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1532987

圧電スマート材料市場 - 2024年～2029年までの予測

Piezoelectric Smart Materials Market - Forecasts from 2024 to 2029

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ページ情報
英文 147 Pages
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圧電スマート材料市場 - 2024年～2029年までの予測
出版日: 2024年07月11日
発行: Knowledge Sourcing Intelligence
ページ情報: 英文 147 Pages
納期: 即日から翌営業日
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  • 概要
  • 目次
概要

世界の圧電スマート材料市場は、予測期間中（2024年～2029年）にCAGR4.87％で成長すると予測されています。

圧電材料は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、逆に電気エネルギーを機械エネルギーに変換します。圧電材料には多くの用途があり、アクチュエーター（電圧を供給して動きを誘発する）、センサー（複数の加速度計など）、エネルギーハーベスターとして使用されます。ピエゾ材料は、バーベキューの着火装置やインクジェットプリンターのヘッド用アクチュエーターによく使われています。

これらの材料は、医療用イメージング、センサー、エネルギーハーベスティング、アクチュエーターなど、さまざまな用途に適したユニークな特徴を備えています。そのため、この分野は、携帯電話などのコンシューマーエレクトロニクスから、航空機、海軍ソナー、高速鉄道まで、幅広い用途で毎年約100億米ドル規模の巨大ビジネスに成長しています。チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）セラミックスのような従来の圧電セラミックスは、過去50年にわたって圧電材料市場を独占してきました。

スマート材料はその一部で、温度、応力、pHの磁場や電場、多くの化学的影響などの外部刺激にさらされると、この部品構成、色、構造、電気的特性、さらには機能の一部またはすべての特性を変化させることができます。この化合物は適応特性を有しており、周囲から何らかの刺激を受け取り、その反応に参加することができる現代材料のカテゴリーの一部です。これらの材料は、環境からの刺激を感知し、アクチュエーターで反応を引き起こすことができるため、「スマート」、「自己調整可能」、「反応性」とも表現されます。

スマート材料のもう一つのカテゴリーは、圧電スマート材料で、機械的エネルギーから電気エネルギーを生成したり、その逆を行うことができるため、多くの技術的応用に組み込まれています。これらの材料は、エネルギー収集、検出、刺激、生物医学研究などの分野で数多くの用途があります。圧電スマート材料に関する様々な調査は、材料開発、モデルとデバイスの特性評価、材料設計のための製造プロセスで構成されています。

世界の圧電スマート材料市場の促進要因：

  • 圧電スマート材料は、自動車の性能、快適性、効率を向上させるために、そのユニークな性質を利用して、様々な自動車用途に急速に使用されています。一般的な用途の一つはエネルギーハーベスティングであり、圧電材料は自動車の運転中に発生する機械的振動を電気エネルギーに変換します。PIBによると、2021年度から2022年度の主要な市場シェアは二輪車、モーター、乗用車です。市場シェアは、二輪車用モーターが77%、乗用車が18%です。

これに伴い、GTAI（ドイツ貿易投資庁）の発表によれば、2021年、ドイツメーカーの自動車生産台数は1,560万台を超えました。ドイツからは15社の自動車メーカーが進出し、世界75大Tier1サプライヤーの一角を占めています。2021年にドイツの製造業で組み立てられる乗用車は310万台以上、商用車は351万台以上であり、ドイツが欧州最大の自動車製造業であることを示しています。

同様に、「自動車ミッションプラン2026」も政府中心であり、国内市場向けのスクラップ政策や最近発表された新しい生産連動型インセンティブ政策も政府中心でした。インド・ブランド・エクイティ財団（IBEF）が収集した統計によると、インドで乗用車や商用車の製造を検討している組織は、2023会計年度には2,390万社に達します。

圧電アクチュエータは騒音制御にも使用され、車内の刺激音や振動を積極的に打ち消し、乗客の利便性を確保します。これらの技術革新は、自動車工学における圧電スマート材料の重要性を示しており、持続可能性と運転の楽しさの両方を向上させるのに役立っています。

  • 圧電スマート材料製品の採用は、イノベーションを促進し、様々な分野での利用を広げることで、市場の成長を加速させることができます。エネルギーハーベスティング、センシング、構造健全性モニタリングの進歩としばしば組み合わされることで、自動車、医療技術、コンシューマーエレクトロニクス、そして性能、信頼性、耐久性を追求する構造分野に応用が広がります。さらに、新製品のイノベーションは、効率的なデバイスを使用し、環境に害を与えることなく性能を向上させ、顧客のニーズを満たす次の製品を提供できるため、企業組織が市場シェアを獲得するのに役立ちます。最終的に、これらのイノベーションは、需要ポートフォリオの成長を刺激するだけでなく、競合や圧電スマート材料の普及を積極的に模索します。

世界の圧電スマート材料市場セグメント分析：

  • エンドユーザー産業に基づくと、建設セクターは最も急成長しているセグメントの一つです。

圧電スマート材料は、建物の性能と持続可能性を向上させる多目的な用途により、建設分野で人気を集めています。これらの材料は一般的にエネルギーハーベスティングに使用され、機械的振動を電気エネルギーに変換して建物内のセンサーや低エネルギーデバイスに電力を供給し、従来の電源への依存度を低下させます。さらに、構造物に設置された圧電センサーは、振動、ひずみ、応力を検出することにより、構造物の健全性をリアルタイムで監視することを可能にし、予防保全に役立ち、構造物の長期的な完全性を保証します。

建築物の建設が世界的に増加し続けているため、圧電スマート材料市場は大きく成長しています。2024年4月、米国国勢調査局と米国住宅都市開発省が発表した新築住宅建設データによると、総許可件数は144万件、総竣工件数は162万3,000件でした。

カナダ建設協会の数字によると、カナダの建設部門は毎年約1,510億米ドルの経済貢献をしており、これはカナダの国内総生産のおよそ7.4%に相当します。さらに、圧電アクチュエータは振動を減少させ、騒音を管理するのに役立ち、乗客の快適性と建物の安全性を向上させます。建設業界がエネルギー効率とスマートビルディングソリューションに重点を置く中、圧電スマート材料は、革新と持続可能な実践を通じて、これらの目標を達成する上で重要な役割を担っています。

  • アジア太平洋の圧電スマート材料市場は大きく成長すると予想されます。

中国、日本、インドなどの急成長している経済圏は、研究と製造において世界のリーダーとなっています。同地域の圧電スマート材料需要は、このような市場によって煽られると予想されます。圧電スマート材料は、自動車、センサー製品、タッチスクリーン、医療、通信技術に使用されています。圧電スマート材料市場を高率で牽引しているもう一つの成長要素はエレクトロニクス産業です。2023年、インドのエレクトロニクス産業は1,550億米ドルと推定され、地元メーカーが65%を占めるとInvest Indiaは述べています。また、上海市人民政府のデータによると、2023年の中国のコンシューマーエレクトロニクス小売売上高は3,050億米ドルで、成長率は4％でした。2024年には5％に上昇します。

このほか、中国は自動車販売と自動車生産で世界をリードしています。中国国内の自動車生産台数は、2025年には3,500万台を超えると予測されています。それとは別に、工業情報化部の情報によると、自動車の販売台数は過去最高水準に達し、2021年には2,600万台を超えると指摘されています。

さらに、建設産業はインド経済の8％近くを占め、2023年3月期の時点で1,260億米ドルを超えています。この重要な事業は、大規模なインフラ開発によって支えられており、インドの建設機械産業は年率30％という高い成長率を示しています。

包括的には、圧電スマート材料の振動からエネルギーを収集し、デバイスの効率を向上させる能力は、地域全体の技術革新と持続可能なイニシアチブを推進する上で、その重要性を強調しています。継続的なブレークスルーと強力な生産能力により、アジア太平洋は圧電スマート材料の世界の用途拡大と市場浸透において重要な役割を果たしています。

世界の圧電スマート材料市場の主要な発展：

  • 2021年4月、プロトタイプ規模で、2つの新しいデモンストレーションが作成および製造されました：Arkemaの圧電材料Piezotechを用いた衝撃センサー付きスマートラベルと、導電性トラックとエレクトロクロミックディスプレイを紙に直接印刷したスマート偽造防止ラベルです。両コンポーネントで検出されたデータは、携帯電話のアプリを使って簡単に見ることができます。一方、ライフサイクルアセスメント（LCA）とリサイクル研究により、これらの新しい手法の環境上の利点が証明されています。

世界の圧電スマート材料市場は以下のようにセグメント化され、分析されています：

タイプ別

  • セラミック
  • 複合材料
  • ポリマー

用途別

  • モーター
  • センサー
  • トランスデューサー
  • アクチュエーター
  • トランス
  • その他

エンドユーザー産業別

  • 建設
  • 自動車
  • エレクトロニクス
  • 農業
  • ヘルスケア
  • その他

地域別

  • 北米
  • 米国
  • カナダ
  • メキシコ
  • 南米
  • ブラジル
  • アルゼンチン
  • その他南米
  • 欧州
  • 英国
  • ドイツ
  • フランス
  • イタリア
  • スペイン
  • その他欧州
  • 中東・アフリカ
  • サウジアラビア
  • アラブ首長国連邦
  • その他中東・アフリカ
  • アジア太平洋
  • 中国
  • インド
  • 日本
  • 韓国
  • 台湾
  • タイ
  • インドネシア
  • その他アジア太平洋

目次

第1章 イントロダクション

  • 市場概要
  • 市場の定義
  • 調査範囲
  • 市場セグメンテーション
  • 通貨
  • 前提条件
  • 基準年と予測年のタイムライン
  • 利害利害関係者にとっての主要なメリット

第2章 調査手法

  • 調査デザイン
  • 調査プロセス

第3章 エグゼクティブサマリー

  • 主要な調査結果
  • アナリストビュー

第4章 市場力学

  • 市場促進要因
    • さまざまなエンドユーザー業界で採用が拡大
    • テクノロジーの進歩
  • 市場抑制要因
    • 初期コストが高い
    • パフォーマンスの制限
  • ポーターのファイブフォース分析
  • 業界バリューチェーン分析

第5章 世界の圧電スマート材料市場：タイプ別

  • イントロダクション
  • セラミック
  • 複合材料
  • ポリマー

第6章 世界の圧電スマート材料市場：用途別

  • イントロダクション
  • モーター
  • センサー
  • トランスデューサー
  • アクチュエータ
  • トランスフォーマー
  • その他

第7章 世界の圧電スマート材料市場：エンドユーザー産業別

  • イントロダクション
  • 建設
  • 自動車
  • エレクトロニクス
  • 農業
  • ヘルスケア
  • その他

第8章 世界の圧電スマート材料市場：地域別

  • 世界概要
  • 北米
    • 米国
    • カナダ
    • メキシコ
  • 南米
    • ブラジル
    • アルゼンチン
    • その他南米
  • 欧州
    • 英国
    • ドイツ
    • フランス
    • イタリア
    • スペイン
    • その他欧州地域
  • 中東・アフリカ
    • サウジアラビア
    • アラブ首長国連邦
    • その他中東・アフリカ
  • アジア太平洋
    • 中国
    • インド
    • 日本
    • 韓国
    • 台湾
    • タイ
    • インドネシア
    • その他アジア太平洋

第9章 競合環境と分析

  • 主要企業と戦略分析
  • 市場シェア分析
  • 合併、買収、合意、コラボレーション
  • 競合ダッシュボード

第10章 企業プロファイル

  • Smart Material Corp.
  • Arkema
  • APC International
  • CeramTec Industrial
  • CTS Corporation
  • Kyocera Global
  • Noliac
  • TDK Corporation
  • QorTek
  • He-Shuai
目次
Product Code: KSI061617006

The global piezoelectric smart materials market is anticipated to grow at a CAGR of 4.87% during the forecast period (2024-2029).

Piezoelectric materials transform electrical energy into mechanical energy and vice versa. They have many applications and may be used as actuators (supply a voltage to induce motion), sensors (such as multiple accelerometers), and energy harvesters since the charge created by motion can be collected and stored. Piezo materials are commonly used in barbecue igniters and actuators for inkjet printer heads.

These materials offer unique features that make them suitable for various applications, including medical imaging, sensors, energy harvesting, and actuators. The sector has, therefore, grown into a massive business worth approximately $10 billion every year, with applications ranging from consumer electrical devices like mobile phones to aircraft, naval sonar, and high-speed trains. Conventional piezoelectric ceramics, such as Lead Zirconate Titanate (PZT) ceramics, have been ruling the piezoelectric materials market for the last fifty years.

Smart materials, for their part, can alter part or the full properties of this component configuration, color, structure, electrical characteristics, and even functions when they are exposed to external stimuli like temperature, stress, magnetic and electric fields of pH, and many chemical effects. The compounds possess adaptive characteristics and are part of a category of modern materials that could receive some stimuli from their surrounding and participate in the response. These can also be described as "smart", "self-adjustable", or "reactive" since they can register the environment stimuli and evoke reactions at the actuators.

Another category of smart materials is piezoelectric smart materials, which are incorporated into many technological applications because they can generate electrical energy from mechanical energy or the other way around. These materials have numerous applications in fields such as energy collection, detection, stimulation, and biomedical research. Various surveys of piezoelectric smart materials consist of material developments, characterization of models and devices, and manufacturing processes for designing the material.

GLOBAL PIEZOELECTRIC SMART MATERIALS MARKET DRIVERS:

  • Piezoelectric smart materials are rapidly being used in a variety of automotive applications, making use of their unique qualities to improve vehicle performance, comfort, and efficiency. One common use is energy harvesting, in which piezoelectric materials transform mechanical vibrations produced during vehicle operation into electrical energy. As per the PIB, two-wheelers, motors, and passenger automobiles took the major market shares for the FY 2021-22. The market share was 77% for two-wheeler motors and 18% for passenger automobiles.

In line with this, in 2021, the production of automobiles by German manufacturers exceeded 15.6 million units as per the GTAI (Germany Trade & Invest). There were fifteen automotive companies from Germany, which form part of the 75 biggest tier-one suppliers worldwide. More than 3.1 million passenger cars and 3,51,000 units come from commercial automobiles assembled in Germany's manufacturing industries in 2021 to show that Germany is the largest automotive manufacturing industry in Europe.

Similarly, the Automotive Mission Plan 2026 was also government-centric, as were the scrappage policy for the domestic market and the recently issued new production-linked incentive policy. As per the statistics gathered from the India Brand Equity Foundation (IBEF), organizations considering car or vehicle manufacturing in India for both passengers and commercial cars or vehicles reached 23.90 million for the financial year 2023.

Piezoelectric actuators are also used for noise control, which actively helps cancel out irritating noises and vibrations inside a car to ensure its passengers' convenience. These innovations illustrate the importance of piezoelectric smart materials in vehicle engineering, helping to improve both sustainability and driving enjoyment.

  • The introduction of piezoelectric smart materials products can accelerate market growth by fostering innovation and broadening their use across several sectors. Frequently coupled with advances in energy harvesting, sensing, and structural health monitoring, the application spans automobiles, medical technology, consumer electronics, and the structure sector for performance, dependability, and durability. Further, new product innovations help business organizations gain market share because they can offer the next product that meets the needs of the customer, using efficient devices and boosting performances without any harm to the environment. Ultimately, these innovations stimulate the growth in the demands portfolio, as well as actively looking for competition and the popularization of piezoelectric smart materials.

GLOBAL PIEZOELECTRIC SMART MATERIALS MARKET SEGMENT ANALYSIS:

  • Based on the end-user industry, the construction sector is one of the fastest-growing segments.

Piezoelectric smart materials are gaining popularity in the construction sector due to their versatile uses that improve building performance and sustainability. These materials are generally used for energy harvesting, which involves turning mechanical vibrations into electrical energy that may power sensors and low-energy devices within buildings, decreasing reliance on traditional power sources. Furthermore, piezoelectric sensors installed in structures allow for real-time structural health monitoring by detecting vibrations, strains, and stresses, which aids in preventative maintenance and guarantees long-term structural integrity.

As the construction of buildings continues to grow worldwide, the piezoelectric smart materials market is growing extensively. In April 2024, the US Census Bureau and US Department of Housing and Urban Development provided new residential construction data, according to which the total number of permits issued was 1,440,000 and the total number of completions was 1,623,000.

According to the figures from the Canadian Construction Association, the nation's construction sector contributes approximately USD 151 billion to its economy every year, which is roughly 7.4% of Canada's gross domestic product. Furthermore, piezoelectric actuators help diminish vibrations and manage noise, which improves passenger comfort and building safety. As the construction industry focuses more on energy efficiency and smart building solutions, piezoelectric smart materials are positioned to play a crucial role in achieving these objectives through innovation and sustainable practices.

  • Asia Pacific's Piezoelectric smart materials market is anticipated to grow significantly.

Fast-growing economies such as China, Japan, and India have become world leaders in research and manufacturing. They are anticipated to fuel the demand for piezoelectric smart materials in the region. The piezoelectric smart materials are used in automotive and sensor products, touch screens, medical, and communication technologies. Another growing component that is driving the piezoelectric smart materials market at a higher rate is the electronics industry. In 2023, India's electronics sector was estimated at $155 billion, with local manufacturers accounting for 65%, as stated by Invest India. Moreover, according to the data of Shanghai Municipal People's Government, the retail sales of China's consumer electronics were at US$305 billion in 2023, with a 4% growth rate. In 2024, the rate rose to 5%.

Besides this, China is the global leader in automotive sales as well as the production of automobiles. Domestic automobile production is forecast to be over 35 million automobiles in 2025 in China. Apart from that, according to the information of the Ministry of Industry and Information Technology, it was noted that sales of automobiles reached a record level and exceeded 26 million automobiles in 2021.

Furthermore, the construction industry accounts for nearly 8% of the Indian economy, and as of the financial year ending in March 2023, it was valued at over USD 126 billion. This crucial business is backed up by massive infrastructural development that has placed the Indian construction equipment industry at a high annual growth rate of 30%.

Comprehensively, piezoelectric smart material's capacity to gather energy from vibrations and improve device efficiency highlights their significance in driving technological innovation and sustainability initiatives throughout the area. With continued breakthroughs and strong production capabilities, Asia Pacific plays an important role in growing the worldwide applications and market penetration of piezoelectric smart materials.

Global Piezoelectric Smart Materials Market Key Developments:

  • In April 2021, on a prototype scale, two novel demonstrators were created and produced: a smart label with an impact sensor made of Arkema's Piezotech piezoelectric material and a smart counterfeit-proof label with conductive tracks and electrochromic displays printed directly on paper. The data detected on both components may be easily viewed using a cell phone app. Meanwhile, life cycle assessments (LCAs) and recycling studies have proved the environmental benefits of these novel methods.

The global piezoelectric smart materials market is segmented and analyzed as follows:

By Type

  • Ceramic
  • Composites
  • Polymers

By Application

  • Motors
  • Sensors
  • Transducers
  • Actuators
  • Transformers
  • Others

By End-User Industry

  • Construction
  • Automotive
  • Electronics
  • Agriculture
  • Healthcare
  • Others

By Geography

  • North America
  • United States
  • Canada
  • Mexico
  • South America
  • Brazil
  • Argentina
  • Rest of South America
  • Europe
  • United Kingdom
  • Germany
  • France
  • Italy
  • Spain
  • Rest of Europe
  • Middle East and Africa
  • Saudi Arabia
  • United Arab Emirates
  • Rest of the Middle East and Africa
  • Asia-Pacific
  • China
  • India
  • Japan
  • South Korea
  • Taiwan
  • Thailand
  • Indonesia
  • Rest of Asia-Pacific

TABLE OF CONTENTS

1. INTRODUCTION

  • 1.1. Market Overview
  • 1.2. Market Definition
  • 1.3. Scope of the Study
  • 1.4. Market Segmentation
  • 1.5. Currency
  • 1.6. Assumptions
  • 1.7. Base and Forecast Years Timeline
  • 1.8. Key benefits for the stakeholders

2. RESEARCH METHODOLOGY

  • 2.1. Research Design
  • 2.2. Research Process

3. EXECUTIVE SUMMARY

  • 3.1. Key Findings
  • 3.2. Analyst View

4. MARKET DYNAMICS

  • 4.1. Market Drivers
    • 4.1.1. Growing Adoption in Various End-User Industries
    • 4.1.2. Advancements in Technology
  • 4.2. Market Restraints
    • 4.2.1. High Initial Cost
    • 4.2.2. Limitations in Performance
  • 4.3. Porter's Five Forces Analysis
    • 4.3.1. Bargaining Power of Suppliers
    • 4.3.2. Bargaining Power of Buyers
    • 4.3.3. The Threat of New Entrants
    • 4.3.4. Threat of Substitutes
    • 4.3.5. Competitive Rivalry in the Industry
  • 4.4. Industry Value Chain Analysis

5. GLOBAL PIEZOELECTRIC SMART MATERIALS MARKET BY TYPE

  • 5.1. Introduction
  • 5.2. Ceramic
  • 5.3. Composites
  • 5.4. Polymers

6. GLOBAL PIEZOELECTRIC SMART MATERIALS MARKET BY APPLICATION

  • 6.1. Introduction
  • 6.2. Motors
  • 6.3. Sensors
  • 6.4. Transducers
  • 6.5. Actuators
  • 6.6. Transformers
  • 6.7. Others

7. GLOBAL PIEZOELECTRIC SMART MATERIALS MARKET BY END-USER INDUSTRY

  • 7.1. Introduction
  • 7.2. Construction
  • 7.3. Automotive
  • 7.4. Electronics
  • 7.5. Agriculture
  • 7.6. Healthcare
  • 7.7. Others

8. GLOBAL PIEZOELECTRIC SMART MATERIALS MARKET BY GEOGRAPHY

  • 8.1. Global Overview
  • 8.2. North America
    • 8.2.1. United States
    • 8.2.2. Canada
    • 8.2.3. Mexico
  • 8.3. South America
    • 8.3.1. Brazil
    • 8.3.2. Argentina
    • 8.3.3. Rest of South America
  • 8.4. Europe
    • 8.4.1. United Kingdom
    • 8.4.2. Germany
    • 8.4.3. France
    • 8.4.4. Italy
    • 8.4.5. Spain
    • 8.4.6. Rest of Europe
  • 8.5. Middle East and Africa
    • 8.5.1. Saudi Arabia
    • 8.5.2. United Arab Emirates
    • 8.5.3. Rest of the Middle East and Africa
  • 8.6. Asia-Pacific
    • 8.6.1. China
    • 8.6.2. India
    • 8.6.3. Japan
    • 8.6.4. South Korea
    • 8.6.5. Taiwan
    • 8.6.6. Thailand
    • 8.6.7. Indonesia
    • 8.6.8. Rest of Asia-Pacific

9. COMPETITIVE ENVIRONMENT AND ANALYSIS

  • 9.1. Major Players and Strategy Analysis
  • 9.2. Market Share Analysis
  • 9.3. Mergers, Acquisitions, Agreements, and Collaborations
  • 9.4. Competitive Dashboard

10. COMPANY PROFILES

  • 10.1. Smart Material Corp.
  • 10.2. Arkema
  • 10.3. APC International
  • 10.4. CeramTec Industrial
  • 10.5. CTS Corporation
  • 10.6. Kyocera Global
  • 10.7. Noliac
  • 10.8. TDK Corporation
  • 10.9. QorTek
  • 10.10. He-Shuai