ハードウェアループ市場規模・シェア分析 – 成長トレンドと予測 (2025年～2030年)

ハードウェアループ市場の概要：成長トレンドと予測（2025年～2030年）

本レポートは、ハードウェアループ市場の規模、成長分析、および2030年までの予測について詳細にまとめたものです。市場は、タイプ（オープンループHIL、クローズドループHIL）、コンポーネント（ハードウェア、ソフトウェア、サービス）、エンドユーザー産業（自動車、航空宇宙・防衛、エレクトロニクス・半導体、産業機器・ロボット、エネルギー・電力など）、モデルの複雑さ（低忠実度、中忠実度、高忠実度）、および地域別にセグメント化されており、市場予測は金額（米ドル）で提供されています。

# 市場規模と成長率

ハードウェアループ市場は、2025年には0.71億米ドルに達し、2030年までに1.04億米ドルに成長すると予測されており、予測期間（2025年～2030年）における年平均成長率（CAGR）は7.93%です。この成長は、自動車エレクトロニクスにおける機能安全要件の厳格化、ワイドバンドギャップパワーデバイスへの移行、および物理的な展開前のリアルタイム組み込みシステム検証の必要性によって推進されています。

地域別に見ると、欧州の車両OEMおよびティア1エコシステム、アジアの製造規模拡大、北米のOTA（Over-The-Air）コンプライアンス推進が、ハードウェアループの採用を広げる要因となっています。サプライヤーは、高忠実度ソルバー、クラウド提供型HIL-as-a-Service（HILaaS）、およびこれまでサイロ化されていたツールチェーンを統合するミドルウェアを通じて差別化を図っています。エンジニアリング人材の不足を補うため、インテグレーター、トレーナー、マネージドテストプロバイダーがサービスを提供しており、サービス収益はハードウェアを上回るペースで成長しています。MHz帯域のFPGAリグに対する設備投資の高さや、リアルタイムプロセッサの専門家の不足は市場の勢いを抑制するものの、従量課金モデルや低コストのスターターキットの登場を促進しています。

# 主要な市場動向と洞察

市場を牽引する要因：

1. EV高電圧e-パワートレイン検証の必要性（CAGRへの影響：+2.1%）： プレミアムEVプラットフォームが800Vで動作するようになり、従来のテストベンチはアークフラッシュや熱暴走のリスクに直面しています。欧州のOEMは、バッテリー、インバーター、モーターモデルを組み合わせたマルチチャネルHILリグを展開し、リアルタイムで故障注入を行いながらコントローラーをストレス試験しています。ナノ秒レベルのスイッチングと電気熱結合にはFPGAアクセラレーションソルバーが必要であり、小規模サプライヤーもこの機能を商業化して市場シェアを獲得しています。
2. OTAソフトウェアアップデートコンプライアンス試験の急増（CAGRへの影響：+1.8%）： 北米の規制により、メーカーはリモートパッチが安全性やサイバーセキュリティの脆弱性を悪化させないことを証明する義務があります。ValeoのクラウドネイティブHILaaSは、仮想化されたECU全体で数千のアップデート組み合わせを決定論的な遅延で再生することを可能にし、設備投資を削減し、FPGAプログラグラマーの不足を補うのに役立っています。
3. 安全性が重要なADAS/AD規制要件（CAGRへの影響：+1.6%）： UNECEのADSに関するグローバル技術規制は、シミュレーション、テストトラック、公道での結果を多柱検証スタックに組み込んでいます。HILはこのスタックの要であり、エンジニアが合成センサーフィードを注入し、GNSSデータを偽装し、交通状況では危険なエッジケースの物理をモデル化することを可能にします。
4. パワーエレクトロニクスSiC/GaNモジュールの急速な採用（CAGRへの影響：+1.4%）： SiCトラクションインバーターとGaN充電器はMHz帯域でスイッチングするため、従来のCPUベースのベンチでは対応できません。Pleximなどのサプライヤーは、デバイスを焼損することなく制御ループをデバッグできる5ナノ秒分解能のソルバーを発売しました。
5. 産業機器におけるデジタルツインの台頭（CAGRへの影響：+1.2%）：
6. 再生可能マイクログリッドコントローラー最適化（CAGRへの影響：+0.9%）：

市場を抑制する要因：

1. HIL統合のためのリアルタイムプロセッサ人材の不足（CAGRへの影響：-1.2%）： FPGA設計、決定論的OSチューニング、マルチドメインモデリングを要求する求人が、人材供給を上回っています。ベンダーはドラッグ＆ドロップGUIやAI支援の自動コーディングを導入して学習曲線を平坦化していますが、複雑な物理ケースには依然として深い専門知識が必要です。
2. MHz帯域スイッチング用FPGAベースシステムの設備投資の高さ（CAGRへの影響：-0.9%）： ハイエンドのベンチは、アンプ、ラック、ライセンスを含めると0.5百万米ドルを超えることがあり、新興経済国の中小企業にとっては障壁となります。従量課金制のクラウドベンチは参入を容易にしますが、セキュリティとレイテンシーの問題がパワー段ハードウェア結合での使用を制限しています。
3. 超高電圧（>1kV）エミュレーションにおける信頼性の懸念（CAGRへの影響：-0.7%）：
4. ベンダーツールチェーンの相互運用性の断片化（CAGRへの影響：-0.5%）：

# セグメント分析

* タイプ別：クローズドループHILが勢いを増す
* 2024年にはオープンループベンチがハードウェアループ市場の60.3%を占めました。これは、そのシンプルさと低い導入コストによるものです。
* 一方、クローズドループプラットフォームは、自律走行、航空宇宙の飛行制御、高周波パワーエレクトロニクスプロジェクトが双方向ダイナミクスを要求するため、8.2%のCAGRで拡大しています。デジタルツインの共同シミュレーションがプラントレベルの状態をECUにフィードバックし、リアリズムを高めているため、クローズドループリグに割り当てられる市場規模は着実に増加すると予測されています。
* コンポーネント別：サービス部門が急速な成長を経験
* I/O、信号調整、計算エンジンを含むハードウェアは、2024年の収益の55%を維持しました。マルチMHzアンプへの多額の設備投資がその優位性を確立しています。
* しかし、サービスは10.1%のCAGRで成長しており、インテグレーターがベンチをDevOpsパイプライン、クラウドオーケストレーション、サイバーセキュリティワークフローに組み込んでいます。ドメインエンジニアの不足により、企業はValeoのAWSホスト型ラボに代表されるターンキーHIL-as-a-Serviceに移行し、夜間の回帰テストをアウトソースしています。
* エンドユーザー産業別：エネルギー・電力部門が急増
* 自動車は、ADASと電動化の複雑さにより、2024年のハードウェアループ市場シェアの45.7%を占めました。航空宇宙・防衛がフライバイワイヤとレーダー検証ワークロードでそれに続きます。
* エネルギー・電力部門は、規模は小さいものの、公益事業者が変電所をデジタル化し、マイクログリッドを展開するにつれて、9.6%のCAGRで加速しています。再生可能エネルギーの断続性により、EMSアルゴリズムはPV、風力、蓄電をリアルタイムで調整する必要があり、HILベンチはこれらのコントローラーをグリッドコードの偶発事象に対してストレステストし、試運転リスクを削減します。
* モデルの複雑さ別：高忠実度システムが力強い成長を示す
* 詳細とコストのバランスをとる中忠実度ベンチは、2024年の収益の48.9%を占めました。
* しかし、高忠実度プラットフォームは、SiC/GaNコンバーター、メガワット級ドライブ、グリッド形成インバーターがナノ秒精度の過渡現象捕捉を必要とするため、9.8%という最も急なCAGRを記録しています。プラントレベルのベンチに関連するハードウェアループ市場規模は拡大すると予想されますが、設備投資のハードルは依然として残っています。

# 地域分析

* 欧州： 2024年には世界の収益の32.4%を維持しました。これは、Euro NCAP主導の安全アップグレード、強力なティア1クラスター、および堅牢な検証を義務付けるEU CCAMロードマップに支えられています。高電圧EVの採用は、バッテリー熱およびインバーターベンチに対する安定した需要を確保し、航空宇宙大手は飛行制御シミュレーターの注文を増やしています。
* 北米： 2番目に大きな市場です。コネクテッドカーシミュレーションへの連邦政府の資金提供と厳格なOTAサイバーセキュリティ規制がベンチの利用を促進しています。クラウドハイパースケーラーは、HIL向けの低遅延ストリーミングプロトコルを共同開発しており、サービス主導の消費への地域の傾倒を強化しています。
* アジア太平洋： 最も速い8.3%のCAGRを記録しています。中国のEV輸出の急増、日本のロボット工学のリーダーシップ、韓国の半導体技術の深さが需要を活性化しています。政策立案者は国境を越えたAVパイロットゾーンを支援し、共通の安全検証ツールチェーンを義務付けています。

# 競争環境

ハードウェアループ市場は中程度の集中度を示しており、dSPACE、National Instruments、MathWorksが欧州と北米で強力な地位を占め、OPAL-RTとRTDSが電力システムニッチで優位に立っています。戦略的提携が差別化を形成しており、例えばRohde & SchwarzはIPG Automotiveと提携し、レーダーHILをシナリオシミュレーターに重ね合わせ、参入障壁を高めています。サプライヤーは、SIL、HIL、PHILステージを単一のCI/CDパイプラインに統合するオーケストレーションミドルウェアを導入しており、これはソフトウェア定義車両プログラムにとって重要な機能です。

クラウド配信は従来のボックス販売を破壊しています。ValeoのAWS提供やOPAL-RTのPHIL Primeサービスは、導入の敷居を下げる一方で顧客をベンダーエコシステムにロックするサブスクリプションエコノミクスを示しています。人材不足はインテグレーターにターンキーデリバリーを促し、競争はハードウェアの仕様書からサービスの品質へと移行しています。

新規参入企業はニッチな卓越性で対抗しています。FPGAソルバーハウスは5ナノ秒のタイムステップを商業化し、GNSS専門のaiMotiveは衛星ナビゲーションスプーフィングとドライブトレインHILを融合させ、PleximのNanostepは設計者のリーチを広げています。より大きなプレーヤーがポートフォリオのギャップを埋め、成長するハードウェアループ市場でのシェアを確保するために、ソルバーIPやサービス企業を買収する可能性も残されています。

主要な業界リーダー：
The MathWorks, Inc.、dSPACE GmbH、ETAS、Vector Informatik GmbH、Qualcomm Technologies, Inc.

# 最近の業界動向

* 2025年5月： OPAL-RT Technologiesが再生可能エネルギーアプリケーション向けのPHIL Prime Test Benchを発表しました。
* 2025年4月： Rohde & SchwarzとIPG Automotiveが統合型レーダーHILソリューションを発売しました。
* 2025年3月： Advantechが精密ナビゲーションシステム向けのNVIDIA搭載HILサーバーを発表しました。
* 2025年1月： ValeoとAWSがソフトウェア定義車両向けのHILaaSを導入しました。

本レポートは、ハードウェア・イン・ザ・ループ（HIL）市場の詳細な分析を提供しています。HIL市場は、自動車、航空宇宙、電力、産業システムにおける組み込み制御ソフトウェアを検証するために、リアルタイムシミュレーションコンピューターと物理的な入出力インターフェースを組み合わせた商用プラットフォームとして定義されています。本調査では、オープンループおよびクローズドループのHILシステム、関連するリアルタイムプロセッサ、信号調整カード、およびシステムレベルの統合サービスを対象としています。純粋なソフトウェアのみのモデル・イン・ザ・ループ（MIL）ツールやリアルタイム共同シミュレーション機能を持たない汎用テストベンチは対象外です。

HIL市場は、2025年には0.71億米ドル、2030年には1.04億米ドルに達すると予測されており、予測期間中の年平均成長率（CAGR）は7.93%と見込まれています。

市場を牽引する主要因としては、以下の点が挙げられます。
* 欧州主導でEV高電圧e-パワートレインの検証ニーズが高まっていること。
* 北米におけるOTA（Over-The-Air）ソフトウェアアップデートの適合性試験の急増。
* アジアおよび欧州での安全性が重要なADAS（先進運転支援システム）/AD（自動運転）に関する規制要件の強化。
* パワーエレクトロニクスにおけるSiC（炭化ケイ素）/GaN（窒化ガリウム）モジュールの急速な採用。これらのデバイスはMHz周波数でスイッチングするため、ナノ秒分解能のソルバーを備えたFPGAベースのHILベンチが必要とされています。
* 北欧およびDACH地域における産業機器分野でのデジタルツインの台頭。
* 中東での再生可能マイクログリッドコントローラーの最適化ニーズ。

一方で、市場の成長を阻害する要因としては、以下の点が指摘されています。
* HIL統合に必要なリアルタイムプロセッサの専門人材の不足。
* MHz帯スイッチングに対応するFPGAベースシステムの高コスト。
* 超高電圧（1kV以上）エミュレーションにおける信頼性確保の懸念。
* ベンダーツールチェーンの断片化と相互運用性の課題。

市場は、タイプ、コンポーネント、エンドユーザー産業、モデル複雑度、および地域に基づいて詳細にセグメント化されています。
* タイプ別: オープンループHILとクローズドループHILに分類されます。
* コンポーネント別: ハードウェア（信号調整、パワーステージ、FPGA/CPU、I/O）、ソフトウェア（リアルタイムOS、モデリングツール、可視化）、およびサービス（統合、トレーニング、メンテナンス）に分けられます。統合の複雑さとリアルタイムプロセッサの専門家不足により、サービス部門は年率10.1%のCAGRで最も速く成長しています。
* エンドユーザー産業別: 自動車、航空宇宙・防衛、エレクトロニクス・半導体、産業機器・ロボティクス、エネルギー・電力（再生可能エネルギー、マイクログリッド）、研究・教育が含まれます。エネルギー・電力分野は、マイクログリッドや再生可能エネルギー統合プロジェクトにおける複雑なコントローラー検証の必要性から、年率9.6%で最も速い成長を示しています。
* モデル複雑度別: 低忠実度（コントローラーレベル）、中忠実度（システムレベル）、高忠実度（パワーステージを含むプラントレベル）に分類されます。
* 地域別: 北米、欧州、アジア太平洋、南米、中東・アフリカに区分されます。欧州は、厳格な車両安全規制と自動車OEMおよびティア1サプライヤーの密集により、2024年の収益の32.4%を占め、HIL導入をリードしています。

競争環境においては、The MathWorks, Inc.、dSPACE GmbH、NATIONAL INSTRUMENTS Corp.、ETAS GmbH、Vector Informatik GmbH、Siemens Digital Industries Software、OPAL-RT Technologies Inc.、Speedgoat GmbH、Typhoon HIL Inc.、Bosch Global Software Technologies Pvt Ltd、Keysight Technologies, Inc.、AVL List GmbH、Infineon Technologies AG、Microchip Technology Inc.、Rohde and Schwarz GmbH and Co KG、Konrad Technologies GmbH、Plexim AG、NVIDIA Corp.、Hitachi Astemo Ltd.など、多数の主要ベンダーが存在します。レポートでは、市場集中度、戦略的動向、市場シェア分析、および各企業のプロファイルが提供されています。

本調査は、HILベンチエンジニア、テストシステムアーキテクト、地域販売業者への構造化インタビューによる一次調査と、公開情報に基づく二次調査を組み合わせて実施されました。市場規模の算出と予測は、電気自動車の生産台数などに基づいたトップダウンアプローチと、主要ベンダーからの出荷台数に基づいたボトムアップアプローチを併用し、多変量回帰予測モデルを用いて行われています。データは、二段階のピアレビューと独立した指標との比較による検証プロセスを経て、毎年更新されており、その信頼性が確保されています。

レポートでは、市場における未開拓の領域や満たされていないニーズの評価も行われており、今後の市場成長の機会が特定されています。機能安全要件の増加、高電圧EVシステム、OTAアップデートのコンプライアンス、SiC/GaNパワーデバイスの使用が、HIL市場の需要をさらに高めると予測されています。

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

4. 市場概況

• 4.1 市場概要
• 4.2 市場促進要因
  • 4.2.1 EV高電圧e-パワートレイン検証の必要性（欧州主導）
  • 4.2.2 OTAソフトウェアアップデート適合性試験の急増（北米）
  • 4.2.3 安全性が重要なADAS/AD規制要件（アジアおよび欧州）
  • 4.2.4 パワーエレクトロニクスSiC/GaNモジュールの急速な採用
  • 4.2.5 産業機器におけるデジタルツインの台頭（北欧およびDACH地域）
  • 4.2.6 再生可能エネルギーマイクログリッドコントローラーの最適化（中東）
• 4.3 市場抑制要因
  • 4.3.1 HIL統合のためのリアルタイムプロセッサ人材の不足
  • 4.3.2 MHz帯域スイッチング向け資本集約型FPGAベースシステム
  • 4.3.3 超高電圧（1 kV以上）エミュレーションにおける信頼性の懸念
  • 4.3.4 分断されたベンダーツールチェーンの相互運用性
• 4.4 産業エコシステム分析
• 4.5 技術的展望
• 4.6 ポーターの5つの競争要因分析
  • 4.6.1 供給者の交渉力
  • 4.6.2 消費者の交渉力
  • 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

5. 市場規模と成長予測（金額）

• 5.1 タイプ別
  • 5.1.1 オープンループHIL
  • 5.1.2 クローズドループHIL
• 5.2 コンポーネント別
  • 5.2.1 ハードウェア（信号調整、パワーステージ、FPGA/CPU、I/O）
  • 5.2.2 ソフトウェア（リアルタイムOS、モデリングツール、可視化）
  • 5.2.3 サービス（統合、トレーニング、メンテナンス）
• 5.3 エンドユーザー産業別
  • 5.3.1 自動車
  • 5.3.2 航空宇宙・防衛
  • 5.3.3 エレクトロニクス・半導体
  • 5.3.4 産業機器・ロボット
  • 5.3.5 エネルギー・電力（再生可能エネルギー、マイクログリッド）
  • 5.3.6 研究・教育
• 5.4 モデルの複雑さ別
  • 5.4.1 低忠実度（コントローラーレベル）
  • 5.4.2 中忠実度（システムレベル）
  • 5.4.3 高忠実度（パワーステージ付きプラントレベル）
• 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 その他の欧州
  • 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 韓国
  • 5.5.3.4 インド
  • 5.5.3.5 東南アジア
  • 5.5.3.6 その他のアジア太平洋
  • 5.5.4 南米
  • 5.5.4.1 ブラジル
  • 5.5.4.2 その他の南米
  • 5.5.5 中東・アフリカ
  • 5.5.5.1 中東
  • 5.5.5.1.1 GCC
  • 5.5.5.1.2 その他の中東
  • 5.5.5.2 アフリカ
  • 5.5.5.2.1 南アフリカ
  • 5.5.5.2.2 その他のアフリカ

6. 競争環境

• 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 The MathWorks, Inc.
  • 6.4.2 dSPACE GmbH
  • 6.4.3 NATIONAL INSTRUMENTS Corp.
  • 6.4.4 ETAS GmbH
  • 6.4.5 Vector Informatik GmbH
  • 6.4.6 Siemens Digital Industries Software
  • 6.4.7 OPAL-RT Technologies Inc.
  • 6.4.8 Speedgoat GmbH
  • 6.4.9 Typhoon HIL Inc.
  • 6.4.10 Bosch Global Software Technologies Pvt Ltd
  • 6.4.11 Keysight Technologies, Inc.
  • 6.4.12 AVL List GmbH
  • 6.4.13 Infineon Technologies AG
  • 6.4.14 Microchip Technology Inc.
  • 6.4.15 Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
  • 6.4.16 Konrad Technologies GmbH
  • 6.4.17 Plexim AG
  • 6.4.18 Typhoon HIL Inc.
  • 6.4.19 NVIDIA Corp.
  • 6.4.20 Hitachi Astemo Ltd.

7. 市場機会と将来展望