼性の高い電子デバイスの需要がもたらされました。このようなポータブル電子機器では、スクリーンなどの部品に正確な寸法精度が要求されます。高性能半導体コンポーネントの作成に必要な製造材料の需要は増加すると予想されます。航空宇宙や一部の家庭用電化製品などの高速で完全に統合されたアプリケーションでは、小型機器のニーズが大幅に高まっています。最終製品を作成するためのこれらの要因により、OEM は複雑な特性を持つ小型部品を作成する必要があり、マイクロマシニングが小型電子システムを作成するための重要な要素となっています。
通信機器、自動車、工業製造、ヘルスケア機器など、ほぼすべての産業分野で、小型のポータブル電子機器の需要が増加しています。電子デバイス製造業界におけるこうした進歩により、寸法精度の向上に対する要求が高まっており、デバイスに欠陥や欠陥がないことを保証するという OEM へのプレッシャーがさらに高まっています。このため、レーザー加工機の利用はさらに拡大すると予想されています。さらに、特に家庭用電化製品などの高い収益の可能性があるニッチ分野において、デバイス性能の面で競争力を持たせる必要性により、超高速レーザーの需要が高まることが予想されます。超高速レーザーの利点を示すユースケースの割合が増加しているため、業界は拡大しています。
超高速レーザー市場は、寸法精度の向上に対する需要と超高速レーザーを奨励する政府の規制により拡大していますが、製造の複雑さなどの他の要因が市場の拡大を抑制すると予想されています。テクノロジー、ビーム伝播中の非線形効果、および相互作用プロセスの点でシステムが複雑であるため、これらのシステムを取り扱うには、産業環境における技術的能力が必要です。したがって、このテクノロジーにはいくつかの利点が約束されていますが、壊れやすく、高価で、時間がかかるため、生産プロセスに統合することが困難であると頻繁に批判されています。
他の用途に比べて製造の複雑さが低いため、多くの代替技術が利用可能であり、頻繁に使用されています。超高速レーザーは光学的に透明なポリマー材料を加工できますが、コストがかかるため、エキシマ レーザーの方が一般的です。他の代替技術には、Q スイッチ レーザー、連続波 (CW)、およびナノ秒パルスが含まれます。結果として、これらの障害により、超高速レーザー市場の成長が妨げられています。
以前は、超高速レーザーは繊細で労働集約的な技術であり、過酷な産業環境に耐えるように作られていませんでした。レーザー設計における最近の進歩により、状況は劇的に変化しました。多くの工業プロセスでは、フェムト秒およびピコ秒範囲のパルス長を持つ超高速レーザーが不可欠です。高品質で本質的に高温の材料加工にこれらのレーザーが有用であること、また、レーザー技術、プロセス開発、ビーム管理、配送の発展により、現在では数多くの最先端の科学的および商業的応用が可能になっています。
テーパーダブルクラッドファイバ（T-DCF）増幅器を使用することで、最近の進歩により、スペース効率の良い構成で、そして最も驚くべきことに、従来のファイバとほとんど変わらない製造コストで優れたビーム品質を備えた高出力の可能性が提供されています。レーザー分野における研究開発の拡大と、それに対応する技術の応用例の増加により、投資とイノベーションへの注目が高まっています。超高速レーザーの分野における研究の拡大と進歩により、この期間を通じて、さまざまな分野や複数の材料でより重要な使用が行われることが予想されます。
世界の超高速レーザー市場は、レーザーの種類、エンドユーザー、パルス幅、地域に基づいて分類されています。
世界の超高速レーザー市場は、レーザーの種類ごとに固体レーザーとファイバーレーザーで構成されています。
固体レーザー部門は 16.3% の CAGR で成長し、予測期間中に最大の市場シェアを保持すると予測されています。固体超高速レーザーは、幅広い科学技術用途を提供します。超高速レーザーのパフォーマンスは大幅に向上します。いくつかの実験室での試験によると、超短パルスでのみ可能となる計測学、スーパーコンティニューム発生、生命科学などの分野で新たな用途を切り開く可能性さえあります。これらのレーザー システムは、高価で電力を大量に消費し、メンテナンスに多大な労力を要するレーザーに代わって、超高速レーザー システムのアプリケーションに広く採用されています。これらのレーザーを商業的に利用できるようにするために、多くの研究が行われてきました。
ファイバーレーザー部門は第 2 位の市場シェアを保持することになります。ファイバー レーザーは、切断、溶接、積層造形などのさまざまな工業製造タスクに使用できる多用途かつ強力なツールです。医療システムにおける超高速ファイバーレーザー技術の幅広い用途により、医療レーザーシステムの市場は成長しています。アプリケーションには、心臓病学、皮膚科、がん治療、歯科、眼科が含まれます。ファイバー レーザーの最も成功した用途は、手術、治療、病気の診断です。ファイバー レーザーは、精密な連続レーザー ビームを提供し、微細なコンポーネントで高精度の切断を行うことができます。
世界の超高速レーザー市場は、エンドユーザーごとに、家庭用電化製品、医療、自動車、航空宇宙および防衛、研究で構成されています。
家庭用電化製品部門は 19.41% の CAGR で成長し、予測期間中に最大の市場シェアを保持すると予測されています。エレクトロニクス製造業界は引き続き活発な活動を続けています。これは主に家庭用電化製品の需要の高まりと目まぐるしい技術進歩によって引き起こされており、OEM は市場に新製品を継続的にリリースするよう圧力をかけられています。今日のエレクトロニクス製品のほとんどは小型化されており、ますます小型化するフォームファクター内に部品を適合させ、超高速レーザー市場の拡大を促進するために、より厳しい寸法公差が必要となります。電子機器の製造プロセスでは、コンポーネントアセンブリの小さな特性をより正確に検査する必要があります。したがって、超高速レーザーの使用が増加しています。
自動車部門は第 2 位の市場シェアを握ることになります。無人運転車の需要の高まりにより、自動車業界では超高速レーザーアプリケーションに対する多大なニーズが高まっています。電子技術革新は、従来の自動車制御技術をますます置き換えています。多くのよく開発されたテクノロジーは、新しいアイデアの開発を奨励する厳格な環境および財務基準と組み合わせて模範的なパフォーマンスを必要とするため、失格となります。その結果、さまざまな用途における超高速レーザーの需要が増加しています。
世界の超高速レーザー市場は、パルス持続時間別にみると、ピコ秒とフェムト秒で構成されています。
ピコ秒セクションは 13.9% の CAGR で進歩し、予測期間中に最大の市場シェアを保持すると予測されています。小型デバイスの製造需要の高まりに伴い、ピコ秒レーザーの市場は拡大しています。さらなる小型化とさらなる機能性の絶え間ない追求が、エレクトロニクス分野を特徴づけています。これは、リジッド プリント基板 (PCB)、パッケージ基板、薄型フレックス回路の製造に使用される 2 つの重要な微細加工作業を含む、エレクトロニクス製造プロセスのほぼすべての段階に影響します。さらに、短波長の超短パルスレーザーを使用する傾向が高まっています。必要な高品質の製品を高スループットかつ低コストで提供する高出力 USP レーザーのメーカーは、この開発を強力にサポートしています。
フェムト秒セクションは 2 番目に大きな市場シェアを保持します。ハンドヘルド電子機器の分野では、フェムト秒レーザーの使用が増えています。非常に複雑なコンポーネントには、携帯電話、メモリ チップ、マイクロプロセッサ、ディスプレイ パネルが含まれます。これらは、さまざまな材料、信じられないほど薄い厚さの多数の層、およびほとんど特性で作られています。これらの部品は最先端の高精度技術を使用して製造され、経済的に大量に生産される必要があるため、この分野の成長が促進されます。医療分野のイノベーションはフェムト秒レーザーの部分にも影響を与えています。
世界の超高速レーザー市場は、地域ごとに北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、 LAMEAにわたって分析されています。
アジア太平洋地域は主要な市場シェアを獲得し、予測期間中に 17.75% の CAGR で拡大すると予想されます。この成長は、エレクトロニクスおよび自動車分野におけるフェムト秒ファイバーレーザーの需要の増加によるものです。技術の向上と、特に中国と日本における多数のエレクトロニクス OEM が市場の成長をさらに押し上げています。 Thorlabs Inc.、Wuhan Huaray Precision Laser Co., Ltd.、Amplitude Laser などを含む複数の市場参加者により、アジア太平洋地域はレーザー技術開発のリーダーとして認められています。製品の提供は、市場プレーヤーが利益を増やし、競争力を獲得すると同時に、改良された超高速レーザー装置に対する需要の拡大にも応えるために使用する戦略の 1 つです。
防衛および医療サービスを生み出す政府の取り組みの拡大により、企業はさまざまな産業用途向けの超高速レーザーを開発しています。この地域の超高速レーザー市場は今後も着実に成長すると予想されます。超高速レーザーは、機械から航空機器に至るまで、あらゆる工業製品の製造と加工に使用されています。アジア太平洋地域における超高速レーザーの必要性は、いくつかの産業用ツールと、製品の精度と品質の重視が高まっていることによって促進されています。さらに、工業製品や消費財の需要が増加しているため、製造業はアジア経済の重要な分野の1つとなっています。この地域の超高速レーザー市場のさらなる推進力としては、研究資金、機器購入資金、パートナーシップが挙げられます。
北米は CAGR 15.71% で拡大し、予測期間中に 2 番目に大きな市場シェアを獲得すると予測されています。北米の製造業全体の強みを高める重要な要素の 1 つは、この地域のエレクトロニクス製造です。最も複雑なコンポーネントは、携帯電話、ディスプレイ画面、マイクロプロセッサ、メモリ チップです。それらはさまざまな素材でできており、信じられないほど薄い厚さの多数の層で構成されており、特徴はほとんどありません。これらを手頃な価格で大量に生産するには、超高速レーザーのような新しくて正確な生産技術が必要です。
さらに、超高速レーザー技術、家電製品、自動車エレクトロニクスが市場の拡大を促進しました。さらに、北米では生物科学や研究における超高速レーザーの使用が増加しています。現在、この地域で高度な生体内顕微鏡技術（IVM）と機能的イメージングを導入することにより、新世代のフェムト秒レーザーが奨励されています。
