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メタマテリアル市場は、予測期間中の年平均成長率44.8%で、2024年の0.22億米ドルから2029年には13.8億米ドルに達すると予測されています。様々な光メタマテリアルベースのソリューションにおける進歩の増加、政府および民間の多額の資金調達と投資、5Gおよび高度無線通信に対する需要の大幅な増加が、世界的な市場成長を支配する主な原動力のいくつかです。これに加えて、ナノテクノロジーと革新的なメタマテリアルの統合が進み、再生可能エネルギー分野が継続的に拡大することで、メタマテリアル市場に有望な成長機会がもたらされると期待されています。
メタマテリアル市場における魅力的な機会
アジア太平洋
中国、日本、韓国、インドなどの国々では、技術の急速な進歩、産業全体の需要の増加、研究開発への大規模な投資がアジア太平洋地域の市場を牽引する主な要因となっています。
高度なワイヤレス通信システムに対する需要の急増と、メタマテリアルをベースとした光学製品の進歩が、この地域におけるメタマテリアル市場の成長を促進すると期待されています。
製品発表、パートナーシップ、コラボレーション、合意、契約、買収、拡大は、今後5年間に市場プレーヤーに有利な機会を提供する可能性が高い。
民生用電子機器や自動車分野でのメタマテリアルの採用拡大が、市場プレーヤーにチャンスをもたらすでしょう。
5Gの急速な普及と高性能で小型化されたアンテナのニーズが市場成長の原動力になる見込み。
メタマテリアル市場におけるAI/Gen AIの影響
Gen AlとAlは、潜在的な設計、生産、全体的な効率向上能力によってメタマテリアル市場を変革する予定です。自動的に最適化された設計を使用することで、Alは何千もの構造構成をモデル化して評価することができ、通信アンテナや光デバイスに正確で革新的な設計を提供します。さらに、Alは材料特性のシミュレーションや予測により、研究およびプロトタイピングのプロセスを高速化し、開発プロセスの時間を短縮するとともに、プロトタイプの迅速な反復を可能にします。生産と製造をさらに発展させるために、Alは3Dプリンティングなどの製造プロセスの最適化に役立ち、精度と無駄の削減を可能にします。これにより、非常に複雑な材料のコスト効率の高い生産が可能になります。最後に、Alはメタマテリアル開発のライフサイクルの各段階で設計、試験、製造を統合するため、革新的な製品を航空宇宙、ヘルスケア、エレクトロニクスの市場にできるだけ早く投入することができます。
メタマテリアル市場の動向とダイナミクス
原動力：強化されたワイヤレス通信システムに対する需要の高まり
メタマテリアル市場の主な促進要因の1つは、強化されたワイヤレス通信システムに対する需要の増加です。次世代アンテナ、IoTデバイス、世界中で拡大する5Gネットワークへの需要により、このようなシステムの性能を最大化する高度先進材料へのニーズが急増しています。メタマテリアルは、電磁波の操作によって信号の送受信能力を飛躍的に向上させます。5Gやミリ波通信で伝播されるような高周波を運ぶ波は、信号の減衰や干渉などの問題に直面する傾向があるため、これは無線通信技術にとって特に重要です。メタマテリアルは、アンテナ設計を強化し、信号強度、帯域幅、カバレッジを高めてこれらの干渉を排除し、アンテナをさらに効果的、コンパクト、適応的にするために使用されます。
さらに重要なのは、スマートフォン、IoTセンサー、ウェアラブル技術など、高性能ワイヤレスデバイスの小型化に向けた一般的なトレンドが、メタマテリアルをベースとした新しいソリューションの導入を後押ししていることです。企業は、接続性を向上させ、エネルギー消費を削減し、コンパクトな設計の中でスペースを最適化するために、メタマテリアルアンテナへの投資に大きな関心を寄せています。ワイヤレスシステムにおけるビームステアリング、ワイヤレス電力伝送、ノイズ低減のためのメタサーフェスの使用は、通信ネットワークを改善する大きな可能性を秘めています。このように、メタマテリアルは、より複雑で効率的な無線通信システムの開発に不可欠なツールであるため、メタマテリアル市場は拡大するでしょう。
制約：複雑な製造プロセス
メタマテリアルは、必要とされる電磁的、光学的、機械的特性を実現するために、多くの場合ナノスケールレベルで内部構造を精密に制御する必要があります。このような精密な構造制御が要求されるため、ナノインプリント、電子ビームリソグラフィ、3Dプリンティングなどの高度な製造技術が必要となります。例えば、電磁波を制御できるメタマテリアルを作るには、波長レベルの相互作用が非常に高い精度で起こるように材料をパターニングする必要がありますが、広い表面積で一貫して実現するのは非常に困難です。
メタマテリアルは、多くの場合、グラフェンやその他の複合材料のような複雑な物質で構成されています。このような材料は、その物理的特性のために取り扱いが困難です。小さな製造誤差が大きな性能偏差を引き起こす可能性があるため、大きな廃棄物や比較的高いコストが発生します。このような複雑さは、製造の拡張性に影響するだけでなく、参入障壁を高め、広範な商業化を制限します。機能的なメタマテリアルを作成するための高精度の要件は、時間とコストの高さに拍車をかけます。そのため、企業は研究開発やハイエンドの設備に多額の費用をかける必要があります。その結果、製品開発のタイムラインが遅くなり、消費者への最終価格が上昇するため、市場成長の抑制要因となっています。
機会：再生可能エネルギー分野の拡大
再生可能エネルギー部門は、より効率的なエネルギー採取、変換、貯蔵技術の必要性が高まる中、メタマテリアルにとって大きく、かつ急速に出現しつつある機会を示しています。メタマテリアルは電磁波を操作できるため、ソーラーパネルやエネルギー貯蔵システムの効率を大幅に向上させることができます。例えば、メタマテリアルは反射を抑えることで太陽電池の光吸収を高め、ソーラーパネルが太陽光をより多く取り込めるようにし、エネルギー変換効率を向上させます。発電に加えて、メタマテリアルはエネルギー貯蔵システムにも応用できる可能性があります。例えば、電池やスーパーキャパシターの性能を、充放電のサイクルを増やすことで向上させ、その間のエネルギー損失を最小限に抑えることができるかもしれません。
脱炭素化とクリーン・エネルギー政策を推進するための複数の研究センターや企業の取り組みは、効率的なエネルギー・システムをさらに必要としています。これらは、世界中で再生可能エネルギーを開発するという全体的な目標と結びついています。これは、グリーンエネルギー革命におけるメタマテリアル・イノベーションの機会を提示し、太陽光、風力、ストレージ・アプリケーションにおける効率と性能の向上を保証します。
課題：大量市場向けメタマテリアルの生産拡大
大量市場への応用の拡大は、メタマテリアル市場における最も重要な課題でしょう。メタマテリアルは構造的に、電磁波、光、または音を特定の方法で操作または制御することを目的とした内部構造上の特定の制約と組み合わされた本質的な複雑さを有しています。このような複雑な構造は、通常ナノスケールであるため、大量に製造する必要がある場合、製造上の課題が極めて大きくなります。ナノインプリント・リソグラフィーや3Dプリンティングのような従来の製造ルートは、メタマテリアルの製造に適用されていますが、大量生産には時間がかかりすぎてコストが高くつくか、コスト効率が悪いかのどちらかです。
もう一つの問題は、大量生産されたメタマテリアルの品質管理が一貫していないことです。どんなに微細であっても、構造にわずかな違いがあれば、性能が定まらない可能性があります。電気通信、医療用画像処理、航空宇宙・防衛機器など、精度が最重要視される用途では、時として大惨事につながりかねません。
規模を拡大するには、このようなユニークな材料特性に対応し、コストを削減できる高度な製造技術の導入も必要です。より低いコストで大量生産するには、AIを活用した3Dプリンティングによって実現されるかもしれない自動製造の大幅な進歩が必要です。そうでなければ、製造コストが高くスループットが低いため、メタマテリアルを民生用電子機器、電気通信、エネルギー分野に採用する範囲は限定されるでしょう。
メタマテリアル市場のエコシステム分析
メタマテリアル市場で世界的に大きな存在感を示している主な企業には、Kymeta Corporation（米国）、Pivotal Commware（米国）、Echodyne Corp.（米国）、ALCAN Systems GmbH i.L.（ドイツ）、Metalenz, Inc.（米国）などがあります。これらの企業は、航空宇宙・防衛、通信、自動車などの分野における世界的な需要に応えるため、メタマテリアルをベースとした製品の開発に取り組んでいます。
予測期間中、電磁界ベースのメタマテリアル・セグメントが大きな市場シェアを占める見込み
電磁波ベースのメタマテリアル市場は、複数のハイテク産業にわたる大きな需要によって牽引されています。電磁波は、電磁材料が天然材料では不可能な方法で電磁波を操作することを可能にする特定の特性を持っています。そのため、アンテナ、レーダーシステム、衛星通信、5G技術において、通信デバイスの強度、帯域幅、エネルギー効率の向上をもたらすため、絶対に不可欠です。例えば、高度なメタマテリアル・アンテナは、信号の高い指向性と干渉性を実現するために電気通信で重要です。これは、5Gネットワークのような将来の技術に不可欠です。
さらに防衛分野では、これらのメタマテリアルは、信号検出を使用しないデバイスやレーダーシステムの開発に使用されています。解像度とS/N比を向上させるMRIのような医療イメージング技術では、電磁材料ベースのメタマテリアルに多くの用途があります。
予測期間中、メタマテリアル市場で最も高いCAGRを記録する光学分野
メタマテリアル市場の光学セグメントは、レンズ、光学モジュール、センサー、ビームステアリングモジュール、反射防止フィルムで構成。このセグメントの成長は、自動車や民生用電子機器用途での需要の増加が後押ししています。高度なセンサーや遮蔽装置におけるメタマテリアルは、防衛や航空宇宙用途におけるステルス機能や光学検出システムの改善に利用されています。関係企業は、画像、センシング、光操作技術の強化のために、メタマテリアル光学モジュールに多額の投資を行っています。
スマートフォン、AR/VRデバイス、カメラ用の高性能レンズや光学モジュールにおけるメタマテリアルの使用は、部品の小型化と効率の向上により増加しています。つまり、光学性能を向上させるためにバルクサイズに集中するのではなく、メーカーはデバイスのバルクを増やさずに光学性能を向上させることを選択しています。一方、光学デバイスの反射防止膜は太陽電池パネルに使用されており、メタマテリアルを使用することで反射による損失が減少するため、エネルギーの吸収が向上します。メタマテリアル市場で最も有望で、技術的なインパクトとイノベーションの可能性が高い分野は、多様な用途に牽引される光学分野です。
予測期間中に最も高いCAGRで成長するアジア太平洋地域
アジア太平洋地域のメタマテリアル市場は、最も高いCAGRが見込まれています。その主な理由は、技術進歩の急速なペース、様々な産業における需要の増加、研究開発への大規模な投資。中国、日本、韓国、インドは、通信、防衛、医療機器、民生用電子機器などの分野での応用が期待されるメタマテリアルのハブとして台頭しています。中国は、その広範な生産チェーンを効果的に活用し、5G技術の適用範囲を拡大しており、メタマテリアルの使用によりアンテナ性能と信号伝搬が大幅に向上する可能性があります。
さらに、日本と韓国は、高度医療イメージングと航空宇宙分野での応用のためにメタマテリアルに多額の投資を行っています。ナノテクノロジーの研究は政府内の技術革新によって奨励されているため、さまざまな分野でのメタマテリアルの採用に拍車をかけています。例えば、韓国の防衛技術に関する研究やハイテク製造の専門知識は、新しいメタマテリアルの応用に有望であることが分かっています。さらに、アジア太平洋地域のコンシューマーエレクトロニクス市場、特にフレキシブルディスプレイとウェアラブル市場の拡大も成長の原動力となっています。さらに、外国投資の増加、大学-産業界または研究機関-産業界の協力関係により、アジア太平洋地域は予測期間にわたってメタマテリアル市場をリードする立場にあります。
メタマテリアル市場の最新動向
2024年2月、Metalenz, Inc.はサムスン電子と提携し、高性能のISOCELL Vizion 931グローバルシャッターNIRイメージセンサを統合しました。この提携の結果、偏光選別イメージング技術を利用することで、単一画像を使用した安全で迅速な顔認証が可能になります。
2024年9月、グリーンウェーブは、FR1、FR2、FR3帯域をターゲットとした新しい再構成可能インテリジェント・サーフェス（RIS）技術を発表しました。GreenerwaveのRIS技術は、メタサーフェスを使用して波ビームを操作し、電磁波の使用を最適化することで、5G+から6Gまでの将来のネットワーク開発を可能にし、さまざまな業界で普及している接続性の問題を解決します。
2024年5月、ルモーティブと北陽電機株式会社は、固体ビームステアリング技術を用いた3D LiDARセンサー「YLM-10LX」の製品化を発表しました。YLM-10LXはルモティブのLight Control Metasurface (LCM)を搭載しています。このセンサーは、優れた測定範囲、視野、ソフトウェア定義スキャン機能により、産業オートメーションとサービスロボットを強化し、解像度と検出範囲をダイナミックに調整することができます。
2023年10月、Kymeta Corporationは軍事ユーザー向けに設計されたGEO/LEOハイブリッド衛星端末、Osprey u8 HGLの発売を発表しました。この端末は様々な軍用車両や船舶に搭載可能です。このマルチ軌道端末は、静止ネットワークと低軌道ネットワークを切り替えて、移動中の接続性を提供します。ユーテルサットのLEO衛星ネットワークを活用し、厳しい環境下でも高い信頼性、耐障害性、低遅延通信を提供します。
2022年2月、Pivotal Commwareは、低放射率（Low-E）窓用の顧客設置型mmWave中継器であるEcho 5G Boostを発売しました。このデバイスは、商業ビルや住宅に広く普及している低放射率ガラスによる大幅な信号ロスを克服することで、屋内の5Gカバレッジを強化します。
主要市場プレイヤー
トップ企業 メタマテリアル市場 – 主要市場プレーヤー
Kymeta Corporation (US)
Pivotal Commware (US)
Echodyne Corp. (US)
ALCAN Systems GmbH i.L. (Germany)
Metalenz, Inc. (US)
Greenerwave (France)
Edgehog (Canada)
Metamagnetics (US)
Fractal Antenna Systems, Inc. (US)
Lumotive (US)
2Pi Inc. (US)
Moxtek, Inc. (US)
Plasmonics Inc. (US)
Sintec Optronics Pte Ltd. (Singapore)
TeraView Limited (UK)
Thorlabs, Inc. (US)
1 はじめに
2 研究方法論
3 要旨
4 プレミアムインサイト
5 市場概要
5.1 はじめに
5.2 市場ダイナミクス
推進要因
– 無線通信システムの強化に対する需要の高まり
– 光メタマテリアルの進歩
阻害要因
– 高い製造コスト
– 複雑な製造プロセス
可能性
– 再生可能エネルギー分野の拡大
– 熱メタマテリアルの進歩
– ナノテクノロジーとメタマテリアルの統合の進展
課題
– 大量市場向けのメタマテリアルの生産拡大
– 利用可能な資源が限られていること
– 厳しい規制ハードル
5.3 バリューチェーン分析
5.4 エコシステム分析
5.5 投資と資金調達のシナリオ
5.6 顧客ビジネスに影響を与えるトレンドと混乱
5.7 技術分析
主要技術
– メタサーフェス
補完技術
– ウェアラブル・エレクトロニクス
隣接技術
– グラフェンと2D材料
5.8 価格分析
主要プレーヤーが提供する製品の平均販売価格
平均販売価格（地域別
5.9 主要ステークホルダーと購買基準
購買プロセスにおける主要ステークホルダー
購買基準
5.10 ポーターの5つの力分析
新規参入の脅威
代替品の脅威
サプライヤーの交渉力
買い手の交渉力
競合の激しさ
5.11 ケーススタディ分析
アルキャンシステムズ、液晶スマートアンテナでmmwave 5g展開の課題に対応
ピボタル・コミュニケーションズ、ピボタル・ターンキーでmmwave展開を変革
エクセター大学とバージニア工科大学、音響メタマテリアルを利用してノイズ制御を強化するために共同研究
5.12 貿易分析
5.13 特許分析
5.14 規制情勢
規制機関、政府機関、その他の組織
規制の枠組み
– 電磁両立性（EMC）に関するIEEE規格
– 先端材料に関するISOおよびIEC規格
– 材料特性に関するASTM国際規格
– 無線通信に関するITU-R規格
– 光学および光応用のためのIEC規格
5.15 主要会議とイベント（2024～2025年
5.16 AI/GENのメタマテリアル市場への影響
メタマテリアル市場、製品別
88
6.1 導入
6.2 アンテナ、レーダー、再構成可能なインテリジェント表面
高性能コネクティビティと5g対応ソリューションへの需要が成長を促進
アクティブ
パッシブ
ハイブリッド
6.3 レンズと光学モジュール
精密画像への需要の高まりと小型化が市場を活性化
6.4 センサー＆ビームステアリングモジュール
通信分野での需要増加が市場成長を後押し
6.5 反射防止フィルム
光学効率の向上と省エネルギーが成長を促進
6.6 その他の製品
高度な電磁波シールドとワイヤレスパワーソリューションの需要増が市場成長を促進
– 吸収体
– 遮蔽装置
– 光と音のフィルター
– アイソレーター＆サーキュレーター
– RFフィルター
– 伝送ライン
– ワイヤレス充電ソリューション
メタマテリアル市場、用途別
115
7.1 導入
7.2 RF
高速接続と防衛用途への需要の高まりが市場を後押し
7.3 光学
高解像度イメージングと高度通信ソリューションへの利用が市場を活性化
7.4 その他の用途
音響および熱メタマテリアルの進歩が多様な用途での市場成長を促進
メタマテリアル市場、最終用途別
123
8.1 導入
8.2 民生用電子機器
性能とエネルギー効率を高める進歩が市場成長を後押し
– スマートフォン
– ノートパソコンとタブレット
– ヘッドマウントディスプレイ
8.3 自動車
安全性と性能を高めるメタオプティクス技術の進歩が成長を促進
8.4 航空宇宙・防衛
ステルス性と軽量素材への需要の高まりが成長を促進
8.5 太陽光発電
再生可能エネルギー需要の増加が革新的なメタマテリアル設計を促進
8.6 ロボット
センシングとイメージング技術の強化が市場を活性化
8.7 医療
標的療法とイメージング技術の強化が成長を促進
8.8 通信
大容量データ伝送への需要の高まりが市場成長を促進
8.9 その他の最終用途
エネルギー効率とノイズ低減ソリューションに対する需要の高まりが成長を促進
メタマテリアル市場、種類別
132
9.1 導入
9.2 電磁波
5G と高度な画像処理に対する需要の高まりがセグメントの成長を促進
– ダブルネガティブ
– シングルネガティブ
– 電子バンドギャップ
– ダブルポジティブ
– 二等方性
– キラル
– 周波数選択性表面ベース
9.3 その他の種類
高度な音響制御ソリューションに対する需要の高まりが成長を牽引
– 音響
– 熱
– 弾性
メタマテリアル市場、周波数帯域別
メタマテリアル市場、周波数帯域別
141
10.1 はじめに
10.2 テラヘルツ
10.3 フォトニック
10.4 チューナブル
10.5 プラズモニック
メタマテリアル市場、地域別
143
11.1 はじめに
11.2 北米
北米のマクロ経済見通し
米国
– 高度通信技術への需要の高まりが市場成長を牽引
カナダ
– 持続可能技術と再生可能エネルギー投資が市場成長を促進
メキシコ
– 先端材料とスマートシティ開発への需要増加が市場成長を促進
11.3 欧州
欧州のマクロ経済見通し
ドイツ
– 民生用電子機器におけるメタマテリアル需要の高まりが市場拡大を牽引
英国
– メタマテリアルの研究と革新が市場成長を促進
フランス
– 共同イノベーションとエネルギー効率の高いソリューションが市場成長を後押し
その他のヨーロッパ
11.4 アジア太平洋地域
アジア太平洋地域のマクロ経済見通し
中国
– 5Gの拡大と技術革新が市場成長を促進
日本
– 通信とエネルギー効率の向上が市場成長を促進
韓国
– 政府のイニシアティブと技術進歩が市場機会を創出
インド
– 先端材料への需要の高まりが市場成長を促進
その他のアジア太平洋地域
11.5 列島
列島のマクロ経済見通し
中東・アフリカ
– 電気通信への投資が市場を牽引
南米
– 経済成長と都市化が市場拡大を促進
競争環境
175
12.1 概要
12.2 主要プレーヤーの戦略／勝利への権利（2020-2024年
12.3 市場シェア分析、2023年
12.4 収益分析、2018-2023年
12.5 企業評価と財務指標、2024年（百万米ドル）
12.6 企業評価マトリックス：主要プレーヤー、2023年
スター企業
新興リーダー
広範なプレーヤー
参加企業
企業フットプリント：主要プレーヤー、2023年
– 企業フットプリント
– アプリケーションのフットプリント
– 製品フットプリント
– 最終用途フットプリント
– 種類別フットプリント
– 地域別フットプリント
12.7 企業評価マトリクス：新興企業/SM（2023年
先進的企業
対応力のある企業
ダイナミックな企業
スターティングブロック
競争ベンチマーク：新興企業/SM、2023年
– 新興企業/SMEのリスト
– 新興企業/SMEの競合ベンチマーキング
12.8 ブランド／製品の比較
12.9 競争シナリオとトレンド
製品発売
販売
事業拡大
その他の開発
企業プロフィール
205
13.1 紹介
13.2 主要プレーヤー
