圧電材料の市場規模、シェア、業界分析、材料別（圧電セラミックス[チタン酸ジルコン酸鉛{PZT}および無鉛セラミックス]、圧電ポリマー、圧電複合材料、その他）、用途別（アクチュエーター、モーター、トランスデューサー、センサー、SONAR、発電機）および変圧器、音響機器、共振器、その他）、最終用途産業別（自動車、ヘルスケア、IT および通信、消費財、航空宇宙および防衛、その他）、地域別予測、2024 ～ 2032 年

世界の圧電材料市場規模は、2023 年に 14 億 5,000 万米ドルで、2024 年の 15 億 2,000 万米ドルから 2032 年までに 21 億 9,000 万米ドルに成長すると予測されており、予測期間 (2024 ～ 2032 年) 中に 4.7% の CAGR を示します。< /p>

圧電性は、力が加えられたときに材料が電場を生成する、いくつかの材料によって示される特性です。一方、材料全体に電界がかかると、寸法が変形します。言い換えれば、これらの材料は機械エネルギーを電気エネルギーに、あるいはその逆に変換します。この特性により、これらは一般にトランスデューサーと呼ばれます。これらの材料は圧電を利用して、エネルギーの差を電荷に変換することで速度、応力、ひずみ、熱、または力の変化を測定します。この効果に基づいて、これらの材料は音と周波数の生成と検出、点火装置、SONAR、圧力と変位の測定システムに応用されています。

現在、圧電デバイスには、水晶、ロッシェル塩、セラミック、ポリマー、マクロファイバー複合材料、フェロエレクトレット、フレクソエレクトリック材料など、さまざまな材料が使用されています。さまざまな用途に適した材料の選択は、一貫性、安定性、高い入出力比、展性、耐熱性および耐湿性などの特性に基づいて行われます。圧電デバイスには主に水晶が使用されていました。それでも、低電圧では反応できず、300°C を超える温度では機能しないため、圧電セラミックや圧電複合材料などの最新の材料に置き換える必要がありました。

エレクトロニクスや自動車分野などの重要な最終用途産業は操業の制限や閉鎖に直面し、圧電材料の需要に重大な影響を与えました。しかし、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）により、高温計、酸素濃度計、自動換気装置、電子体温計などの機器の需要が急増しました。これらのデバイスは圧電材料を利用してエネルギーを別の形式に変換するため、危機時にはこれらの材料が必要になります。

さらに、市場で事業を展開している企業は、医療業界からの需要の高まりに対応するために生産工場を変更しました。彼らはまた、コロナウイルスとその特徴を研究するために、ヘルスケアエレクトロニクスメーカーと組み合わせて新しい製品を開発しました。たとえば、PI Ceramics は、早期診断と病気の検出を目的とした体外診断用の正確な液体処理を可能にする圧電セラミックスを開発しました。

圧電材料市場動向

開発を促進する鉛フリー圧電セラミックの開発

チタン酸ジルコン酸鉛 (PZT) は最も多く使用されている圧電セラミック材料ですが、化合物中に鉛が存在するため、その使用は制限されており、PZT は有害物質使用制限 (RoHS) 指令 2002/95 などの規制の対象となっています。 /EC が EU に採用されました。したがって、鉛フリーの圧電セラミックの開発は、現在進行中の大規模な研究分野です。鉛フリーの圧電セラミックは、チタン酸塩ベースのセラミック、アルカリ性ニオブ酸塩ペロブスカイトベースのセラミック、およびビスマスペロブスカイトベースのセラミックという 3 つの主要な組成ファミリーで構成されています。さらに、ポリフッ化ビニリデン (PVDF) やポリスルホンなどの圧電特性を示すポリマーは、準拠した圧電材料を提供するために研究されています。鉛は人体に有毒であると考えられているため、鉛ベースのセラミックの代替に関するこのような研究は、近い将来さらに勢いを増し、さらなる成長に向けて市場の流れを変えることが予想されます。

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圧電材料市場の成長要因

市場の成長を促進するためにエンドユース産業の自動化を推進

自動車や電子機器製造などの最終用途産業は、製造ラインの自動化を推進しています。この推進により、生産ラインをスムーズに稼働させるためのセンサー、トランスデューサー、アクチュエーター、モーターなどのデバイスの需要が増加しています。これらのデバイスは、圧電材料が持つ特性を利用して加速度、圧力、ひずみ、音響強度などのさまざまな量を測定するため、業界の自動化への依存度が高まるにつれて、このような材料の需要は大幅に拡大すると予測されています。

大手製造会社は長年にわたり、開発中のランニングコストを最小限に抑える効果的な方法として自動化システムの導入への投資を拡大してきました。生産性を向上させリードタイムを最小限に抑えるために、製造業における自動化の重要性が高まっており、センサー、トランスデューサー、アクチュエーター、モーターの使用が促進されると予測されています。これにより、予測期間中に圧電材料の需要が高まることが予想されます。

需要を刺激するために航空宇宙と防衛への支出を増やす

近年、インド、中国、米国、イスラエル、日本などの国々の政府は、防衛活動の予算を大幅に増加させています。これらの政府は、軍隊の能力を強化するために、ミサイル誘導システム、ドローン、レーダーの構築に多額の投資を行っています。さらに、宇宙探査活動の増加により、宇宙物体や関連環境を研究するためのセンサー、音響デバイス、SONAR などのデバイスの使用が増加しています。これらのデバイスには、範囲内のわずかな変化を検出し、過酷な条件にも耐え、正確で一貫した結果を提供できる特別な圧電材料が必要です。 SpaceX などの民間宇宙機関が宇宙探査サービスの提供に参入しているため、このような材料の需要により、予測期間中の世界の圧電材料市場の成長がさらに拡大すると予想されます。

世界的な安全保障問題が高まる中、世界中の政府が軍事近代化に注力しているため、軍事装備の需要が高まっています。現在の国際安全保障環境の不確実性とあいまいさの継続により、今後 5 年間で現在の防衛投資が増加すると予想されます。

世界の商業宇宙市場では、主に政府やベンチャー キャピタルからの資金提供を受けて、新規および最新の宇宙技術および施設への着実な投資が見込まれると予想されます。商業宇宙産業の売上は主に、地球の観測と通信に使用される衛星の製造と、これらのペイロードを軌道上に配置するために使用される打ち上げロケットから得られます。

抑制要因

信号とノイズの区別ができないため、圧電材料の採用が減少する

ピエゾ材料はセンシングおよびエネルギー変換デバイスに幅広く応用されていますが、PZT や天然ピエゾ結晶などの一般的な材料はシステム内に存在する実際の信号とノイズを区別できないため、結果が不正確になり、パフォーマンスに影響を与える可能性があります。圧電材料が使用されるデバイスの。さらに、高温や大きな応力などの過酷な環境にさらされると、材料によって提供される結果の一貫性が深刻な影響を受け、そのような条件でのアプリケーションへの採用はさらに制限されます。

圧電材料市場セグメンテーション分析

材料分析による

圧電セラミックス材料セグメントが市場で圧倒的なシェアを握る

市場は材料に基づいて、圧電セラミック、圧電ポリマー、圧電複合材料などに分類されます。圧電セラミックはさらに、チタン酸ジルコン酸鉛 (PZT) と鉛フリー セラミックに分かれます。 PZT の性能はドーピング材料の使用に基づいて簡単に変更できるため、トランスデューサやアクチュエータの製造に PZT が大量に消費されるため、圧電セラミックが市場で支配的なシェアを保持すると予想されています。ニオブをドーピングすると応答能力が向上するソフト PZT が生成されますが、鉄をドーピングするとハード PZT が生成され、圧電応答のヒステリシスがより無視できる程度になります。圧電セラミック材料のこのような適応性により、エレクトロニクス産業や自動車産業で大規模に消費されるようになりました。

一方、ピエゾ複合材料は、超音波機器、非破壊検査、水中音響学での用途に適しているため、急速に市場シェアを獲得しています。複合材料は圧電セラミックよりも音響インピーダンスが小さく、より可塑性が高く、機械的負荷によく適応します。これらはより優れた圧電感度と電気機械活性を備えているため、圧電セラミックの効果的な代替品と考えられています。

アプリケーション分析による

センサーセグメントは予測期間中に最高の CAGR で成長する

アプリケーションの観点から見ると、市場はアクチュエーター、モーター、トランスデューサー、センサー、SONAR、発電機と変圧器、音響デバイス、共振器などに分類されます。センサーセグメントは、自動運転車、製造ライン、家庭用電化製品などのさまざまな分野での応用により、かなりのCAGRで成長すると予想されています。センサーはエネルギーの変化を検出し、その差を電気信号に変換し、システムに必要な変更を加えるために使用されます。たとえば、テレビのリモコンには圧力センサーがあり、ボタンの圧力を検出して、リモコンにある IR ブラスターを作動させる電気信号に変換します。テレビユニット内の IR センサーはエネルギーの変化を検出し、それをデジタル信号に変換して、ユニットの制御を提供します。

一方、アクチュエーターは、システムまたはユーザーから送信された電気信号を機械エネルギーに変換し、指定された部品を制御して製造ライン内で特定の動作を実行します。したがって、アクチュエータ部門は、産業用工作機械の精密制御、車両の加速および制動システム、さまざまな最終用途産業で使用されるロボットアームに至るまで、その用途が世界市場で最大の圧電材料市場シェアを占めると予想されています。 /p>

最終用途産業分析による

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世界市場で最大のシェアを占める消費財

市場は最終用途産業に基づいて、自動車、ヘルスケア、IT および通信、消費財、航空宇宙および防衛などに分類されます。テレビ、洗濯機、リモコン付き玩具、電子レンジなどの消費者製品は、これらの製品の制御と動作を実現するために圧電材料を利用しています。新興国の個人消費能力の向上に伴い、こうした消費財の大量消費が見込まれるため、この市場セグメントは世界市場での主導権を維持すると予想されます。

自動車産業は消費財産業の後塵を拝しており、自動車に搭載されるアクチュエーター、燃料インジェクター、センサー、ブレーキ システム用のこれらの材料の需要により、予測期間中に安定した CAGR で成長すると予測されています。さらに、燃料噴霧器、シートベルト ブザー、エアバッグ センサー、タイヤ空気圧センサーは、これらの材料が適用される主要な自動車部品の一部であり、その結果、自動車産業は世界市場でかなりのシェアを保持しています。

地域に関する情報

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アジア太平洋地域の市場規模は、2023 年に 9 億 9 千万米ドルでした。アジア太平洋地域はエレクトロニクスおよび消費財の製造拠点として台頭しており、中国、日本、台湾、インド、韓国は生産能力の拡大に注力しています。アジア太平洋地域の各国政府は、新型コロナウイルス感染症による景気減速後、同地域に新たな生産工場を設立するエレクトロニクスメーカーに税還付や奨励金を提供しており、予測期間中に市場規模はさらに拡大するとみられる。米国は大規模な宇宙探査プログラムを計画しており、宇宙内の物体の感知や宇宙船コンポーネントのリモートアクセスに圧電材料が利用される予定で、北米は市場に成長の機会を提供するだろう。欧州の自動車セクターは、新型コロナウイルスのパンデミックによる低迷を経て活性化すると予想されている。無人自動運転車に関する研究もこの地域で拡大し、市場を後押しすることになるでしょう。

ラテンアメリカ市場はまだ初期段階にありますが、この地域での最終用途産業、特に IT および電気通信の存在感の増大により、市場が拡大すると考えられます。一方、中東とアフリカでは、この地域で拡大する医療産業とエレクトロニクス産業により、ピエゾ材料の需要が増加していることが観察されています。

圧電材料市場の主要企業のリスト

業界での強い立場を維持するために主要企業による製品開発に注力する

この市場の競争環境は、少数の製造会社が市場の過半数のシェアを占め、かなり統合された市場を描いています。市場の主要企業は、市場シェアを獲得するための手段として、新規材料とその応用の研究開発に多大なリソースを投資しています。

さらに、市場で活動する主要企業は、自社の提供ポートフォリオとサービスを向上させるために、生産能力の拡大と中​​小企業の買収という戦略を採用しています。この傾向は、予測期間中に世界市場にプラスの影響を与えると予測されます。

プロファイルされた主要企業のリスト:

• PI Ceramics GmbH (ドイツ)


• APC インターナショナル株式会社 (米国)


• CTS コーポレーション (米国)


• L3Harris Technologies, Inc.（米国）


• CeramTec (ドイツ)


• アルケマ (フランス)


• ソルベイ (ベルギー)


• Mad City Labs, Inc. (米国)


• Piezosystem jena GmbH (ドイツ)


• スパークラー セラミックス (インド)


• Piezomechanik GmbH (ドイツ)


• TDK株式会社（日本）


• 株式会社村田製作所 (日本)


• キネティック セラミックス (米国)


• 香港ピエゾ株式会社 (中国)


• Mide Technology (米国)


• Meggitt PLC (英国)


• ジョンソン・マッセイ (イギリス)


• ピエゾキネティクス社（米国）


• TRS テクノロジーズ社（米国）

主要な業界の発展:

• 2020 年 4 月: CTS Corporation は、自動車グレードの水晶発振器に適用する 4 つの水晶ファミリーを導入することにより、製品ポートフォリオを拡大すると発表しました。新しく開発された製品は、幅広い動作温度が存在する自動車、産業、医療、航空宇宙・防衛業界で応用され、近い将来に同社に優れた成長の機会をもたらすものとなる。


• 2019 年 7 月 – PI Ceramic GmbH は、チューリンゲン州レーダーホースにある生産施設の拡張を発表しました。拡張により施設面積は1万2000平方メートルから2000平方メートルに増加する。 19,500平方メートルまで追加エリアには、多層圧電材料の製造ラインと管理センターが追加される予定です。

レポートの対象範囲

世界の圧電材料市場レポートは、市場の詳細な分析を提供し、主要企業、最終用途産業、これらの材料の主要な用途などの重要な側面に焦点を当てています。これに加えて、調査レポートは市場動向に関する洞察を提供し、主要な業界の発展に焦点を当てています。前述の要因に加えて、レポートには、近年の市場の成長率に寄与したいくつかの要因が含まれています。

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