市場調査レポート

電子顕微鏡市場:市場規模・シェア分析 – 成長動向と予測 (2025年~2030年)

電子顕微鏡市場レポートは、市場規模をタイプ別(透過型電子顕微鏡(TEM)、走査型電子顕微鏡(SEM)、その他)、アプリケーション別(エレクトロニクスおよび半導体、ライフサイエンスおよび生物学、材料科学、ナノテクノロジー、その他)、および地域別(北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東およびアフリカ、南米)にセグメント化しています。本レポートは、上記各セグメントの価値(米ドル)を提供します。
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電子顕微鏡市場の概要についてご説明いたします。

市場規模と成長予測

電子顕微鏡市場は、2025年には48.8億米ドルと推定されており、2030年には72.6億米ドルに達すると予測されています。予測期間(2025年~2030年)における年平均成長率(CAGR)は8.24%と見込まれています。この市場は、透過型電子顕微鏡(TEM)、走査型電子顕微鏡(SEM)、その他といったタイプ別、エレクトロニクス・半導体、ライフサイエンス・生物学、材料科学、ナノテクノロジー、その他といった用途別、そして北米、欧州、アジア太平洋、中東・アフリカ、南米といった地域別にセグメント化されています。

市場の主要な推進要因

市場の成長は、主に高倍率・高解像度顕微鏡への需要の増加、およびナノテクノロジーと個別化医療への関心の高まりによって牽引されています。

1. 高倍率・高解像度顕微鏡への需要増加:
材料科学、生物学、ナノテクノロジーなど、様々な分野で高倍率への需要が高まっています。研究者や産業界は、ナノスケールでの微細な詳細を調査するため、高解像度と鮮明さを提供する高度なイメージングソリューションを必要としています。例えば、2022年6月にRoyal Society of Chemistryが発表した記事によると、電子顕微鏡は最大250万倍の倍率を持ち、原子または分子レベルでのサンプル観察を可能にしています。これにより、ナノスケールの微粒子を研究・分析するための不可欠かつ効果的なツールとなっています。

2. ナノテクノロジーと個別化医療の進展:
ナノテクノロジーと個別化医療への需要増加も、電子顕微鏡市場の成長を促進しています。電子顕微鏡は、ナノ材料の特性評価や分子レベルでの生物学的構造の分析に不可欠であり、これは標的薬物送達や個別化治療の進歩に極めて重要です。2024年3月にPharmacological Researchが発表した記事では、ナノ医療がナノテクノロジーの力を医療に応用する多様な医療・科学技術を活用していると述べられています。ナノテクノロジーと個別化医療への注力が高まるにつれて、高度なイメージングソリューションの需要が増加し、電子顕微鏡は研究および臨床応用における革新のための不可欠なツールとして位置づけられています。
また、透過型電子顕微鏡(TEM)は、ナノテクノロジーの拡大に伴い、様々な研究分野でその統合がますます顕著になっています。TEMは、ナノスケールの構造を比類のない鮮明さで観察することを可能にし、材料、生物学的実体、ナノ材料を精査するための極めて重要な機器としての役割を確立しています。

3. メーカーによる製品投入と事業拡大:
メーカーは、グローバルな事業拡大のために、製品の発売や新施設の開設に積極的に取り組んでいます。例えば、2023年1月には、Brukerが最先端の走査型透過電子顕微鏡(STEM)で知られる非公開企業Nionを買収しました。Nionは、STEM機器における超高安定性収差補正を導入し、最高解像度の画像を実現したパイオニアです。
同様に、2024年5月には、JEOLが最新の電子顕微鏡JEM-120iを発表しました。完全に刷新されたコンパクトなデザインで、設置スペースにシームレスに統合できます。設置面積は50%以上縮小され、従来のモデルの3分の1未満のスペースしか占有せず、空間効率を最適化しています。

市場の抑制要因

一方で、デバイスの高コストが、予測期間における電子顕微鏡の導入を著しく妨げる要因となっています。

主要な市場トレンドと洞察

1. 透過型電子顕微鏡(TEM)の顕著な成長:
透過型電子顕微鏡(TEM)は、予測期間中に顕著な成長を遂げると予想されています。TEMは、原子レベルでサンプルの内部構造を非常に高い解像度で観察するために使用される高度なイメージングツールです。材料科学や生物学などの分野では、原子レベルで構造を視覚化する能力が不可欠であり、TEMにおける高解像度イメージングの需要が高まっています。研究が進むにつれて、ナノ材料、細胞成分、欠陥の詳細な分析の必要性が増しています。TEM技術の進歩は、その機能をさらに強化し、半導体や医薬品などの産業における厳格な品質基準を満たすための不可欠なツールとなっています。
科学的探求がより複雑になるにつれて、研究者は原子レベルで材料を探索するために高解像度イメージングを必要とし、TEMはこれを独自に提供します。さらに、改良された検出器や分析機能などのTEM技術の進歩は、ナノテクノロジー、材料科学、生物学を含む様々な分野での魅力を高めています。例えば、2023年9月には、インディアナ大学ブルーミントン校の研究者らが新しいNEOARM透過型電子顕微鏡を利用し、プラスチック、金属、燃料、量子物質などの材料を単原子分解能で検査することを可能にしました。
また、強化された解像度、改善された自動化、統合された分析機能などの革新は、TEMを研究者にとってよりアクセスしやすく効率的にしています。これらの進歩は、ナノテクノロジー、材料科学、ライフサイエンスなどの多様な分野でより正確なイメージングと分析を可能にし、TEMシステムの需要を高めています。例えば、2024年4月には、マンチェスターの研究者らが、高度なイメージングと分光法を人工知能および自動化されたワークフローと統合した先駆的な透過型電子顕微鏡(TEM)であるAutomaTEMを開発しています。

2. 北米市場の優位性:
北米は電子顕微鏡市場において支配的なシェアを占めており、予測期間中も著しい成長が期待されています。この地域の市場成長を牽引する要因には、研究者による電子顕微鏡の開発への注力、大学による電子顕微鏡開発のための買収、およびメーカーによる市場での買収などの合意への注力などが挙げられます。
研究者による電子顕微鏡の開発への注力は、イメージング解像度、速度、分析機能の進歩を強調することで、電子顕微鏡市場の成長を促進しています。改良された電子源、強化された検出器、自動化などの革新は、材料科学、生物学、ナノテクノロジーを含む様々な分野での運用を合理化し、応用範囲を広げています。例えば、2024年8月には、アリゾナ大学の研究者らが、電子の動きを捉えることができる世界最速の電子顕微鏡を発表しました。
さらに、2023年2月には、マクマスター大学のカナダ電子顕微鏡センター(CCEM)が、ZEISS Crossbeam 350レーザーFIB-SEMと次世代Versa 3D X線顕微鏡を取得することで、その機能を強化しました。これらの高度な機器は、高解像度、非破壊3D X線イメージングとFIB-SEM 3Dイメージングを組み合わせ、精密加工のための統合されたフェムト秒レーザーによってサポートされる革新的な科学的手法を導入しています。
また、企業が電子顕微鏡の開発に関する合意や発売に注力していることも、市場の成長を後押ししています。例えば、2024年1月には、Brukerが、高度なハイエンド走査型透過電子顕微鏡(STEM)の開発・製造を専門とする非公開企業Nionを買収する契約を締結しました。

競争環境

電子顕微鏡市場は、グローバルおよび地域で事業を展開する複数の企業が存在するため、中程度に断片化されています。市場の主要プレイヤーは、主に製品の発売や技術の進歩に注力し、グローバル市場での存在感を拡大しています。競争環境には、ADVANTEST CORPORATION、Agilent Technologies Inc.、Bruker Corp.、Carl Zeiss AG、COXEM Co. Ltd、Hitachi High-Tech Corporation、JEOL Ltd.、Thermo Fisher Scientific Inc.などの国際企業および地元企業が含まれます。

最近の業界動向

* 2024年5月: 日立ハイテク株式会社は、大型・重量試料(最大5kg、直径300mm、高さ130mm)の高精度・高効率観察を目的とした高分解能ショットキー走査型電子顕微鏡SU3900SEおよびSU3800SEを発売しました。
* 2024年1月: ゲッティンゲンとスイスの研究者らは、透過型電子顕微鏡(TEM)の電子ビームが微細な光貯蔵庫内の複雑な光の状態を識別する能力を初めて実証し、電子ビームの精密な制御と短い光パルスの適用を通じて原子レベルでの動的プロセスを分析する可能性を強調しました。

電子顕微鏡市場に関する本レポートは、加速された電子ビームを光源として使用し、生物学的および非生物学的試料の高解像度画像を得る技術である電子顕微鏡(EM)に焦点を当てています。この技術は、真空中で電子を制御し、蛍光スクリーンに捕捉することで、従来の光学顕微鏡では不可能な高倍率と高解像度を実現します。

レポートの範囲は、電子顕微鏡市場をタイプ別、アプリケーション別、および地域別に詳細にセグメント化して分析しています。タイプ別では、透過型電子顕微鏡(TEM)、走査型電子顕微鏡(SEM)、およびその他のカテゴリーに分類されます。アプリケーション別では、エレクトロニクスおよび半導体、ライフサイエンスおよび生物学、材料科学、ナノテクノロジー、およびその他の分野における需要が分析されています。地域別では、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東およびアフリカ、南米の主要5地域に分けられ、さらに米国、カナダ、メキシコ、ドイツ、英国、フランス、イタリア、スペイン、中国、日本、インド、オーストラリア、韓国、GCC諸国、南アフリカ、ブラジル、アルゼンチンを含む計17カ国の市場規模とトレンドが詳細にカバーされています。

市場の動向としては、いくつかの主要な促進要因と抑制要因が特定されています。促進要因としては、高倍率および高解像度顕微鏡への需要の増加が挙げられます。これは、研究開発や産業用途における微細構造解析の必要性が高まっていることを示唆しています。また、ナノテクノロジーおよび個別化医療分野における需要の拡大も市場成長を強く後押ししています。ナノ材料の研究や個別化された診断・治療法の開発において、電子顕微鏡は不可欠なツールとなっています。一方で、市場の抑制要因としては、電子顕微鏡デバイスの高コストが挙げられます。これは、特に予算が限られている研究機関や中小企業にとって導入の障壁となる可能性があります。

競争環境の分析では、ポーターのファイブフォース分析が用いられ、新規参入の脅威、買い手/消費者の交渉力、供給者の交渉力、代替製品の脅威、および競争の激しさといった要素が評価されています。これにより、市場における競争構造と魅力度が明らかにされています。

主要企業のプロファイルも含まれており、Advantest Corporation、Bruker Corporation、Carl Zeiss AG、CIQTEK Co., Ltd、COXEM Co. Ltd、DELONG INSTRUMENTS AS、Hirox Co. Ltd.、Hitachi High-Tech Corporation (Hitachi, Ltd.)、JEOL Ltd.、Thermo Fisher Scientific Inc.といった主要プレイヤーが挙げられています。これらの企業については、事業概要、財務状況、製品と戦略、および最近の動向が分析されており、市場における各社のポジショニングと競争戦略が理解できます。

市場機会と将来のトレンドに関するセクションもレポートに含まれており、今後の市場成長を牽引する可能性のある新たな動向やビジネスチャンスが提示されています。

市場規模に関する主要なデータとして、2024年の電子顕微鏡市場規模は31.6億米ドルと推定されています。2025年には34.2億米ドルに達すると予測されており、2025年から2030年にかけて年平均成長率(CAGR)7.60%で成長し、2030年には49.3億米ドルに達すると予測されています。地域別では、アジア太平洋地域が予測期間(2025-2030年)において最も高いCAGRで成長すると推定されており、この地域の研究開発投資の増加や産業の発展が背景にあると考えられます。一方、2025年には北米が最大の市場シェアを占めると予測されており、技術革新と広範な応用分野がその要因となっています。レポートは、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年までの将来予測をカバーしています。


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1. はじめに

  • 1.1 調査の前提条件と市場の定義

  • 1.2 調査の範囲

2. 調査方法

3. エグゼクティブサマリー

4. 市場の動向

  • 4.1 市場の概要

  • 4.2 市場の推進要因

    • 4.2.1 高倍率・高解像度顕微鏡の需要増加

    • 4.2.2 ナノテクノロジーと個別化医療への需要の高まり

  • 4.3 市場の阻害要因

    • 4.3.1 デバイスの高コスト

  • 4.4 ポーターの5つの力分析

    • 4.4.1 新規参入者の脅威

    • 4.4.2 買い手/消費者の交渉力

    • 4.4.3 供給者の交渉力

    • 4.4.4 代替品の脅威

    • 4.4.5 競争の激しさ

5. 市場セグメンテーション(金額別市場規模 – 米ドル)

  • 5.1 種類別

    • 5.1.1 透過型電子顕微鏡 (TEM)

    • 5.1.2 走査型電子顕微鏡 (SEM)

    • 5.1.3 その他

  • 5.2 用途別

    • 5.2.1 エレクトロニクスおよび半導体

    • 5.2.2 ライフサイエンスおよび生物学

    • 5.2.3 材料科学

    • 5.2.4 ナノテクノロジー

    • 5.2.5 その他

  • 5.3 地域別

    • 5.3.1 北米

    • 5.3.1.1 米国

    • 5.3.1.2 カナダ

    • 5.3.1.3 メキシコ

    • 5.3.2 ヨーロッパ

    • 5.3.2.1 ドイツ

    • 5.3.2.2 イギリス

    • 5.3.2.3 フランス

    • 5.3.2.4 イタリア

    • 5.3.2.5 スペイン

    • 5.3.2.6 その他のヨーロッパ

    • 5.3.3 アジア太平洋

    • 5.3.3.1 中国

    • 5.3.3.2 日本

    • 5.3.3.3 インド

    • 5.3.3.4 オーストラリア

    • 5.3.3.5 韓国

    • 5.3.3.6 その他のアジア太平洋

    • 5.3.4 中東およびアフリカ

    • 5.3.4.1 GCC

    • 5.3.4.2 南アフリカ

    • 5.3.4.3 その他の中東およびアフリカ

    • 5.3.5 南米

    • 5.3.5.1 ブラジル

    • 5.3.5.2 アルゼンチン

    • 5.3.5.3 その他の南米

6. 競争環境

  • 6.1 企業プロフィール

    • 6.1.1 株式会社アドバンテスト

    • 6.1.2 ブルカー・コーポレーション

    • 6.1.3 カールツァイスAG

    • 6.1.4 CIQTEK Co., Ltd

    • 6.1.5 COXEM Co. Ltd

    • 6.1.6 DELONG INSTRUMENTS AS

    • 6.1.7 株式会社ハイロックス

    • 6.1.8 株式会社日立ハイテク (株式会社日立)

    • 6.1.9 日本電子株式会社

    • 6.1.10 サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社

  • *リストは網羅的ではありません

7. 市場機会と将来のトレンド

利用可能性による
競合情勢には、事業概要、財務、製品と戦略、および最近の動向が含まれます


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[参考情報]
電子顕微鏡は、光の代わりに電子線を用いて試料を観察する顕微鏡の一種で、可視光の波長よりもはるかに短い電子線の波長を利用することで、光学顕微鏡では到達できない高い分解能を実現します。これにより、原子レベルでの物質の構造や形態を詳細に観察することが可能となり、科学技術の発展に不可欠なツールとなっています。1930年代にドイツのマックス・ノールとエルンスト・ルスカによって発明されて以来、その性能は飛躍的に向上し、現代科学の多岐にわたる分野で活用されています。

電子顕微鏡には、主に透過型電子顕微鏡(TEM)と走査型電子顕微鏡(SEM)の二つの主要なタイプがあります。透過型電子顕微鏡(TEM)は、薄くスライスした試料に電子線を透過させ、透過した電子線が形成する像を観察するものです。これにより、試料内部の結晶構造、格子欠陥、分子配列といった微細構造を原子レベルの分解能で観察できます。特に、材料科学分野における結晶構造解析や、生物学分野における細胞内小器官やウイルスの詳細な観察に不可欠です。一方、走査型電子顕微鏡(SEM)は、試料表面に電子線を走査させ、試料から発生する二次電子や反射電子などを検出して像を形成します。これにより、試料表面の凹凸や形態を立体的に、かつ広範囲にわたって観察することが可能です。SEMは、材料の表面構造解析、半導体デバイスの欠陥検査、生物試料の表面観察など、幅広い分野で利用されています。さらに、これらの主要なタイプから派生した走査透過型電子顕微鏡(STEM)は、TEMの分解能とSEMの走査機能を組み合わせ、高分解能での元素分析や電子回折像の取得を可能にします。また、近年では、生物試料を凍結状態で観察する低温電子顕微鏡(Cryo-EM)が、生体分子の構造解析において画期的な成果を上げています。

電子顕微鏡の用途は非常に広範です。材料科学分野では、金属、セラミックス、高分子、半導体などの新素材開発において、その微細構造や欠陥、結晶相の解析に用いられます。例えば、半導体デバイスの微細化に伴い、回路の欠陥解析や材料の品質管理に不可欠なツールとなっています。生物学・医学分野では、細胞の超微細構造、ウイルス、細菌、タンパク質などの観察を通じて、生命現象の解明や疾患の原因究明に貢献しています。特に、Cryo-EMの発展により、これまで結晶化が困難であったタンパク質の立体構造解析が可能となり、創薬研究に大きな影響を与えています。ナノテクノロジー分野では、ナノ材料の合成や特性評価、ナノデバイスの作製と評価に不可欠であり、原子・分子レベルでの物質制御を可能にしています。産業分野では、自動車、航空宇宙、電子部品などの製造プロセスにおける品質管理、不良解析、材料開発に広く利用され、製品の信頼性向上に貢献しています。

電子顕微鏡の性能を最大限に引き出すためには、関連技術の進歩も不可欠です。最も重要なのは試料作製技術です。TEMの場合、電子線が透過できる極めて薄い試料(数十ナノメートル以下)が必要であり、超薄切片作製装置(ウルトラミクロトーム)や集束イオンビーム(FIB)加工装置が用いられます。FIBは、特定の部位を精密に加工できるため、半導体デバイスの特定箇所の断面観察などに威力を発揮します。SEMの場合でも、導電性のない試料には金やカーボンなどの薄膜をコーティングする前処理が必要です。また、電子顕微鏡には、元素分析機能が統合されていることが多く、エネルギー分散型X線分光法(EDX)や電子エネルギー損失分光法(EELS)が代表的です。これらの技術により、試料の形態情報だけでなく、構成元素の種類や分布、化学状態に関する情報を同時に得ることができ、より詳細な物質解析が可能になります。さらに、複数の画像を組み合わせて試料の三次元構造を再構築する電子線トモグラフィー技術も、生物学や材料科学で活用されています。

電子顕微鏡の市場背景を見ると、研究開発投資の活発化、特に半導体、新素材、ライフサイエンス、ナノテクノロジー分野での需要増加が市場を牽引しています。主要なメーカーとしては、日本のJEOL(日本電子)やHitachi High-Tech(日立ハイテク)、欧米のThermo Fisher Scientific、Carl Zeissなどが挙げられます。これらの企業は、高分解能化、多機能化、自動化、使いやすさの向上を追求し、競争を繰り広げています。特に、半導体産業における微細化競争の激化は、より高精度な欠陥検査や材料評価を可能にする電子顕微鏡への需要を高めています。また、ライフサイエンス分野では、Cryo-EMのノーベル賞受賞を契機に、生体分子の構造解析への関心が高まり、関連装置の導入が進んでいます。アジア太平洋地域、特に中国における研究開発投資の増加も、市場成長の大きな要因となっています。

今後の電子顕微鏡の展望としては、さらなる高分解能化と高感度化が追求されるでしょう。これにより、これまで観察が困難であった極めて微細な構造や、電子線損傷を受けやすい試料の観察が可能になると期待されます。また、試料をその場で加熱、冷却、引張、ガス導入などの環境下で観察する「その場観察(in-situ/operando)技術」の発展は、材料の動的な変化や反応プロセスをリアルタイムで解明することを可能にし、触媒反応や電池材料の研究に革新をもたらすでしょう。人工知能(AI)や機械学習の導入も進み、画像解析の自動化、データ処理の高速化、実験条件の最適化、さらには新たな発見を支援する役割を果たすようになります。これにより、研究者の負担が軽減され、より効率的な研究が可能になります。Cryo-EMは、今後も構造生物学の主要なツールとして進化を続け、より複雑な生体分子複合体の構造解析や、創薬ターゲットの特定に貢献すると考えられます。さらに、電子顕微鏡と他の分析装置との複合化や、VR/AR技術を用いたデータ可視化の進展も期待され、より多角的で直感的な解析環境が提供されるようになるでしょう。これらの技術革新は、基礎科学の進展だけでなく、産業応用においても新たな価値を創造し、社会の発展に大きく貢献していくと考えられます。