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超高速レーザー市場:新規事業開発、技術革新、2023-2033年までの予測

2023-05-05 15:59:07 | 市場調査

超高速レーザーの世界市場は、2023年に14.3億米ドルと評価され、2023年から2033年の間に、推定CAGR 16.6%で2033年までに33.1億米ドルに達すると予想されています。COVID-19の発生とそれに伴う世界各地でのロックダウンは産業活動に影響を及ぼし、多くの産業でサプライチェーンや製造業務の混乱が見られた。ロックダウンの影響としては、製造工程で使用される原材料の不足、労働力不足、価格の変動による最終製品の生産量の膨張や予算オーバー、出荷の問題などが挙げられます。

超高速・超短パルスレーザーは、寸法精度や公差の向上、後工程の省略などの利点から、自動車、医療機器、家電など、あらゆる産業で必須の製造ツールとなっています。

産業界では、レーザーカット技術から加工精度の高い超高速レーザー技術に移行し、早期の市場投入を可能にしています。このレーザー(一般的には発振器や増幅器)装置は初期費用が高い傾向にありますが、加工精度の向上により、生産ラインの全体的な時間や運用コストを削減できるため、材料加工用途でこの装置の採用率が高い主な理由となっています。

超高速レーザーにはフェムト秒とピコ秒があり、これらのレーザーは医療機器や軍事機器の製造分野でも人気を集めている。例えば、ステントやカテーテルは超高速レーザーで製造されています。また、各地域で医療機器へのレーザーマーキングが義務付けられていることも、超高速レーザーの需要増加の理由となっています。

フェムト秒レーザーは、注射器やその他のガラス器具のトレーサビリティを可能にするガラスへのマーキングや、軍事機器に使用されるその他の揮発性材料へのマーキングで知られていますが、ピコ秒レーザーはスチール金属表面へのレーザーマーキングに最も使用されています。また、医療機器に使用されるプラスチックの加工(ポリマー加工)にも、これらのレーザーが使用されています。

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医療用途では、Qスイッチレーザーが超高速レーザーに置き換わりつつある。また、外科用メスや機械式のこぎりなど、レーザー以外の手法も、実用性や扱いやすさなどから、代替されつつあります。特に、スマートフォン、自動車、医療機器などの高価値製品では、高精度の必要性が極めて重要であり、寸法精度を合わせて設計することで、望ましい性能が反映されます。

主な市場動向

コンシューマーエレクトロニクスの需要が大きく伸びることが予想される

エレクトロニクス製造部門は、非常にダイナミックな動きを続けています。これは主に、民生用電子機器分野からの需要の増加と、急速な技術開発によるものです。家電メーカーは、コスト削減、市場投入までの時間短縮、量産化までの時間短縮、品質、柔軟性などのメリットを提供する電子機器メーカーに、製品を市場に提供する上で大きく依存しています。Consumer Technology Associationによると、米国における家電出荷の卸売売上高は、2009年の1697億9000万米ドルに対し、2019年には301億米ドルを占めるという。

小型化と寸法公差を厳しくする要求が、民生用電子機器に超高速レーザーを採用する主要因となっています。メーカーは、これまで以上に小さなフォームファクター内にコンポーネントを収めることを試みてきました。電子機器の製造工程では、精度を向上させながら、より小さな部品の特徴を検査することが求められています。

フェムト秒レーザーの用途が拡大しているのは、携帯型電子機器の分野です。携帯電話、マイクロプロセッサー、メモリーチップ、ディスプレイパネルは、多くの異なる材料、極端に薄い複数の層、最小限の特徴からなる、非常に高度なコンポーネントです。そのため、高度で高精度な製造工程と、経済的に大量に生産できる能力が求められます。

超高速レーザーは、パルス幅が非常に短いため、熱を発生させることなく、事実上熱による微細加工が可能です。ディスプレイのリペア(修理)工程で使用されることが多くなり、コンパクトで高速、多波長の新世代の超高速レーザーが開発されました。

北米が大きな市場シェアを占めると予想される

米国におけるエレクトロニクス製造は、同国の製造業全体の力を高める大きな要因の一つである。ここ数年、同国の成長率は若干低下しているものの、エレクトロニクスは依然として同国の製造業市場に大きく貢献している。

携帯電話、ディスプレイパネル、マイクロプロセッサー、メモリーチップは、多数の異なる材料、極端に薄い複数の層、最小限の機能で構成される、非常に高度な部品です。これらを経済的に大量に生産するには、超高速レーザーなどの高度で高精度な製造工程が必要です。

また、民生用電子機器や自動車用電子機器も、超高速レーザー技術を採用することで、市場の成長を促しています。例えば、米国では、GF Machining SolutionsのMicrolution ML-5超高速レーザー微細加工プラットフォームが、従来のCNC技術を超える微細加工を実現し、ミクロン単位の加工を経済的かつ技術的に可能にしました。

GF Machining Solutionのこの超高速レーザーを使用することで、米国に本社を置くゼネラルモーターズは、より高い柔軟性と高精度を実現し、フローのばらつきを抑えてサイクルタイムを短縮しました。そのほか、ライフサイエンスや研究用途も、国内での超高速レーザーの成長に寄与しています。同国における先進的な生体内顕微鏡技術(IVM)と機能的イメージングの登場は、現在、新世代のフェムト秒レーザーを後押ししています。

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競合他社の状況

超高速レーザー市場は、複数のプレーヤーが存在するため、競争が激しい。市場の集中度は中程度と思われる。市場のベンダーは、市場成長を大きく後押しする大規模な研究開発投資やパートナーシップで新製品の展開に取り組んでいます。技術的な投資に加えて、企業は成長戦略として買収も行っている。市場は、Coherent、Trumpf、Jenoptik、Lumentumなどのレーザー/フォトニックジャイアントで構成されている。

2021年6月 - Amplitude Laser Inc.は、CATIE(Centre Aquitain des Technologies de lInformation et Électroniques)と共同で、地元の技術者と遠隔地の専門家の間の連携を促進し、レーザーの動作時間を最大化する両方のためのPdigitalソリューションを作るために協力する。