市場調査レポート
商品コード
1467956
SiC繊維市場:タイプ、フェーズ、形状、用途、最終用途産業別-2024-2030年の世界予測SiC Fibers Market by Type (First Generation, Second Generation, Third Generation), Phase (Amorphous, Crystalline), Form, Usage, End-Use Industry - Global Forecast 2024-2030 |
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SiC繊維市場:タイプ、フェーズ、形状、用途、最終用途産業別-2024-2030年の世界予測 |
出版日: 2024年04月17日
発行: 360iResearch
ページ情報: 英文 180 Pages
納期: 即日から翌営業日
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SiC繊維市場規模は、2023年に12億8,000万米ドルと推定され、2024年には15億3,000万米ドルに達し、CAGR 19.95%で2030年には46億米ドルに達すると予測されています。
炭化ケイ素(SiC)繊維は、超高温耐性、高い化学的安定性、堅牢な機械的強度、優れた熱伝導特性を特徴とする炭化ケイ素から製造される高性能軽量セラミック材料を指します。SiC繊維は、主に航空宇宙・防衛、原子力、自動車、発電など様々な最終用途産業における高性能用途に利用されています。低燃費の航空機に対する需要の高まりは、SiC繊維で強化されたCMCを含む軽量材料の採用に多額の投資を行う大手航空宇宙企業を後押ししています。さらに、原子炉技術の進歩により、過酷な条件下でも構造的完全性を維持できるSiC繊維強化複合材料の可能性が浮き彫りになっています。また、電気自動車(EV)の普及により、バッテリーの冷却システムやパワーエレクトロニクスなど、多くの自動車用途でSiC繊維ベースの材料を使用する新たな機会が生まれています。しかし、SiC繊維の製造コストが高いため、メーカーが特定の市場で他の低コストの代替補強材と競争することは困難です。さらに、複雑な製造工程は、様々な最終用途産業からの増え続ける需要に対応する上で大きな課題となっています。とはいえ、積層造形法を含む新しい製造方法の出現により、SiC繊維の生産は改善されつつあります。カスタマイズされたソリューションを開発するために、航空宇宙や自動車を含む主要な最終用途産業と協力することは、今後数年間SiC繊維市場を牽引すると予想されます。
主な市場の統計 | |
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基準年[2023] | 12億8,000万米ドル |
予測年[2024] | 15億3,000万米ドル |
予測年 [2030] | 46億米ドル |
CAGR(%) | 19.95% |
タイプ優れた引張強度と優れた化学的安定性により、第三世代のSiC繊維に高い嗜好性
第一世代のSiC繊維は、プレセラミックポリマーを高温で熱分解するポリマー由来セラミックス(PDC)により製造されます。第一世代のSiC繊維は、他の世代と比較して適度な強度と耐久性を示し、費用対効果と製造の容易さを提供します。第一世代のSiC繊維の主な応用分野には、タービンエンジンや推進システムなどの航空宇宙部品があり、軽量化と耐高温性の向上を目的としたセラミックマトリックス複合材料(CMC)の開発が行われています。第2世代のSiC繊維もPDCプロセスで製造され、第1世代と比較して機械的性能が向上しています。第二世代のSiC繊維は、応力耐性が要求される用途に最適です。第二世代のSiC繊維の他の潜在的な用途としては、原子炉や高温操業を伴う工業炉などがあります。第三世代のSiC繊維は、改良されたPDCプロセスを採用し、より高い結晶構造、優れた引張強度、優れた化学的安定性を実現しています。第三世代のSiC繊維は、高温、酸化環境、機械的ストレスなどの過酷な条件下でも優れた性能を発揮します。さらに、第三世代のSiC繊維の優れた特性は、核融合炉を含むエネルギー分野の要求の厳しい用途に適しています。
フェーズ優れた機械的特性により、結晶性SiC繊維が広く使用されています。
アモルファスSiC繊維は、高い熱安定性、耐酸化性、優れた機械的強度などのユニークな特性を持つ非結晶構造を特徴としています。アモルファスSiC繊維は、機械的特性を著しく低下させることなく、高温耐性が要求される用途に好まれます。アモルファス相は高温下でも構造的完全性を維持するため、ガスタービンエンジンや原子炉部品などの用途に最適です。一方、結晶性SiC繊維は、アモルファス相と比較して優れた機械的特性をもたらす規則正しい原子構造を持っています。結晶性SiC繊維は、その結晶性により高い引張強度と弾性率を有しています。これらの繊維は、材料の剛性と耐荷重性の向上が要求される用途に最適です。
形状構造用途には連続SiC繊維の浸透が好ましいです。
チョップドSiC繊維は複合材料の補強に使用される短繊維です。チョップドSiC繊維は、優れた熱安定性と耐酸化性を持ち、航空宇宙産業や自動車産業などの高温環境での用途に適しています。連続SiC繊維は、炭化ケイ素繊維の長いストランドで、チョップドタイプに比べ、機械的強度と耐久性に優れています。連続SiC繊維は、その高い引張強度により、航空宇宙産業や原子力発電産業などの要求の厳しい構造用途に好まれています。フェルトまたはマットのSiC繊維は、ランダムに配向した炭化ケイ素ストランドを接着したもので、柔軟な不織布シート材料です。これらのシートは低密度のため断熱性に優れ、電子機器の冷却システムや電気自動車(EV)のバッテリーパックなどの熱管理用途に最適です。SiC繊維製のロープやベルトは、高い強度と柔軟性を備えており、耐摩耗性や極端な温度への耐性が要求される荷重支持用途に適しています。ガラス製造や冶金産業における炉部品、シール、ガスケット、コンベアベルトなどがこれにあたります。綾織SiC繊維は、炭化ケイ素のストランドを対角線状に交錯させた織物です。この配列は、複雑な形状への優れた適合性を提供し、防護服や複雑な形状を持つ複合材料の補強材などの用途に最適です。炭化ケイ素繊維の織物は、航空宇宙部品から自動車用ブレーキパッドに至るまで、さまざまな用途の要件に合わせて連続ストランドをさまざまな織物パターンに織ることによって製造されます。出来上がったマテリアルハンドリングは、多方向にバランスの取れた機械的特性を示すと同時に、柔軟性を維持するため、加工工程での取り扱いが容易です。
用途機械的性能の向上を示す複合材料の製造におけるSiC繊維の使用の増加
SiC繊維で強化されたセラミックマトリックス複合材料(CMC)は、優れた熱機械特性と優れた耐摩耗性を示します。SiC繊維を配合することで、マトリックス内で伝播する可能性のあるクラックを橋渡しし、CMCの破壊靭性を向上させます。SiC繊維を配合した金属基複合材料(MMC)は、高い強度と剛性を持ちながら軽量というユニークな組み合わせを提供します。アルミニウムにSiC繊維を浸透させた金属基複合材料は、強度、延性、熱伝導性、耐食性などの機械的特性の優れたバランスを持ち、高度なブレーキシステムや軽量自動車部品などの用途に利用されています。チタンマトリックスに埋め込まれたSiC繊維は、改善された機械的性能と優れた熱安定性を示します。これらの複合材料は、高強度対重量比、耐疲労性、低熱膨張係数のため、航空宇宙用途に広く採用されています。ジルコニウムベースのSiC繊維複合材料は、放射線耐性が向上し、放射化レベルが低減され、過酷な条件下でも優れた機械的特性を示すことから、原子炉での使用に関心を集めています。SiC繊維をポリマーマトリクスに組み込むと、引張強度、剛性、耐摩耗性が向上したポリマーマトリクス複合材料(PMC)が得られます。PMCは軽量であるため、自動車のボディパネルや航空機の内装など、性能を犠牲にすることなく軽量化が重要な輸送産業での用途に適しています。炭化ケイ素繊維の非複合用途には、主に、優れた熱伝導性と耐摩耗性を持つ材料を必要とする耐熱繊維、ろ過システム、シーリング材/接着剤、電子機器などが含まれます。
最終用途産業:SiC繊維航空宇宙・防衛産業における軽量部品の製造需要の増加
SiC繊維は、軽量、高強度対重量比、極端な温度への耐性などの優れた特性により、航空宇宙および防衛産業で広く使用されています。主に、高温安定性を必要とするエンジン部品、遮熱板、断熱システムなどの航空機部品を製造しています。SiC繊維は、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)のパワートレイン・システムや自動車・運輸業界の電子部品に使用される補強材に使用されています。SiC繊維は、過酷な化学薬品や高温での腐食環境に対して優れた耐性を発揮するため、化学産業にも使用されています。化学産業での用途としては、腐食性の強い化学薬品用のろ過装置、原子炉容器の保護膜、化学処理作業中の極端な温度条件下で使用される熱交換器などがあります。エネルギー・電力産業では、SiC繊維は、原子炉やガスタービンの発熱体などの高温部品の補強材として使用されています。SiC繊維の使用は、より良い熱管理と軽量化を可能にすることで、性能、効率、安全性の向上に役立っています。
地域別インサイト
南北アメリカ地域は、航空宇宙産業が堅調で、発電セクターからの需要が強いため、SiC繊維市場の成長情勢を表しています。米国では、航空宇宙用途のSiC繊維を組み込んだ先進セラミックマトリックス複合材料(CMC)の開発にNASAが取り組むなど、研究イニシアチブへの大規模な投資が行われています。欧州連合(EU)、中東・アフリカは、SiC繊維の製造技術を向上させるために、メーカーと学術機関が研究パートナーシップを結んでおり、SiC繊維の世界の需要に大きく貢献しています。Horizon 2020プログラムは、性能特性を改善したコスト効率の高い商業規模のSiC連続繊維を生産する革新的なプロジェクトを支援しています。サウジアラビアやUAEを含む中東諸国は、SiC繊維を含む先端材料を使用する未来志向の防衛技術に多額の投資を行っています。アジア太平洋地域では、風力発電や航空宇宙分野の需要を満たすため、先進技術の導入が進んでいます。新興経済諸国は、国産化を促進し、国産製造業を奨励することで輸入依存度を下げることを目的とした政府の支援策により、SiC繊維ベースの複合材料の研究開発に積極的に投資しています。
FPNVポジショニング・マトリックス
FPNVポジショニングマトリックスはSiC繊維市場の評価において極めて重要です。事業戦略と製品満足度に関連する主要指標を調査し、ベンダーの包括的な評価を提供します。この綿密な分析により、ユーザーは各自の要件に沿った十分な情報に基づいた意思決定を行うことができます。評価に基づき、ベンダーは成功の度合いが異なる4つの象限に分類されます:フォアフロント(F)、パスファインダー(P)、ニッチ(N)、バイタル(V)です。
市場シェア分析
市場シェア分析は、SiC繊維市場におけるベンダーの現状について、洞察に満ちた詳細な調査を提供する包括的なツールです。全体的な収益、顧客基盤、その他の主要指標についてベンダーの貢献度を綿密に比較・分析することで、企業の業績や市場シェア争いの際に直面する課題について理解を深めることができます。さらに、この分析により、調査対象基準年に観察された累積、断片化の優位性、合併の特徴などの要因を含む、この分野の競合特性に関する貴重な考察が得られます。このような詳細レベルの拡大により、ベンダーはより多くの情報に基づいた意思決定を行い、市場で競争優位に立つための効果的な戦略を考案することができます。
1.市場の浸透度:主要企業が提供する市場に関する包括的な情報を提示しています。
2.市場の開拓度:有利な新興市場を深く掘り下げ、成熟市場セグメントにおける浸透度を分析しています。
3.市場の多様化:新製品の発売、未開拓の地域、最近の開発、投資に関する詳細な情報を提供します。
4.競合の評価と情報:市場シェア、戦略、製品、認証、規制状況、特許状況、主要企業の製造能力について徹底的な評価を行います。
5.製品開発およびイノベーション:将来の技術、研究開発活動、画期的な製品開発に関する知的洞察を提供します。
1.SiC繊維市場の市場規模および予測は?
2.SiC繊維市場の予測期間中に投資を検討すべき製品、セグメント、用途、分野は何か?
3.SiC繊維市場の技術動向と規制枠組みは?
4.SiC繊維市場における主要ベンダーの市場シェアは?
5.SiC繊維市場への参入に適した形態や戦略的手段は?
[180 Pages Report] The SiC Fibers Market size was estimated at USD 1.28 billion in 2023 and expected to reach USD 1.53 billion in 2024, at a CAGR 19.95% to reach USD 4.60 billion by 2030.
The silicon carbide (SiC) fibers refer to high-performance, lightweight ceramic materials manufactured from silicon carbide characterized by their ultra-high-temperature resistance, high chemical stability, robust mechanical strength, and superior thermal conductivity properties. SiC fibers are primarily utilized in high-performance applications across various end-use industries such as aerospace & defense, nuclear energy, automotive, and power generation. The increasing demand for fuel-efficient aircraft has propelled major aerospace companies to invest heavily in adopting lightweight materials, including CMCs reinforced with SiC fibers. Moreover, advancements in nuclear reactor technology have highlighted the potential of SiC fiber-reinforced composites for maintaining structural integrity under extreme conditions. The growing adoption of electric vehicles (EVs) also creates new opportunities for using SiC fiber-based materials in numerous automotive applications, including battery cooling systems and power electronics. However, the high production cost of SiC fibers makes it difficult for manufacturers to compete with other low-cost reinforcement alternatives in certain markets. Moreover, the complex manufacturing processes pose considerable challenges in meeting the ever-growing demand from various end-use industries. Nevertheless, the emergence of novel production methods, including additive manufacturing, is improving the production of SiC fibers. Collaborating with key end-use industries, including aerospace and automotive, to develop customized solutions is expected to drive the SiC fibers market in the coming years.
KEY MARKET STATISTICS | |
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Base Year [2023] | USD 1.28 billion |
Estimated Year [2024] | USD 1.53 billion |
Forecast Year [2030] | USD 4.60 billion |
CAGR (%) | 19.95% |
Type: High preference for third-generation SiC fibers owing to superior tensile strength and excellent chemical stability
The first-generation SiC fibers are manufactured through polymer-derived ceramics (PDC), which involves the pyrolysis of a preceramic polymer at high temperatures. First-generation SiC fibers exhibit moderate strength and durability compared to other generations and offer cost-effectiveness and ease of production. The main application areas for first-generation SiC fibers include aerospace components such as turbine engines and propulsion systems for the development of ceramic matrix composites (CMCs) for weight reduction and improved high-temperature resistance. The second generation of SiC fibers is also produced through the PDC process and offers improved mechanical performance compared to the first generation. Second-generation SiC fibers are ideal for applications requiring increased stress tolerance. Other potential applications of second-generation SiC fibers include nuclear reactors and industrial furnaces that involve high-temperature operations. The third generation of SiC fibers employs an improved PDC process, which results in a higher crystalline structure, superior tensile strength, and excellent chemical stability. Third-generation SiC fibers perform exceptionally well in extreme conditions such as high temperatures, oxidative environments, and mechanical stress. Additionally, the outstanding properties of the third generation of SiC fibers make them suitable for demanding applications in the energy sector, including nuclear fusion reactors.
Phase: Extensive use of crystalline SiC fibers due to its superior mechanical properties
Amorphous SiC fibers are characterized by their non-crystalline structure with unique properties such as high thermal stability, resistance to oxidation, and excellent mechanical strength. Amorphous SiC fibers are preferred when the application requires high-temperature resistance without significantly decreasing mechanical properties. Maintaining structural integrity at high temperatures makes amorphous phases ideal for applications, including gas turbine engines and nuclear reactor components. On the other hand, crystalline SiC fibers have an ordered atomic structure that results in superior mechanical properties compared to their amorphous counterparts. Crystalline SiC fibers possess higher tensile strength and modulus of elasticity due to their crystalline nature. These fibers are ideal for applications requiring increased material stiffness and load-bearing capabilities.
Form: Penetration of continuous SiC fibers preferred for structural application
Chopped SiC fibers are short fiber strands used for reinforcement in composite materials. Chopped SiC fibers offer excellent thermal stability and resistance to oxidative damage, making them suitable for applications in high-temperature environments, including aerospace and automotive industries. Continuous SiC fibers are long strands of silicon carbide fibers that exhibit superior mechanical strength and durability compared to their chopped counterparts. Continuous SiC fibers are preferred for demanding structural applications in industries including aerospace and nuclear power generation due to their high tensile strength. Felt or mat SiC fibers consist of randomly oriented silicon carbide strands bonded to form a flexible, non-woven sheet material. These sheets provide good insulation properties due to their low-density structure, making them ideal candidates for thermal management applications in sectors such as electronics cooling systems or battery packs for electric vehicles (EVs). Ropes and belts made of SiC fibers provide high strength and flexibility, suitable for load-bearing applications that require resistance to abrasion and extreme temperatures. This includes furnace components, seals, gaskets, and conveyor belts in glass manufacturing and metallurgy industries. Twill SiC fibers are a specific type of woven textile structure created by interlacing silicon carbide strands in a diagonal pattern. This arrangement offers excellent conformability to complex shapes, making it ideal for applications, including protective clothing or reinforcement in composite materials with intricate geometries. Woven silicon carbide fibers are produced by weaving continuous strands into various textile patterns to suit different application requirements, ranging from aerospace components to automotive brake pads. The resulting material exhibits balanced mechanical properties in multiple directions while maintaining flexibility for easy handling during fabrication processes.
Usage: Increasing use of SiC fibers in manufacturing composites to exhibit improved mechanical performance
Ceramic matrix composites (CMCs) reinforced with SiC fibers exhibit superior thermo-mechanical properties and excellent wear resistance. Incorporating SiC fibers improves the fracture toughness of CMCs by bridging cracks that may propagate within the matrix. Metal matrix composites (MMCs) containing SiC fibers provide a unique combination of lightweight characteristics with high strength and stiffness. Aluminum infiltrated with SiC fibers results in a metal matrix composite possessing an exceptional balance of mechanical properties, including strength, ductility, thermal conductivity, and corrosion resistance utilized for applications including advanced brake systems and lightweight automotive components. SiC fibers embedded in titanium matrices exhibit improved mechanical performance and excellent thermal stability. These composites are widely employed in aerospace applications due to the high strength-to-weight ratio, resistance to fatigue, and low thermal expansion coefficient. Zirconium-based SiC fiber composites have gained interest for use in nuclear reactors due to their enhanced radiation tolerance, reduced activation levels, and impressive mechanical properties under extreme conditions. Integrating SiC fibers into polymer matrices results in polymer matrix composites (PMCs) with improved tensile strength, stiffness, and wear resistance. The lightweight nature of PMCs makes them suitable for applications in the transportation industry, such as automotive body panels or aircraft interiors, where weight savings are critical without sacrificing performance. Non-composite applications of silicon carbide fibers primarily encompass heat-resistant fabrics, filtration systems, sealants/adhesives, and electronic devices that require materials with excellent thermal conductivity and resistance to wear and tear.
End-Use Industry: Proliferating demand for SiC fibers aerospace and defense industry to manufacture lightweight components
SiC fibers are extensively used in the aerospace and defense industry due to their superior properties, such as their lightweight nature, high strength-to-weight ratio and resistance to extreme temperatures. They primarily manufacture aircraft components, including engine parts, heat shields, and thermal insulation systems that require high-temperature stability. SiC fibers are used in electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs) for reinforcement materials used in powertrain systems and electronic components in the automotive and transportation industry. The chemical industry benefits from using SiC fibers due to their excellent resistance against harsh chemicals and corrosive environments at elevated temperatures. Applications in the chemical industry include filtration devices for aggressive chemicals, protective coatings on reactor vessels, or heat exchangers used under extreme temperature conditions during chemical processing operations. In the energy and power industry, SiC fibers are employed as reinforcement materials for high-temperature components, including heating elements in nuclear reactors and gas turbines. The use of SiC fibers helps improve performance, efficiency, and safety by enabling better thermal management and reducing weight.
Regional Insights
The Americas region represents a growing landscape for the SiC fibers market due to a robust aerospace industry and strong demand from power generation sectors. The United States has observed major investments in research initiatives, such as NASA's efforts to develop advanced ceramic matrix composites (CMCs) incorporating SiC fibers for aerospace applications. The European Union (EU), the Middle East, and Africa contribute significantly to the global demand for SiC fibers owing to the fostering of research partnerships involving manufacturers and academic institutions to enhance SiC fiber production techniques. The Horizon 2020 program supports innovative projects that produce cost-effective commercial-scale SiC continuous fibers with improved performance characteristics. The Middle East nations, including Saudi Arabia and UAE, are investing heavily in futuristic defense technologies that use advanced materials, including SiC fibers. In the Asia-Pacific region, the economies are adopting advanced technologies to fulfill the demand for wind energy generation and the aerospace sector. The emerging economies are actively investing in research and development of SiC fiber-based composites with supportive government initiative that promotes domestic production and aims to reduce import dependency by encouraging indigenous manufacturing industries.
FPNV Positioning Matrix
The FPNV Positioning Matrix is pivotal in evaluating the SiC Fibers Market. It offers a comprehensive assessment of vendors, examining key metrics related to Business Strategy and Product Satisfaction. This in-depth analysis empowers users to make well-informed decisions aligned with their requirements. Based on the evaluation, the vendors are then categorized into four distinct quadrants representing varying levels of success: Forefront (F), Pathfinder (P), Niche (N), or Vital (V).
Market Share Analysis
The Market Share Analysis is a comprehensive tool that provides an insightful and in-depth examination of the current state of vendors in the SiC Fibers Market. By meticulously comparing and analyzing vendor contributions in terms of overall revenue, customer base, and other key metrics, we can offer companies a greater understanding of their performance and the challenges they face when competing for market share. Additionally, this analysis provides valuable insights into the competitive nature of the sector, including factors such as accumulation, fragmentation dominance, and amalgamation traits observed over the base year period studied. With this expanded level of detail, vendors can make more informed decisions and devise effective strategies to gain a competitive edge in the market.
Key Company Profiles
The report delves into recent significant developments in the SiC Fibers Market, highlighting leading vendors and their innovative profiles. These include American Elements Corporation, Aremco Products Inc., BJS Ceramics GmbH, Calix Ceramic Solutions, LLC, COI Ceramics, Inc., Compagnie de Saint-Gobain S.A., Free Form Fibers LLC, General Electric Company, Haydale Graphene Industries plc, Infineon Technologies AG, MATECH, Microchip Technology Inc., Mitsubishi Chemical Group Corporation, National Aeronautics and Space Administration, National University of Defense Technology, Nippon Carbon Co., Ltd., Oceania Inc., Safran S.A., SGL Carbon SE, SICC Co., Ltd., SkySpring Nanomaterials, Inc., Specialty Materials, Inc., Suzhou Saifei Group Ltd., TISICS Ltd., Toshiba Corporation, UBE Corporation, Ultramet, Inc., and Wolfspeed, Inc..
Market Segmentation & Coverage
1. Market Penetration: It presents comprehensive information on the market provided by key players.
2. Market Development: It delves deep into lucrative emerging markets and analyzes the penetration across mature market segments.
3. Market Diversification: It provides detailed information on new product launches, untapped geographic regions, recent developments, and investments.
4. Competitive Assessment & Intelligence: It conducts an exhaustive assessment of market shares, strategies, products, certifications, regulatory approvals, patent landscape, and manufacturing capabilities of the leading players.
5. Product Development & Innovation: It offers intelligent insights on future technologies, R&D activities, and breakthrough product developments.
1. What is the market size and forecast of the SiC Fibers Market?
2. Which products, segments, applications, and areas should one consider investing in over the forecast period in the SiC Fibers Market?
3. What are the technology trends and regulatory frameworks in the SiC Fibers Market?
4. What is the market share of the leading vendors in the SiC Fibers Market?
5. Which modes and strategic moves are suitable for entering the SiC Fibers Market?