エネルギーハーベスティングシステム市場規模・シェア分析 – 成長動向と予測 (2025年～2030年)

エネルギーハーベスティングシステム市場の概要

本レポートは、エネルギーハーベスティングシステム市場の規模、業界レポート、成長要因、および2030年までの予測について詳細に分析しています。

市場規模と成長予測

エネルギーハーベスティングシステム市場は、2025年に41億米ドルと評価され、2030年までに57.8億米ドルに達すると予測されており、2025年から2030年までの予測期間において年平均成長率（CAGR）7.11%で成長する見込みです。この成長は、バッテリー不要のIoT（モノのインターネット）デバイスへの需要の高まり、産業および消費者環境における超低消費電力エレクトロニクスの普及、パワーマネジメントICの急速な小型化、使い捨てバッテリー廃棄物削減に向けた政策的圧力によって支えられています。スマートビルディング、工場、ウェアラブルデバイスにおける採用が加速しており、市場の展望は今後10年間でさらに強化されると見られています。

主要な市場動向の要点

* 技術別: 2024年には光エネルギーハーベスティングが市場シェアの42%を占め、RFハーベスティングは2030年までに11%のCAGRで拡大すると予測されています。
* アプリケーション別: 2024年にはビルディングおよびホームオートメーションが市場規模の30%を占め、産業用IoTは2030年までに10.1%のCAGRで成長すると予測されています。
* コンポーネント別: 2024年にはパワーマネジメントICが市場シェアの38%を占め、エネルギーハーベスティングトランスデューサーは9.5%のCAGRで最も急速に成長するコンポーネントです。
* 電力範囲別: 2024年には10µW未満のクラスが55%の出荷量を占め、10～100µWの範囲が2030年までに8%のCAGRで最も高い成長を記録すると予測されています。
* 地域別: 2024年にはアジアが収益シェアの35%を維持し、中東が9.2%のCAGRで最も急速な地域成長を遂げると予測されています。

市場のトレンドと成長要因

市場の成長を牽引する主な要因は以下の通りです。

1. スマートビルディングにおけるバッテリーレスIoTセンサーノードの普及: 欧州連合のエコデザイン規制により、商業施設はエネルギー効率の高い制御システムの使用が義務付けられており、バッテリー不要のワイヤレスセンサーへの移行が進んでいます。これにより、メンテナンスコストの削減とデータ分析への予算シフトが促進されています。
2. APAC地域の工場における持続可能な低電力自動化の義務化: 中国、日本、韓国などの産業界では、企業の炭素排出削減目標達成とバッテリー交換による予期せぬダウンタイム削減のため、ハーベスターの導入が進んでいます。ハイブリッドハーベスターの技術革新も、この地域の市場成長を後押ししています。
3. 超低消費電力MCUの急速な小型化によるサブµW閾値の実現: STMicroelectronicsのSTM32U3ファミリーやRenesasのRA2A2デバイスのような超低消費電力マイクロコントローラーの登場により、屋内照明のような微弱なエネルギー源でも信頼性の高いエネルギーハーベスティングが可能になっています。これにより、設計の優先順位がバッテリーからハーベスターとストレージ要素へとシフトしています。
4. 鉄道および航空OEMにおけるワイヤレス状態監視の導入拡大: 欧州の鉄道車両メーカーは、接触ワイヤーの疲労を警告する振動診断のためにパンタグラフにピエゾハーベスターを搭載しています。航空宇宙分野では、機体パネルに柔軟なピエゾフィルムを組み込み、飛行中の振動から自律的な健全性監視ノードに電力を供給しています。
5. ウェアラブルデバイスおよび医療用パッチへの太陽光ハーベスターの統合: ウェアラブルデバイスや医療用パッチに柔軟な太陽光およびRFハーベスターが統合されることで、ユーザーの介入なしに継続的なモニタリングが可能になります。
6. GCC諸国におけるスマートシティ構想とエネルギー多様化の義務化: サウジアラビアの「ビジョン2030」では再生可能エネルギーがメガシティ計画の中心に据えられ、スマートメーターハウジングへの太陽光ハーベスターの統合が進んでいます。

市場の阻害要因

市場の成長を抑制する要因も存在します。

1. 地方における環境RFの低エネルギー密度: 農村地域ではRF密度が低く、ワイヤレスセンサーのバッテリーが予想よりも早く消耗する問題があります。ハイブリッド設計はコストを増加させ、メンテナンスを複雑にするため、農業分野での普及を遅らせています。
2. ユニバーサルなパワーマネジメント標準の欠如: ハーベスターの種類によってパワーマネジメントICが異なり、統一されたピン配置やファームウェアインターフェースがないため、システムインテグレーターは複数の設計バリアントを維持する必要があります。これにより、プロジェクトのタイムラインが長くなり、非反復費用が増加します。
3. ハイブリッド多源ハーベスティングアーキテクチャの高い初期費用: 複数のエネルギー源を組み合わせるハイブリッドシステムの初期導入コストが高いことが、一部の導入を妨げる要因となっています。
4. 独自のRFハーベスティングプロトコル間の相互運用性の制限: 独自のRFハーベスティングプロトコル間の相互運用性が限られているため、ベンダーロックインのリスクがあり、マルチベンダーIoTプラットフォームへの浸透を妨げています。

セグメント分析

* 技術別: 光ベースの太陽光ハーベスターが市場をリードしていますが、5G展開による環境電磁波レベルの上昇に伴い、RFハーベスティングが急速に成長しています。振動および電磁ハーベスターは回転機械に、熱電ゼーベックデバイスは自動車の排気ガスや工業炉に利用されています。複数の方式を組み合わせたハイブリッドアーキテクチャは、ミッションクリティカルな用途で継続的な電力供給を実現します。
* コンポーネント別: パワーマネジメントICは、正確な電圧調整とストレージのオーケストレーションに不可欠であり、市場規模の大部分を占めています。エネルギーハーベスティングトランスデューサーは、多様なエネルギー源に対応するために急速に成長しています。薄膜バッテリーやスーパーキャパシターは断続的なエネルギー流を緩衝し、超低消費電力マイクロコントローラーはセンサー展開を正当化する分析を実行します。将来的には、ハーベスティングフロントエンド、バックブーストコンバーター、マイクロコントローラーを単一のラミネートに組み込んだシステムオンチップパッケージへの統合が進むと予想されます。
* 電力範囲別: 10µW未満のデバイスが市場の大部分を占め、温度や占有率を記録するためにデューティサイクルで動作するセンサーに広く展開されています。エッジAIワークロードの増加により、10～100µWの帯域への関心が高まっています。1mWを超えるシステムは、防衛分野での高解像度振動シグネチャのサンプリングやリアルタイムビデオ送信に使用されます。
* アプリケーション別: 産業用IoTは、機械的または熱エネルギーをハーベスティングするセンサーを回転機器に後付けすることで、危険なバッテリー交換を不要にし、予測保全の採用を加速させています。ビルディングおよびホームオートメーションは、EU規制によりエネルギー効率の高い制御システムが義務付けられているため、最大のシェアを維持しています。ヘルスケアウェアラブル、輸送、家電、防衛、農業など、幅広い分野でエネルギーハーベスティングの導入が進んでいます。

地域分析

* アジア: 2024年には世界の収益の35%を占め、中国の膨大なIoT展開、日本のピエゾ電気材料におけるリーダーシップ、政府支援のスマートシティプログラム、コスト効率の高い組立経路、半導体エコシステムが市場を牽引しています。
* 中東: 2030年までに9.2%のCAGRで最も急速な成長を記録すると予測されています。サウジアラビアの「ビジョン2030」は、再生可能エネルギーをメガシティ計画の中心に据え、スマートメーターハウジングへの太陽光ハーベスターの統合が進んでいます。
* 北米およびヨーロッパ: ライフサイクル全体の持続可能性を重視する規制枠組みに支えられ、成熟しながらも堅調な需要を示しています。米国エネルギー省の充電器に対するより厳格な待機電力制限や、ドイツおよび英国の工場における振動ハーベスターの導入が市場を後押ししています。

競争環境

エネルギーハーベスティングシステム市場は中程度の断片化が見られます。STMicroelectronics、Texas Instruments、Analog Devicesなどの半導体大手は、製造規模と広範な販売チャネルを活用して、ハーベスターとマイクロコントローラーファミリーをバンドルしています。Powercast、EnOcean、e-peasなどのニッチなイノベーターは、特殊なRFフロントエンド、自己給電型Bluetooth Low Energyビーコン、屋内照明向けパワーマネジメントチップを提供することでシェアを獲得しています。競争は、価格だけでなく、変換効率、パッケージの小型化、設計サポートに焦点を当てています。

戦略的パートナーシップも市場を形成しており、PowercastとKyocera AVXは長距離RF電力とスーパーキャパシター貯蔵を組み合わせてRFIDセンサーの寿命を延ばしています。Ambient PhotonicsはGoogleと提携し、両面受光型太陽電池を家電製品に統合しています。ユニバーサルなパワーマネジメント標準の欠如は、独自の生態系が生まれる余地を残していますが、同時にベンダーロックインのリスクも生じさせています。

主要企業

* Texas Instruments Inc.
* Analog Devices Inc.
* STMicroelectronics N.V.
* Microchip Technology Inc.
* TDK Corporation (InvenSense)

最近の業界動向

* 2025年4月: 旭化成エレクトロニクスは、エネルギーハーベスティング用途向け充電制御IC「AP4413シリーズ」の量産を開始しました。このICは、超低消費電力と屋内照明のような不安定なエネルギー源に対する電圧監視機能を特徴としています。
* 2025年3月: STMicroelectronicsは、1ミリワットあたり117 Coremarkという記録的な性能対ワット効率を達成したSTM32U3マイクロコントローラーを発表し、コイン型電池や環境エネルギーによるIoTデバイスの動作を可能にしました。

このレポートは、外部の環境エネルギー源から電力を生成する「エネルギーハーベスティングシステム」の世界市場について、詳細な分析を提供しています。市場は2025年に41億米ドル、2030年には57.8億米ドルに成長すると予測されており、技術、コンポーネント、電力範囲、アプリケーション、地域別にセグメント化されています。

市場の主要推進要因
主な成長要因は、欧米のスマートビルディングにおけるバッテリーレスIoTセンサーノードの普及、アジア太平洋地域の工場における持続可能な低電力自動化の義務化、超低電力MCUの急速な小型化によるサブワットレベルでの動作実現、鉄道・航空OEMでのワイヤレス状態監視導入、ウェアラブルや医療用パッチへの太陽光ハーベスター統合などです。

市場の主な阻害要因
一方で、地方での環境RFのエネルギー密度不足、ユニバーサルな電力管理標準の欠如（主要な阻害要因）、LPWANバッテリーとの競合、輸送分野の改修における高額な初期設計・統合コストが市場成長を妨げています。

技術とコンポーネントの動向
技術別では、光（太陽光/光起電力）エネルギーハーベスティングが2024年に42%の市場シェアを占め、最大です。その他、振動、熱、RF、ハイブリッド技術が分析対象です。コンポーネントでは、変換器、電力管理IC、蓄電ユニット、超低電力センサー/MCUが重要であり、特に高効率電力管理ICは、変換損失を低減し、機能を単一チップに統合することで、コストと基板面積の削減に貢献しています。

アプリケーションと地域別分析
アプリケーション別では、産業用IoTおよびオートメーションが予知保全の導入により、予測期間中に年平均成長率10.1%で最も急速に成長すると見込まれています。その他、民生用電子機器、ビル・ホームオートメーション、輸送、ヘルスケア・ウェアラブルなどが含まれます。地域別では、中東地域がスマートシティプログラムや再生可能エネルギーの義務化により、9.2%の年平均成長率で成長し、サプライヤーにとって魅力的な市場となっています。

競争環境と将来展望
レポートでは、市場集中度、主要企業の戦略的動向、市場シェア分析、およびMicrochip Technology Inc.、STMicroelectronics N.V.、Texas Instruments Incorporatedなどの主要企業のプロファイルが提供されます。また、未開拓分野や未充足ニーズの評価を通じた市場機会と将来展望も示されています。

1. はじめに

• 1.1 調査の前提条件と市場の定義

• 1.2 調査範囲

2. 調査方法

3. エグゼクティブサマリー

4. 市場概況

• 4.1 市場概要

• 4.2 市場の推進要因
  • 4.2.1 スマートビルディングにおけるバッテリーレスIoTセンサーノードの普及（ヨーロッパおよび北米）

  • 4.2.2 APAC工場における持続可能な低電力自動化の義務化

  • 4.2.3 サブWしきい値を可能にする超低電力MCUの急速な小型化

  • 4.2.4 鉄道および航空OEMにおけるワイヤレス状態監視の導入拡大

  • 4.2.5 ウェアラブルおよび医療用パッチへの太陽光発電ハーベスターの統合

• 4.3 市場の阻害要因
  • 4.3.1 地方設備における周囲RFの低いエネルギー密度

  • 4.3.2 ユニバーサルな電力管理標準の欠如

  • 4.3.3 競合するLPWANバッテリーによるオンボードハーベスターの必要性の低減

  • 4.3.4 輸送改修における高額な初期設計統合コスト

• 4.4 バリュー/サプライチェーン分析

• 4.5 規制および技術的展望

• 4.6 ポーターの5つの力分析
  • 4.6.1 供給者の交渉力

  • 4.6.2 買い手の交渉力

  • 4.6.3 新規参入の脅威

  • 4.6.4 代替品の脅威

  • 4.6.5 競争の激しさ

• 4.7 投資分析

5. 市場規模と成長予測（価値）

• 5.1 技術別
  • 5.1.1 光（太陽光/光起電力）エネルギーハーベスティング

  • 5.1.2 振動（圧電および電磁）エネルギーハーベスティング

  • 5.1.3 熱（ゼーベック/熱電）エネルギーハーベスティング

  • 5.1.4 RF（無線周波数）エネルギーハーベスティング

  • 5.1.5 ハイブリッド/マルチソースエネルギーハーベスティング

• 5.2 コンポーネント別
  • 5.2.1 エネルギーハーベスティングトランスデューサー

  • 5.2.2 電源管理IC

  • 5.2.3 エネルギー貯蔵ユニット（薄膜電池、スーパーキャパシタ）

  • 5.2.4 超低消費電力センサーおよびMCU

• 5.3 電力範囲別
  • 5.3.1 10マイクロW未満

  • 5.3.2 10-100マイクロW

  • 5.3.3 100マイクロW-1mW

  • 5.3.4 1-10mW

  • 5.3.5 10mW超

• 5.4 用途別
  • 5.4.1 家庭用電化製品

  • 5.4.2 ビル・ホームオートメーション

  • 5.4.3 産業用IoTおよびオートメーション

  • 5.4.4 輸送

  • 5.4.4.1 自動車

  • 5.4.4.2 鉄道

  • 5.4.4.3 航空

  • 5.4.5 ヘルスケアおよびウェアラブル

  • 5.4.6 防衛およびセキュリティ

  • 5.4.7 農業および環境モニタリング

• 5.5 地域別
  • 5.5.1 北米

  • 5.5.1.1 米国

  • 5.5.1.2 カナダ

  • 5.5.1.3 メキシコ

  • 5.5.2 欧州

  • 5.5.2.1 ドイツ

  • 5.5.2.2 英国

  • 5.5.2.3 フランス

  • 5.5.2.4 イタリア

  • 5.5.2.5 スペイン

  • 5.5.2.6 北欧諸国（スウェーデン、ノルウェー、デンマーク、フィンランド）

  • 5.5.2.7 ベネルクス（ベルギー、オランダ、ルクセンブルク）

  • 5.5.3 アジア太平洋

  • 5.5.3.1 中国

  • 5.5.3.2 日本

  • 5.5.3.3 インド

  • 5.5.3.4 韓国

  • 5.5.3.5 ASEAN（シンガポール、マレーシア、タイ、インドネシア、フィリピン、ベトナム）

  • 5.5.4 南米

  • 5.5.4.1 ブラジル

  • 5.5.4.2 アルゼンチン

  • 5.5.5 中東

  • 5.5.5.1 サウジアラビア

  • 5.5.5.2 アラブ首長国連邦

  • 5.5.5.3 イスラエル

  • 5.5.5.4 トルコ

  • 5.5.6 アフリカ

  • 5.5.6.1 南アフリカ

  • 5.5.6.2 ナイジェリア

  • 5.5.6.3 ケニア

6. 競合情勢

• 6.1 市場集中度

• 6.2 戦略的動向

• 6.3 市場シェア分析

• 6.4 企業プロファイル {(グローバルレベルの概要、市場レベルの概要、主要セグメント、利用可能な財務情報、戦略的情報、主要企業の市場ランキング/シェア、製品とサービス、および最近の動向を含む)}
  • 6.4.1 Microchip Technology Inc.

  • 6.4.2 STMicroelectronics N.V.

  • 6.4.3 Texas Instruments Incorporated

  • 6.4.4 Analog Devices Inc.

  • 6.4.5 Renesas Electronics Corporation

  • 6.4.6 NXP Semiconductors N.V.

  • 6.4.7 onsemi (ON Semiconductor Corp.)

  • 6.4.8 TDK Corporation (InvenSense)

  • 6.4.9 Powercast Corporation

  • 6.4.10 Cymbet Corporation

  • 6.4.11 EnOcean GmbH

  • 6.4.12 e-peas S.A.

  • 6.4.13 ABB Ltd.

  • 6.4.14 Advanced Linear Devices Inc.

  • 6.4.15 Cap-XX Limited

  • 6.4.16 Fujitsu Components America Inc.

  • 6.4.17 G24 Power Ltd.

  • 6.4.18 Drayson Technologies Ltd.

  • 6.4.19 Piezo.com (Mide Technology)

  • 6.4.20 LORD MicroStrain (Parker Hannifin)

7. 市場機会と将来展望