VCSEL市場規模・シェア分析 – 成長動向と予測 (2025年～2030年)

VCSEL（垂直共振器面発光レーザー）市場は、2025年には24.9億米ドルと推定され、2030年には58.4億米ドルに達し、予測期間（2025年～2030年）中に年平均成長率（CAGR）18.6%で成長すると予測されています。出荷量では、2025年の51.4億ユニットから2030年には160.6億ユニットに増加し、CAGR 25.60%で成長する見込みです。アジア太平洋地域が最も成長が速く、最大の市場であり、市場集中度は低いとされています。

市場概要と主要トレンド

VCSEL業界は、地政学的および技術的な広範な変化によって大きな変革期を迎えています。世界の軍事近代化の取り組みはVCSELに大きな機会をもたらしており、特に軍事グレードの半導体レーザー通信や監視システムなどの高度な光学センシングおよび通信技術の開発が加速しています。半導体フォトニクス産業の戦略的重要性から、世界中の政府が支援政策と投資を実施し、光学半導体技術におけるイノベーションと国内製造能力を育成しています。

自動車分野は、特に自動運転アプリケーションにおいて、VCSEL技術の重要な成長触媒として浮上しています。LiDARシステムやドライバー監視システムへのVCSEL技術の応用は、車両の安全性と自律機能を革新しています。例えば、Innoviz TechnologiesとBMW Groupは次世代LiDAR開発で提携しています。

産業オートメーション分野もVCSEL技術にとって重要な成長機会を提供しています。世界の産業用ロボット出荷台数は2024年までに51万8,000台に達すると予測されており、VCSELベースのセンシングおよび通信ソリューションの需要が高まっています。機械視覚システム、自動搬送車（AGV）、品質管理プロセスへの応用は、インダストリー4.0の実現に不可欠となっています。

最近の技術的ブレークスルーと製品革新も競争環境を再構築しています。ROHM SemiconductorはVCSEL技術を統合したコンパクトな近接センサーを発表し、小型化と効率化における継続的な革新を示しました。Coherent Corporationは2,000億個以上のVCSELエミッターを出荷し、様々なアプリケーションにおける技術の広範な採用を強調しています。これらの進展は、マルチジャンクションVCSELや電力効率の向上といった分野での進歩と相まって、技術の潜在的なアプリケーションを拡大し、実装コストを削減しています。

データセンターにおけるVCSELの採用増加

データセンターの世界的展開は、光通信レーザーおよびデータ伝送におけるVCSELの重要な役割により、VCSELの需要を大幅に牽引しています。VCSELは、高速データ伝送、低消費電力、および光インターコネクトにおける優れた信頼性を可能にするため、これらの施設で不可欠な光学部品となっています。400 Gbit/sから次世代の800 Gbit/sへのデータセンターにおける光インターコネクトインフラへの移行は、VCSELメーカーに大きな機会をもたらしています。例えば、Coherent Corp.は800G短距離データコムプラグイン型トランシーバーおよびアクティブ光ケーブル向けの100G PAM4 VCSELおよびフォトダイオードアレイを導入しました。

スマートフォンにおける3Dセンシングアプリケーションの需要増加

スマートフォンや家電製品における3Dセンシング技術の統合の増加は、VCSEL市場の大きな成長を牽引しています。VCSEL技術は、顔認証、ジェスチャー認識センサー、近接センサーレーザー、オートフォーカスアプリケーションなど、様々なスマートフォン機能の実装に不可欠となっています。主要なスマートフォンメーカーは、セキュリティ機能の強化とカメラ機能の向上のため、VCSELベースのコンシューマー向け3Dセンシングモジュールをますます組み込んでいます。ROHM Semiconductorは、モバイルデバイスの着脱および近接検出アプリケーション向けに、VCSELとセンサーICを統合したコンパクトな近接センサーレーザーを開発しました。このトレンドは自動車分野にも及んでおり、後方カメラを搭載した車両が増加しています。

波長別セグメント分析

* 近赤外線（750-1400 nm）セグメント: 2024年には市場シェアの約93%を占め、VCSEL市場を支配しています。データ通信、家電、産業アプリケーションなど、幅広い用途で広く採用されていることがその理由です。3Dセンシングアプリケーション、顔認証システム、自動車LiDAR技術で特に重要です。低消費電力、高効率、高速変調といった利点があります。
* 短波赤外線（1400-3000 nm）セグメント: 予測期間（2024年～2029年）中に約25%という最高の成長率を記録すると予測されています。自動車センシング、医療画像処理、産業検査システムなどの新興アプリケーションでのSWIR VCSELの採用増加が成長を牽引しています。プラスチック包装やシリコンなどの材料を透過する能力があり、非破壊検査の機能が向上します。
* 赤色（650-750 nm）セグメント: 医療アプリケーション（光コヒーレンストモグラフィー、診断装置、治療）や産業センシング、計測学で価値があります。波長範囲の拡大、出力電力、信頼性、動作温度範囲の向上に焦点が当てられています。

ダイサイズ別セグメント分析

* 0.02 – 0.06 mm2セグメント: 2024年には市場シェアの約47%を占め、VCSEL市場を支配しています。通常1～8個のキャビティを備え、低消費電力であるため、スマートフォンでの近接センシングや生体認証センサーに最適です。AMSなどの主要メーカーは、このセグメントでより小型のチップの開発に注力しています。
* 10 – 75 mm2セグメント: 予測期間（2024年～2029年）中に約41%という最高の成長率を記録すると予測されています。主に自動車分野におけるADAS LiDARアプリケーションの採用増加によって牽引されています。通常200～5,000個のキャビティを含み、他のダイよりもはるかに高い電力を提供し、産業用切断、接合、表面処理などの材料加工アプリケーションにも適しています。
* 残りのセグメント（0.06 – 0.4 mm2および0.4 – 1.3 mm2）: 0.06 – 0.4 mm2セグメントは虹彩認証や顔認証に、0.4 – 1.3 mm2セグメントは3Dセンシング、深度カメラアプリケーション、医療機器のニーズに対応しています。

エンドユーザー産業別セグメント分析

* 通信セグメント: 2024年には市場シェアの約49%を占め、VCSEL市場で支配的な力となっています。データ通信アプリケーションにおけるVCSELの採用増加と、世界的な5Gネットワークの展開が主な要因です。VCSELの円形ビーム形状、広い自由スペクトル範囲、および広い連続チューニング機能は、光通信アプリケーションに最適です。
* 自動車セグメント: 予測期間（2024年～2029年）中に約83%という例外的な成長率を記録すると予測されています。ADAS、LiDARアプリケーション、自動運転機能におけるVCSEL技術の統合増加が主な要因です。ドライバー監視システム、車内監視、スマート照明、外部センシング技術など、車両の電動化と自動化への移行がVCSELアプリケーションに大きな機会を生み出しています。
* 残りのセグメント（モバイルおよび消費者、産業、医療、航空宇宙および防衛）: モバイルおよび消費者セグメントは、顔認証、3Dセンシング、ジェスチャー認識で貢献しています。産業セグメントはオートメーション、ロボット工学、機械視覚に、医療セグメントは画像診断装置に、航空宇宙および防衛セグメントは光通信およびセンシングシステムにVCSEL技術を活用しています。

アプリケーション別セグメント分析

* 近接センシングセグメント: 2024年には市場シェアの約29%を占め、VCSEL市場を支配しています。スマートフォン、産業オートメーションシステム、家電製品における近接センサーの広範な採用がこのセグメントを牽引しています。正確な距離測定と物体検出機能は、モバイルデバイスから産業用コンベアシステム、衝突検出ロボットまで、幅広いアプリケーションに不可欠です。
* 虹彩認証セグメント: 予測期間（2024年～2029年）中に約27%という最高の成長率を記録すると予測されています。主に、医療施設、空港、セキュアなアクセス制御システムなど、様々な分野での生体認証システムの採用増加によって牽引されています。高い精度と信頼性により、政府プロジェクトと商業アプリケーションの両方で人気が高まっています。
* 残りのセグメント（顔認証および深度カメラ、データコム、レーザーオートフォーカス、ジェスチャー認識、光学マウス、医療アプリケーション、ADAS LiDAR、産業アプリケーション）: それぞれが独自の市場ニーズに対応し、市場全体の成長に貢献しています。

地域別セグメント分析

* 北米: 2024年には世界のVCSEL市場規模の約20%を占め、支配的な地域勢力としての地位を維持しています。データ通信アプリケーションにおけるVCSEL技術の広範な採用と、主要なテクノロジーハブの存在が主な要因です。
* ヨーロッパ: 2019年から2024年にかけて約17%という目覚ましい成長率を示しています。高度な技術の浸透と、様々な産業における半導体の採用増加が市場の成長を牽引しています。
* 台湾: 予測期間（2024年～2029年）中に約18%のCAGRで大幅な成長を遂げると予測されています。急速に成長する半導体レーザー市場と、グローバルサプライチェーンにおける重要な位置が市場のダイナミクスに大きく影響しています。
* 中国: 家電製品製造における支配的な地位と急速な技術進歩によって、VCSEL市場は並外れた可能性を秘めています。政府の半導体産業強化への取り組みと、研究開発への投資増加が市場拡大に有利な環境を作り出しています。
* 韓国: 高度な技術インフラとエレクトロニクス産業における主導的地位に支えられ、VCSEL市場は強い成長の可能性を示しています。人口増加、VCSEL技術開発への投資増加、研究開発活動の活発化が市場成長を牽引しています。
* 日本: 強固な技術基盤と革新能力に牽引され、VCSEL市場は大きな成長の可能性を示しています。高品質な製造と継続的な技術進歩に焦点を当てています。
* その他の地域（インド、中東、アフリカ、ラテンアメリカなど）: 通信インフラと技術進歩への投資が増加しており、有望な成長の可能性を示しています。

競争環境

VCSEL市場は、Coherent Corporation、Lumentum、ams Osram、Trumpf、Broadcomなどの主要企業による激しい革新と戦略的発展が特徴です。企業は、マルチジャンクションVCSEL技術、高出力アレイ、チューナブルVCSELなどの分野で、継続的な研究開発を通じて製品ポートフォリオを拡大することに注力しています。垂直統合型製造事業と光学半導体ファウンドリとの戦略的パートナーシップを通じて、運用上の俊敏性を示しています。市場リーダーは、有機的成長と戦略的買収の両方を通じて拡大を追求しており、特に高成長地域と新興アプリケーション分野での存在感を高めることに焦点を当てています。

VCSEL市場は、少数のグローバルプレーヤーが市場を支配する、高度に統合された構造を示しています。参入障壁は高く、多額の設備投資、複雑な技術的専門知識、主要顧客との確立された関係が必要です。M&Aは競争環境を形成する上で重要な役割を果たしており、企業は専門のVCSELメーカーを戦略的に買収して、技術能力と市場での存在感を高めています。

VCSEL市場での成功は、企業が様々なアプリケーションにおける急速に進化する技術要件に革新し、適応する能力にますます依存しています。既存のプレーヤーは、製造の最適化を通じてコスト競争力を維持しながら、より高い出力、改善された効率、強化された信頼性などの分野で継続的な製品開発に注力する必要があります。

最近の業界動向

* 2023年11月: 日本政府は、チップ産業を強化するための取り組みを支援するために、約2兆円（130億米ドル）を割り当てると発表しました。これは、この重要な分野で過去の栄光を取り戻すための最新の動きです。
* 2023年9月: AMS OSRAM AGとマレーシア投資開発庁（MIDA）は、マレーシアにおける継続的な投資と拡大に対する相互支援を発表しました。

このレポートは、垂直共振器面発光レーザー（VCSEL）市場に関する包括的な分析を提供しています。VCSELは、半導体レーザーの一種であり、そのレーザー光がチップの表面に対して垂直に発光されるという特徴を持っています。これは、端面発光型レーザーとは異なる重要な点です。VCSELは、高精度、高効率、高い信頼性、高速性、そして費用対効果に優れたソリューションを提供し、レーザー物理学における最も有望な新技術開発の一つとして注目されています。具体的には、低消費電力、優れたビーム品質、高い変調速度、そして製造コストの削減といった多様な利点を有しています。

市場概要と将来予測:
VCSEL市場は、堅調な成長を続けています。2024年には市場規模が20.3億米ドルと推定されており、2025年には24.9億米ドルに達すると予測されています。さらに、2025年から2030年にかけて年平均成長率（CAGR）18.60%という高い成長率で拡大し、2030年には58.4億米ドル規模に達すると見込まれています。本レポートでは、2019年から2024年までの過去の市場規模データと、2025年から2030年までの予測データを提供しています。

市場の主要な推進要因と阻害要因:
市場の成長を牽引する主な要因としては、データセンターにおけるVCSELの採用が急速に増加していること、およびスマートフォンにおける3Dセンシングアプリケーションの需要が拡大していることが挙げられます。これらの技術は、データ通信の高速化や、モバイルデバイスの高度な機能実現に不可欠となっています。一方で、市場の成長を抑制する要因としては、InP（リン化インジウム）ベースのVCSELの市場浸透率がまだ低いこと、およびデータ伝送範囲に限界がある点が指摘されています。

市場セグメンテーションの詳細:
VCSEL市場は、多角的な視点から詳細にセグメント化されており、各セグメントの市場予測と規模が米ドル建てで提供されています。
* 波長別: 赤色（650-750 nm）、近赤外（750-1400 nm）、短波赤外（1400-3000 nm）の範囲で分類されます。
* ダイサイズ別: 0.02 – 0.06 mm²、0.06 – 0.4 mm²、0.4 – 1.3 mm²、10 – 75 mm²といった異なるサイズで分析されます。
* 最終用途産業別: テレコム、モバイル・コンシューマー、自動車、医療、産業、航空宇宙・防衛といった幅広い分野での利用状況が調査されています。
* アプリケーション別: データコム、光学マウス、顔認識・深度カメラ、ジェスチャー認識、レーザーオートフォーカス、近接センシング、虹彩スキャン、医療、ADAS LiDAR、産業用アプリケーション、その他のアプリケーションといった多様な用途にわたる市場が分析対象です。
* 地域別: 北米、ヨーロッパ、台湾、中国、韓国、日本、その他の地域といった主要な地理的区分に基づいて市場が評価されています。

地域別市場分析と競争環境:
地域別に見ると、アジア太平洋地域が予測期間（2025-2030年）において最も高い年平均成長率（CAGR）で成長すると推定されており、2025年にはVCSEL市場において最大の市場シェアを占める見込みです。
市場の競争環境においては、Coherent Corporation、Lumentum Operations LLC、Vixar Inc (OSRAM AG)、Hamamatsu Photonics KK、TRUMPF Groupなどが主要な市場参加企業として挙げられます。レポートでは、これらの主要企業のプロファイルが提供されるとともに、ポーターのファイブフォース分析を通じて業界の魅力度や競争の激しさが詳細に評価されています。

その他の分析項目:
本レポートでは、ガリウムナイトライド（Gallium Nitride）やガリウムヒ素（Gallium Arsenide）といった主要な材料タイプに関するトレンド分析も行われています。さらに、特許状況の概観、COVID-19の残存影響やその他のマクロ経済要因が市場に与える影響、投資分析、そして将来の市場機会とトレンドについても深く掘り下げて分析されています。これらの情報は、市場の全体像を理解し、戦略的な意思決定を行う上で貴重な洞察を提供します。

1. はじめに

• 1.1 調査の前提と市場の定義

• 1.2 調査範囲

2. 調査方法

3. エグゼクティブサマリー

• 3.1 市場概要

• 3.2 業界の魅力度 – ポーターの5つの力分析
  • 3.2.1 供給者の交渉力

  • 3.2.2 買い手/消費者の交渉力

  • 3.2.3 新規参入の脅威

  • 3.2.4 代替製品およびサービスの脅威

  • 3.2.5 競争の激しさ

• 3.3 特許ランドスケープ

• 3.4 COVID-19の後遺症およびその他のマクロ経済要因が市場に与える影響

4. 市場のダイナミクス

• 4.1 市場の推進要因
  • 4.1.1 データセンターにおけるVCSELの採用拡大

  • 4.1.2 スマートフォンにおける3Dセンシングアプリケーションの需要増加

• 4.2 市場の阻害要因
  • 4.2.1 InPベースVCSELの普及率の低さとデータ伝送範囲の制限

5. 材料トレンド分析

• 5.1 窒化ガリウム

• 5.2 ガリウムヒ素

• 5.3 その他の材料タイプ

6. 市場セグメンテーション

• 6.1 波長別
  • 6.1.1 赤色 (650-750 nm)

  • 6.1.2 近赤外線 (750-1400 nm)

  • 6.1.3 短波赤外線 (1400-3000 nm)

• 6.2 ダイサイズ別
  • 6.2.1 0.02 – 0.06 mm2

  • 6.2.2 0.06 – 0.4 mm2

  • 6.2.3 0.4 – 1.3 mm2

  • 6.2.4 10 – 75 mm2

• 6.3 エンドユーザー産業別
  • 6.3.1 通信

  • 6.3.2 モバイルおよびコンシューマー

  • 6.3.3 自動車

  • 6.3.4 医療

  • 6.3.5 産業

  • 6.3.6 航空宇宙および防衛

• 6.4 用途別
  • 6.4.1 データ通信

  • 6.4.2 光学マウス

  • 6.4.3 顔認識および深度カメラ

  • 6.4.4 ジェスチャー認識

  • 6.4.5 レーザーオートフォーカス

  • 6.4.6 近接センシング

  • 6.4.7 虹彩スキャン

  • 6.4.8 医療

  • 6.4.9 ADAS LiDAR

  • 6.4.10 産業用途

  • 6.4.11 その他の用途

• 6.5 地域別
  • 6.5.1 北米

  • 6.5.2 ヨーロッパ

  • 6.5.3 台湾

  • 6.5.4 中国

  • 6.5.5 韓国

  • 6.5.6 日本

  • 6.5.7 その他の地域

7. 競合情勢

• 7.1 企業プロフィール*
  • 7.1.1 コヒーレント・コーポレーション

  • 7.1.2 ルメンタム・オペレーションズLLC

  • 7.1.3 Vixar Inc (オスラムAG)

  • 7.1.4 浜松ホトニクス株式会社

  • 7.1.5 トランプフ・グループ

  • 7.1.6 ams オスラムAG

  • 7.1.7 HLJテクノロジー株式会社

  • 7.1.8 テレダインFLIRシステムズInc.

  • 7.1.9 バーティライトInc.

  • 7.1.10 レオナルド・エレクトロニクスUS (レーザーテル)

  • 7.1.11 ブロードコムInc.

  • 7.1.12 サンテック・コーポレーション

8. 投資分析

9. 市場機会と将来のトレンド