フォトニクスの世界市場

株式会社グローバルインフォメーション（所在地：神奈川県川崎市、代表者：樋口 荘祐、証券コード：東証スタンダード 4171）は、市場調査レポート「フォトニクスの世界市場」（Global Industry Analysts, Inc.）の販売を12月16日より開始いたしました。

【当レポートの詳細目次】
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フォトニクスの世界市場は2030年までに1兆4,000億米ドルに達する見込み

2023年に8,450億米ドルと推定されるフォトニクスの世界市場は、2023年から2030年にかけてCAGR 7.0%で成長し、2030年には1兆4,000億米ドルに達すると予測されます。本レポートで分析したセグメントの1つであるLEDは、CAGR 6.1％を記録し、分析期間終了までに1,188億米ドルに達すると予測されています。レーザー、センサー、ディテクター、イメージングデバイス分野の成長率は、分析期間でCAGR 6.6%と推定されます。

米国市場は推定2,314億米ドル、中国はCAGR6.6％で成長予測

米国のフォトニクス市場は、2023年に2,314億米ドルと推定されます。世界第2位の経済大国である中国は、2030年までに2,108億米ドルの市場規模に達すると予測され、分析期間2023-2030年のCAGRは6.6%です。その他の注目すべき地域別市場としては、日本とカナダがあり、分析期間中のCAGRはそれぞれ6.5%と5.6%と予測されています。欧州では、ドイツがCAGR 5.6%で成長すると予測されています。

世界のフォトニクス市場- 主要動向と促進要因のまとめ
なぜフォトニクス市場は様々なハイテク産業で勢いを増しているのか？
フォトニクス市場は、光の操作を活用することで、より速く、より効率的で、より精密な技術を可能にするという変革の可能性により、様々なハイテク産業で勢いを増しています。光（光子）の生成、トランスミッション、変調、検出を伴うフォトニクスは、通信やコンピューティングからヘルスケア、製造、エネルギーに至るまで、数多くのアプリケーションの中核を担っています。フォトニクスは、データの伝送や処理に電子を使用する従来の電子システムとは異なり、光波を利用するため、高速化、広帯域化、低消費電力化、低発熱化などの明確な利点があります。このため、フォトニクスは、データ伝送の高速化、センシングやイメージングにおける精度の向上、エネルギー効率の高いソリューションへの需要の高まりに対応するための重要な技術となっています。

フォトニクス市場の主な促進要因の一つは、光ファイバーネットワークを介した大容量・高速データ伝送をサポートする通信・データ通信分野での極めて重要な役割です。5G、クラウドコンピューティング、モノのインターネット（IoT）の導入によるデータトラフィックの急激な増加に伴い、光ファイバー、フォトニック集積回路（PIC）、波長分割多重（WDM）システムなどのフォトニック技術は、最新の通信ネットワークのスケーラビリティと効率を確保するために不可欠です。通信に加え、フォトニクスは、光コヒーレンストモグラフィー（OCT）、レーザーを用いた治療、バイオセンシング・アプリケーションなどの非侵襲的診断技術を可能にすることで、ヘルスケアに革命をもたらしています。その精度と、損傷を与えることなく生体組織と相互作用する能力により、医療用イメージング、診断、治療アプリケーションに理想的なものとなっています。産業界が性能と効率の限界に挑み続ける中、さまざまな分野でフォトニクスの採用が大幅に増加することが予想されます。

技術の進歩とイノベーションは、フォトニクス市場の成長をどのように形成していますか？
技術の進歩とイノベーションは、フォトニック技術の応用範囲を拡大し、性能を向上させる新しい材料、デバイス、システムの市場開拓を可能にすることで、フォトニクス市場の成長を形成しています。この分野における最も重要な技術革新の一つは、フォトニック集積回路（PIC）の進歩です。PICは、レーザー、変調器、検出器などの複数のフォトニックコンポーネントを1つのチップに集積することを可能にします。PICは、高速、低遅延、エネルギー効率に優れたデータ伝送を可能にすることで、通信業界やデータセンター業界に変革をもたらしつつあります。リン化インジウム（InP）、シリコンフォトニクス、ニオブ酸リチウムなどの新材料の使用により、PICの機能と性能が向上し、通信、センシング、コンピューティングの幅広い用途に適しています。

特にシリコンフォトニクスの市場開拓は、フォトニクス市場において変革的な役割を果たしています。シリコンフォトニクスは、成熟した半導体製造インフラを活用して、高歩留まり、低コスト、スケーラビリティのあるフォトニックデバイスを製造します。シリコンフォトニクスと相補型金属-酸化膜-半導体（CMOS）技術との統合により、データ集約型アプリケーションに不可欠な小型で高性能な光トランシーバ、スイッチ、相互接続の実現が可能になります。シリコンフォトニクスは、ニューロモルフィック・コンピューティングや量子コンピューティングのような新しいアプリケーションにも応用が検討されており、光部品と電子部品を1つのチップに集積できるシリコンは、速度、エネルギー効率、システムの複雑さの面で明確な利点をもたらします。

フォトニクス市場におけるもう一つの変革的動向は、量子フォトニクスとナノフォトニクスの利用による、前例のないレベルの光の制御と操作の実現です。単一光子と光の量子状態を利用する量子フォトニクスは、安全な量子通信システム、量子センサー、量子コンピューティングアーキテクチャの開発を可能にします。単一光子を生成し、絡み合わせ、操作する能力は、量子鍵配布（QKD）、量子計測、量子情報処理の進歩に道を開いています。一方、ナノフォトニクスは、ナノスケールでの光の振る舞いと、フォトニック結晶、プラズモニック構造、メタマテリアルなどのフォトニックデバイスの開発に焦点を当てています。これらのデバイスは、超解像イメージング、光と物質の相互作用の強化、負の屈折率といったユニークな光学特性を提供し、イメージング、センシング、光操作といったアプリケーションに新たな可能性をもたらしています。

フォトニクス設計や最適化における人工知能（AI）や機械学習（ML）の利用の増加も、フォトニクス市場の成長に影響を与えています。AIやMLアルゴリズムは、性能の向上、サイズの縮小、エネルギー消費の低減を実現したフォトニックデバイスの設計に利用されています。これらのツールは、大規模な設計空間を迅速に探索し、従来の設計手法では困難な最適なデバイス構成を特定することを可能にします。AIやMLの活用は、高度なコンピューティングや信号処理アプリケーションをサポートするフォトニックニューラルネットワークやフォトニックアクセラレータなどの新しいフォトニックコンポーネントの開発を促進しています。このような技術的進歩が進化し続けることで、フォトニクスはより汎用性が高く、効率的で、現代のハイテク産業のニーズに合致したものとなっています。

フォトニクステクノロジーの採用を促進するために、市場力学と業界コラボレーションはどのような役割を果たしますか？
市場力学と業界連携は、企業、研究機関、政府が協力して技術的課題を克服し、プラットフォームを標準化し、商業化を加速させることで、フォトニクステクノロジーの採用を推進する上で極めて重要な役割を果たします。高速通信ネットワーク、高度なセンシングソリューション、エネルギー効率の高い技術への需要の高まりは、様々なセクターでフォトニクスの強力な市場牽引力を生み出しています。5Gネットワーク、クラウドサービス、データセンターの普及に伴う光通信インフラへの投資の拡大は、光トランシーバ、アンプ、スイッチなどのフォトニックデバイスの採用を後押ししています。データトラフィックが指数関数的に増加し続ける中、フォトニック技術は、大容量、低遅延、コスト効率の高いデータトランスミッションを実現するために不可欠となっています。

業界連携、コンソーシアム、官民パートナーシップがイノベーションを促進し、フォトニクス市場の重要課題に取り組んでいます。American Institute for Manufacturing Integratedフォトニクス（AIMフォトニクス）、Europeanフォトニクス21 initiative、Japanフォトニクス Industry Consortium（JAPIC）などのイニシアチブは、学界、産業界、政府機関を結集し、共有インフラ、標準化されたプロセス、製造能力を開発し、新規参入の障壁を減らしています。このような協力関係により、先進的なフォトニック技術の開発が促進され、業界標準が推進され、新製品の商業化が加速されています。共有ファウンドリ、研究センター、テストベッドの設立により、企業は最先端の製造設備や設計ツールにアクセスできるようになり、開発コストの削減や迅速なプロトタイピングが促進されています。

オープン・ファウンドリ・モデルやファブレス製造アプローチの採用も、フォトニクス市場の成長を後押ししています。IMEC（Interuniversity Microelectronics Centre）やCEA-Letiが運営するようなオープンファウンドリは、標準化されたプロセス技術やデザインライブラリへのアクセスを提供し、企業が社内に製造施設を持つことなくフォトニックデバイスを開発・製造することを可能にしています。このモデルは、新興企業や中小企業（SME）の参入コストを引き下げ、フォトニクス市場における技術革新と競争を促しています。マルチ・プロジェクト・ウエハー（MPW）サービスが利用できるようになったことで、プロトタイピング・コストはさらに削減され、企業は製造工程を共有し、デバイスあたりの総コストを削減することができます。市場力学と業界連携が進化を続ける中、フォトニック技術の開発と採用のための、よりアクセスしやすくダイナミックなエコシステムが構築されつつあります。

研究開発（R&D）への投資拡大と官民パートナーシップの拡大も、フォトニクス市場の成長を支えています。北米、欧州、アジア太平洋などの地域の政府や研究機関は、次世代通信技術やセンシング技術の開発を支援するため、フォトニクス研究に投資しています。フォトニクスイノベーションハブ、研究センター、テストベッドの設立は、量子コンピューティング、人工知能（AI）、自律走行車など、フォトニクスの新しいアプリケーションの探求を促進しています。このような投資は、フォトニック技術の最先端を前進させ、新興分野での新たな利用機会を創出するのに役立っています。

世界のフォトニクス市場の成長を促進する要因は？
フォトニクスの世界市場の成長は、高速データトランスミッションの需要の増加、高度なイメージングとセンシング技術へのニーズの高まり、自律走行車、AI、量子コンピューティングなどの新興分野におけるフォトニクスの応用拡大など、いくつかの要因によって牽引されています。主な成長要因の1つは、通信やデータセンターにおける高速・低遅延データ伝送に対する需要の高まりです。5Gネットワーク、クラウドコンピューティング、IoTデバイスの普及によりデータトラフィックが急増し続ける中、より高いデータレートと長い伝送距離に対応できる光インターコネクトとトランシーバの必要性が高まっています。光ファイバーやフォトニック集積回路（PIC）などのフォトニック技術は、これらのアプリケーションをサポートするために必要な広帯域かつ低消費電力のソリューションを提供しています。

データセンターと通信ネットワークにおけるエネルギー効率と持続可能性への注目の高まりも、市場成長に寄与する重要な要因です。従来の電子回路は発熱と消費電力が大きく、高密度で高速なアプリケーションには適していないです。光を利用してデータを伝送するフォトニックデバイスは、電子回路に比べて消費電力が低く、発熱量も少ないため、エネルギー効率の高いデータ・トランスミッションのための魅力的なソリューションとなっています。消費電力と冷却コストが重要な考慮事項であるデータセンターの相互接続におけるフォトニクスの採用は、より持続可能なネットワークアーキテクチャへの移行を支援しています。

自律走行車、AI、量子コンピューティングなどの新興アプリケーションにおけるフォトニック技術の利用拡大が、フォトニクス市場の成長をさらに後押ししています。自律走行車では、フォトニクスはLiDAR（Light Detection and Ranging）システムに使用され、高解像度の3Dマッピングや物体検出を行い、安全で信頼性の高いナビゲーションを可能にしています。LiDAR技術の車載やロボットアプリケーションへの採用が進むにつれ、小型で高解像度、低消費電力を実現するフォトニックデバイスに対する新たな需要が生まれています。AIや機械学習の分野では、光コンピューティングやニューロモルフィック・コンピューティング・システムで使用されるフォトニックデバイスが検討されており、従来の電子システムと比べて処理速度が速く、エネルギー消費量が低くなっています。また、量子コンピューティングにおけるフォトニクスの利用も注目されており、スケーラブルな量子プロセッサーや安全な量子通信システムの開発が可能となっています。

さらに、バイオセンシングや環境モニタリングなどの高度なセンシングアプリケーションへの関心の高まりが、ヘルスケアや環境分野でのフォトニクスの採用を後押ししています。フォトニックベースのセンサーは、高感度、コンパクトなサイズ、複数のセンシング機能を単一のプラットフォームに統合する能力を提供します。ポイントオブケア診断用の光バイオセンサ、ウェアラブルヘルスモニタ、環境センシングデバイスにフォトニックセンサを使用することで、応用範囲が拡大し、市場成長の新たな機会が生まれています。多機能で費用対効果の高いセンシングソリューションを開発できることから、フォトニクスは幅広いセンシングアプリケーションにとって魅力的な選択肢となっています。

さらに、フォトニックデバイスの小型化と集積化が重視されるようになり、市場の技術革新が進んでいます。より小型で集積度の高いフォトニックデバイスの開発により、ウェアラブルエレクトロニクス、ポータブル医療機器、宇宙ベースの通信システムなどの用途で使用される小型軽量システムの構築が可能になっています。高集積化と小型化を実現する能力により、フォトニクスは、サイズ、重量、消費電力が重要な考慮事項となるアプリケーションに好まれる選択肢となっています。

さらに、COVID-19パンデミックの影響により、堅牢で信頼性の高い通信インフラの重要性が浮き彫りになり、光通信技術の需要が加速しています。パンデミックの間、リモートワーク、オンライン教育、デジタルコミュニケーションへの依存が高まったことで、高速・大容量のデータトランスミッションネットワークの必要性が強調されました。フォトニクスの光トランシーバや光スイッチへの採用は、ネットワーク容量の拡大や新しい通信インフラの展開を支えています。産業界がパンデミックの影響から回復し、デジタルトランスフォーメーションやネットワークのアップグレードへの投資を続ける中、通信アプリケーションにおけるフォトニック技術の需要は拡大すると予想されます。

このような要因が重なる中、世界のフォトニクス市場は、技術の進歩、アプリケーションの拡大、さまざまなハイテク産業におけるスピード、精度、エネルギー効率の重視の高まりによって、力強い成長を遂げようとしています。

調査対象企業の例（全287社）
・American Elements
・Asahi Glass Co., Ltd.
・Corning, Inc.
・Hoya Corporation
・II-VI, Inc.
・Koninklijke Philips NV
・Nikon Corporation
・Ohara, Inc.
・SCHOTT AG
・Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.

目次
第1章 調査手法
第2章 エグゼクティブサマリー
第3章 市場分析
第4章 競合

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