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市場調査レポート
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1687831

量子カスケードレーザー（QCL）：市場シェア分析、産業動向・統計、成長予測（2025年～2030年）

Quantum Cascade Lasers (QCL) - Market Share Analysis, Industry Trends & Statistics, Growth Forecasts (2025 - 2030)

出版日
ページ情報
英文 147 Pages
納期
2～3営業日
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量子カスケードレーザー（QCL）：市場シェア分析、産業動向・統計、成長予測（2025年～2030年）
出版日: 2025年03月18日
発行: Mordor Intelligence
ページ情報: 英文 147 Pages
納期: 2～3営業日
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概要

量子カスケードレーザー（QCL）市場規模は、2025年に4,336億4,000万米ドルと推定され、予測期間中（2025-2030年）のCAGRは4.4%で、2030年には5,378億1,000万米ドルに達すると予測されています。

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QCLの大きな利点の一つは、中赤外からテラヘルツ領域まで幅広い波長域をカバーできることです。この汎用性により、レーザー発光の精密な制御が可能となり、ガス検知、分子分光、さらには爆発物や薬物の検出など、さまざまな用途に適しています。QCLの波長帯域を調整する能力は、科学研究や実用的なアプリケーションに新たな可能性をもたらします。

主なハイライト

  • 量子カスケードレーザーは高出力を示し、高強度で集光されたビームを供給することができます。この特性により、QCLはLIDAR（Light Detection and Ranging：光検出と測距）のような長距離のリモートセンシング・アプリケーションに適しています。さらに、QCLの高出力は、様々な分光技術において効率的で正確な測定を可能にし、科学研究や産業応用における信頼性の高い結果を保証します。
  • 量子カスケードレーザー（QCL）は、そのユニークな特性により、精密医療活動において様々な用途があります。QCLは、電磁スペクトルの中赤外およびテラヘルツ領域で動作するコンパクトな半導体ベースのレーザーです。高分解能の分光、発光波長の精密な制御、高出力を提供します。量子カスケードレーザ（QCLs）市場は、世界の病院数の増加や医療現場での新技術の採用により、今後数年で大きく拡大すると見られています。
  • 量子カスケードレーザー（QCLs）は、軍事・防衛分野におけるガスセンシングや化学物質検出に広範な応用があります。中赤外域の発光範囲や高感度といったQCLのユニークな特性は、様々なガスや化学物質の識別や定量化に適しています。
  • SIPRIの報告書によると、北米の軍事費は2022年に9,000億米ドル以上に達します。同年の東アジアの軍事費はほぼ4,000億米ドルで、中欧と西欧の軍事費は3番目に高いです。これは市場成長を促進すると予想されます。
  • 量子カスケードレーザー（QCL）の高額な初期関連コストは、特定のQCL設計、製造プロセス、波長範囲、出力、所望の性能特性など様々な要因によって変化します。同時に、そのばらつきのために、QCLのアップフロントコストについて正確な数字を提示することは困難です。
  • QCLはその高周波能力により、ミリ波やテラヘルツ通信のような高度な無線通信システムの開発に採用することができます。これらのシステムは、超高速・大容量の無線データ転送を実現し、通信ネットワークの新たな可能性を開く可能性を秘めています。5Gの普及率の上昇に伴い、5Gスマートフォンの普及率も伸びており、調査対象市場の拡大を後押しすると推定されます。

量子カスケードレーザー（QCL）市場動向

産業用エンドユーザー産業が大きな市場シェアを占める

  • QCLは、その高出力と高輝度、広い波長範囲、長期安定性、高速パルス発生、コンパクト性、固体性、ガスセンシングの感度と選択性の向上により、産業用アプリケーションで広く使用されています。QCLは産業環境モニタリングに適しています。QCLは、その優れた感度、正確さ、選択性により、微量ガスや汚染物質の検出や分析に役立ちます。QCLベースのセンサーやシステムが、ガス検知、工業プロセス制御、排出ガス監視、大気質監視など、効率、コンプライアンス、環境持続可能性を改善できる分野には可能性があります。
  • QCLは工業地帯の空気質を監視します。QCLベースのセンサーは、微粒子ケース、オゾン、二酸化窒素、一酸化炭素、揮発性有機化合物を含む様々な大気汚染物質を検出し、計算することができます。これらのセンサーは、空気の質を調査し、汚染源を特定し、的を絞った緩和措置を実行するために使用できる、常時リアルタイムのデータを提供します。
  • インダストリー4.0の出現により、産業用モノのインターネット（IIoT）コンセプトに対する産業界やプロセスオートメーション業界の関心が高まっています。さらに、産業環境モニタリングの顕著な需要増加が、抽出量子カスケードレーザ市場の世界の盛り上がりにつながっています。さまざまな分野でインダストリー4.0が進行していることから、特に中国、インド、オーストラリア、韓国などの新興国ではプロセスオートメーション技術の採用が大幅に急増しています。
  • 世界のいくつかの地域で製造業が成長していることが、市場の成長を後押ししています。例えば、中国は、技術の進歩、インフラ開発、熟練労働者、政府の政策、イニシアチブにより、製造部門で著しい成長を遂げました。中国国家統計局によると、2023年の中国の工業生産は2022年と比較して約4.6%増加しました。
  • 様々な産業における自動化の増加は、工場環境における量子カスケードレーザの採用を増大させると予測されています。例えば、IFRの予測によると、2024年までに世界中の工場で稼働している産業用ロボットは51万8,000台に増加すると予測されています。設置台数が最も多い地域はオーストラリア/アジアで、2020年だけで推定26万6,000台が設置されました。2024年までに、アジア/オーストラリアにおける産業用ロボットの設置台数は37万台に達すると推定されています。また、IFRによると、産業用ロボットの出荷台数は今後数年間で大幅に増加し、世界全体で約45万3,000台が出荷された2022年のピークを上回ると予測されています。

大幅な成長が見込まれるアジア太平洋地域

  • 中国のヘルスケアと医療分野は、高度な診断と治療にますます焦点が当てられ、大きな成長を経験しています。QCLは、呼気分析、非侵襲的グルコースモニタリング、病気の検出とモニタリングのための分子分光法などの医療用途に使用されています。ヘルスケア分野の拡大に伴い、これらの分野でのQCLの需要は増加すると予想されます。
  • 中国では、食生活やライフスタイルの変化、急速な都市化、工業化により、心臓発作、脳卒中、冠動脈疾患、心不全などの心血管疾患の負担が増加しています。
  • 2023年5月、研究者らは中国の2,025病院のデータを用いて、大気汚染が不整脈のリスクを高めることを発見しました。この研究では、心房細動、心房粗動、早拍、上室性頻拍（心拍数が異常に速くなる心臓疾患）などの症候性不整脈の急性発症患者190,115人を対象としました。中国の322都市を対象とした大規模な調査では、大気汚染への暴露が不整脈のリスク上昇につながると判定されました。
  • 日本は「Society 5.0」に向けて急速に前進しており、この新しい超スマート社会における人間の発達の4大段階の第5章を紹介します。あらゆるものがIoT技術でつながり、あらゆる技術が統合され、生活の質が劇的に向上しています。
  • さらに、この戦略の対象となる主要部門は、製造業（7,780万米ドル）、インフラ（6億4,320万米ドル）、介護・医療（5,500万米ドル）、農業（6,620万米ドル）です。このような製造業の拡大は、調査した市場成長をさらに後押しします。
  • QCLの需要は、日本のICTセクターへの投資により、日本のICTセクターを促進する可能性が高いです。例えば、世界主要通信投資持株企業の一つであるソフトバンクは最近、2023年に北海道に大規模データセンターを建設する計画を発表しました。新設されるデータセンターは、4,000万～6,000万平方フィート（2億6,600万～4億米ドル）の容量が見込まれており、日本最大級のデータセンターになる見込みです。
  • 韓国政府は、半導体産業の研究開発や設備投資に関連する税制優遇措置を強化する意向を表明しました。この動きは、同分野の企業が2026年までに最低340兆ウォンを投資することを奨励することを目的としています。
  • さらに政府は、2022年までに半導体技術者養成センターを設立し、今後10年間で15万人以上の専門家を養成する計画です。これらの措置は、韓国企業が世界の非メモリ・チップ市場におけるシェアを2030年までに3%から10%に引き上げることを支援することを意図しています。このような取り組みは、業界の成長を促進し、オートメーションや制御システムにおけるQCLの大きな需要を生み出すと思われます。

量子カスケードレーザー（QCL）市場概要

量子カスケードレーザー市場は、世界企業や中小企業を含む多様な状況によって特徴付けられます。この市場の主要参入企業は、浜松ホトニクス株式会社、Thorlabs Inc.、Adtech Optics Inc.、Mirsense SAS、Leonardo Drs Inc.などです。これらの企業は、製品ラインを強化し、持続的な競争力を確保するために、パートナーシップの形成や買収などの戦略に取り組んでいます。

  • 2024年1月-ThorlabsとIRsweepは、開発した中赤外分光センシングプラットフォームを新しいアプリケーションに拡張するため、ライセンシングおよび技術移転契約（TTA）を締結。ThorlabsはIrsweepの特許取得済みQCLベースDFM-Comb分光装置を活用し、従来の広帯域スペクトルのパワーとチューナブルレーザースペクトラムの柔軟性を単一装置に統合した高性能センシングプラットフォームを構築します。この新しいツールにより、ソーラブズはガス検知、環境モニタリング、化学分析など様々な用途に強力なソリューションを提供できるようになります。
  • 2023年10月ブロックエンジニアリングは、次世代の小型量子カスケードレーザーを発表しました。この新しいQCLは、レーザー出力が6倍に向上し、熱的・時間的安定性が桁違いに向上し、独自のパルス設計機能で最小限の電子回路を実現するとしています。同社のsQCLはコンパクトなレーザーモジュールで、5.4～12.8ミクロンの範囲内で2～3ミクロンの波長範囲で調整できます。

その他の特典：

  • エクセル形式の市場予測（ME）シート
  • 3ヶ月のアナリストサポート

目次

第1章 イントロダクション

  • 調査の前提条件と市場定義
  • 調査範囲

第2章 調査手法

第3章 エグゼクティブサマリー

第4章 市場洞察

  • 市場概要
  • 業界の魅力度-ポーターのファイブフォース分析
    • 供給企業の交渉力
    • 買い手の交渉力
    • 新規参入業者の脅威
    • 代替品の脅威
    • 競争企業間の敵対関係
  • COVID-19の影響とその他のマクロ経済要因が市場に与える影響

第5章 市場力学

  • 市場促進要因
    • 医療活動における精密さへのニーズの高まり
    • 軍事・防衛分野におけるガス検知・化学物質検知アプリケーションの需要増加
  • 市場の課題
    • 先行投資コストの高さ

第6章 市場セグメンテーション

  • タイプ別
    • ファブリーペローレーザー
    • 分布帰還型レーザー
    • 波長可変外部共振器レーザー
  • 動作別
    • 常用波
    • パルス波
  • エンドユーザー産業別
    • 産業
    • 医療
    • 軍事・防衛
    • 通信
    • 飲食品
    • その他エンドユーザー産業
  • 地域別
    • 北米
      • 米国
      • カナダ
    • 欧州
      • 英国
      • ドイツ
      • フランス
    • アジア
      • 中国
      • 日本
      • 韓国
      • インド
    • オーストラリアとニュージーランド
    • ラテンアメリカ
    • 中東・アフリカ

第7章 競合情勢

  • ベンダーポジショニング分析
  • 企業プロファイル
    • Hamamatsu Photonics KK
    • Thorlabs Inc.
    • Adtech Optics Inc.
    • Mirsense SAS
    • Leonardo Drs Inc.
    • Nanoplus Nanosystems and Technologies GmbH
    • Inphenix Inc.
    • Alpes Lasers SA
    • Sacher Lasertechnik Gmbh
    • Block Engineering Inc.

第8章 投資分析

第9章 市場の将来

目次
Product Code: 66402

The Quantum Cascade Lasers Market size is estimated at USD 433.64 billion in 2025, and is expected to reach USD 537.81 billion by 2030, at a CAGR of 4.4% during the forecast period (2025-2030).

Quantum Cascade Lasers (QCL) - Market - IMG1

One of the significant advantages of QCLs is their ability to cover a wide range of wavelengths, from the mid-infrared to the terahertz region. This versatility allows precise control over the laser emission, making them suitable for various applications like gas sensing, molecular spectroscopy, and even detecting explosives and drugs. The ability to tune the wavelength range of QCLs opens new possibilities for scientific research and practical applications.

Key Highlights

  • Quantum cascade lasers exhibit high output power, enabling them to deliver intense and focused beams. This characteristic makes QCLs well-suited for long-range remote sensing applications, such as LIDAR (Light Detection and Ranging), where the laser beam needs to travel significant distances. In addition, the high output power of QCLs allows for efficient and accurate measurements in various spectroscopic techniques, ensuring reliable results in scientific research and industrial applications.
  • Quantum Cascade Lasers (QCLs) have various applications in precision medical activities due to their unique properties. QCLs are compact, semiconductor-based lasers operating in the mid-infrared and terahertz regions of the electromagnetic spectrum. They offer high-resolution spectroscopy, precise control of emission wavelengths, and high-power output. The Quantum Cascade Lasers (QCLs) laser market is expected to expand significantly over the coming years due to the rise in hospitals and the adoption of new technologies in medical settings worldwide.
  • Quantum Cascade Lasers (QCLs) have extensive applications in gas sensing and chemical detection in the military and defense sectors. The unique properties of QCLs, such as their mid-infrared emission range and high sensitivity, make them well-suited for identifying and quantifying various gases and chemicals.
  • According to a report by SIPRI, military expenditures in North America reached more than USD 900 billion in 2022. East Asia spent almost USD 400 billion that year, with Central and Western Europe spending the third highest. This is expected to propel market growth.
  • The high up-front associated costs of Quantum Cascade Lasers (QCLs) can vary depending on various factors, including the specific QCL design, manufacturing processes, wavelength range, power output, and desired performance characteristics. At the same time, it is challenging to provide an exact figure for the up-front costs of QCLs due to the variability.
  • With their high-frequency capabilities, QCLs can be employed in the development of advanced wireless communication systems, such as millimeter-wave and terahertz communication. These systems have the potential to provide ultra-fast, high-capacity wireless data transfer, opening up new possibilities for telecommunications networks. With the rising penetration of 5G, the penetration of 5G smartphones is also growing, which is estimated to rev the expansion of the studied market.

Quantum Cascade Lasers (QCL) Market Trends

Industrial End-User Industry to Hold Significant Market Share

  • QCLs are broadly used in industrial applications due to their high power and brightness, broad wavelength coverage, long-term stability, rapid pulse generation, compactness, solid-state nature, and increased sensitivity and selectivity for gas sensing. QCLs are suitable for industrial environmental monitoring. They help detect and analyze trace gases and pollutants due to their great sensitivity, preciseness, and selectivity. Possibilities exist in areas where QCL-based sensors and systems can improve efficiency, compliance, and environmental sustainability, such as gas sensing, industrial process control, emissions monitoring, and air quality monitoring.
  • QCLs monitor air quality in industrial zones. QCL-based sensors can detect and calculate a variety of air pollutants, including particulate case, ozone, nitrogen dioxide, carbon monoxide, and volatile organic compounds. These sensors give constant, real-time data that can be used to examine air quality, identify pollution sources, and perform targeted mitigation actions.
  • The emergence of Industry 4.0 has garnered widespread interest among industrialists and process automation industries in the industrial Internet of Things (IIoT) concept. Additionally, a notable rise in demand for industrial environmental monitoring has led to a global boost in the extractive quantum cascade lasers market. The ongoing trend of Industry 4.0 in different sectors has resulted in a considerable surge in the adoption of process automation technologies, especially in emerging economies like China, India, Australia, and South Korea.
  • The growing manufacturing sector in several regions globally is likely to aid the market's growth. For instance, China experienced significant growth in its manufacturing sector due to technological advancements, infrastructure development, skilled labor, government policies, and initiatives. According to the National Bureau of Statistics of China, China's industrial production increased by about 4.6% in 2023 compared to 2022.
  • The increase in automation in various industries is anticipated to augment the adoption of quantum cascade lasers in factory settings. For instance, according to the IFR forecasts, the global adoption is expected to increase to around 518,000 industrial robots operational across factories all around the globe by 2024. Australia/Asia was the region with the most installed units; an estimated 266,000 units were fitted in 2020 alone. It is estimated that by 2024, industrial robot installations in Asia/Australia will reach 370,000 units. Also, according to IFR, industrial robot shipments are projected to rise significantly in the coming years, surpassing the peak in 2022 when around 453,000 industrial robots were shipped globally.

Asia Pacific Expected to Witness Significant Growth

  • China's healthcare and medical sectors are experiencing significant growth, with an increasing focus on advanced diagnostics and treatment. QCLs are used in medical applications such as breath analysis, non-invasive glucose monitoring, and molecular spectroscopy for disease detection and monitoring. The demand for QCLs in these areas is expected to rise as the healthcare sector expands.
  • China has been facing an increasing burden of cardiovascular diseases, including heart attack, stroke, coronary artery disease, heart failure, and other conditions, due to dietary & lifestyle changes, rapid urbanization, and industrialization.
  • In May 2023, using data from 2,025 hospitals in China, researchers found that air pollution raises the risk of irregular heartbeat. The study included 190,115 patients with acute onset of symptomatic arrhythmia, including atrial fibrillation, atrial flutter, premature beat, and supraventricular tachycardia (a heart condition that causes abnormally fast heart rate). Exposure to air pollution was determined to be linked to an increased risk of irregular heartbeat in an extensive study of 322 Chinese cities.
  • Japan is rapidly moving toward "Society 5.0", thus introducing the fifth chapter to the four major stages of human development in this new ultra-smart society. All things are connected through IoT technology, and all technologies are getting integrated, dramatically improving the quality of life.
  • Moreover, key sectors coming under this strategy are manufacturing (USD 77.8 million), infrastructure (USD 643.2 million), nursing and medical (USD 55 million), and agriculture (USD 66.2 million). Such expansion in the manufacturing industry further propels the studied market growth.
  • The demand for QCLs is likely to propel the Japanese ICT sector owing to the country's investment in the ICT sector. For instance, SoftBank, one of the world's leading telecommunications investment holding companies, recently announced plans to build a large data center in the Japanese city of Hokkaido in 2023. The new data center, which is expected to have a capacity of 40 to 60 million square feet (USD 266 to 400 million), is expected to be one of the largest data centers in Japan.
  • The government of South Korea has declared its intention to augment tax incentives associated with research and development and facility investment in the semiconductor industry. This move aims to encourage companies in the sector to invest a minimum of KRW 340 trillion by 2026.
  • Furthermore, the government plans to establish a semiconductor engineer training center by 2022 to provide over 150,000 experts for the next decade. These measures are intended to assist South Korean companies in elevating their share in the global non-memory chip market from 3% to 10% by 2030. Such initiatives will drive the industry's growth and create significant demand for QCLs in automation and control systems.

Quantum Cascade Lasers (QCL) Market Overview

The quantum cascade laser market is characterized by its varied landscape, which includes global corporations and small and medium-sized businesses. Key participants in this market encompass Hamamatsu Photonics KK, Thorlabs Inc., Adtech Optics Inc., Mirsense SAS, and Leonardo Drs Inc. These companies are engaging in strategies like forming partnerships and pursuing acquisitions to bolster their product line and secure a lasting competitive edge.

  • January 2024 - Thorlabs and IRsweep entered a Licensing and Technology Transfer Agreement (TTA) to extend the Mid-IR spectral sensing platform developed into new applications. Thorlabs will take advantage of Irsweep's patented QCL-based DFM-Comb spectroscopy instruments to create a high-performance sensing platform that combines the power of conventional broadband spectrum with the flexibility of tunable laser spectrum into a single device. This new tool will allow Thorlabs to provide a powerful solution for various applications, such as gas detection, environmental monitoring, and chemical analysis.
  • October 2023 - Block Engineering released its next generation of compact quantum cascade lasers. The new QCLs claim to offer a six-fold increase in laser power, orders of magnitude better thermal and temporal stability, and minimal electronics with unique pulse design capabilities. The company's sQCL is a compact laser module that can be tuned across a 2-3 micron wavelength range within a more significant 5.4 to 12.8 micron span.

Additional Benefits:

  • The market estimate (ME) sheet in Excel format
  • 3 months of analyst support

TABLE OF CONTENTS

1 INTRODUCTION

  • 1.1 Study Assumptions and Market Definition
  • 1.2 Scope of the Study

2 RESEARCH METHODOLOGY

3 EXECUTIVE SUMMARY

4 MARKET INSIGHTS

  • 4.1 Market Overview
  • 4.2 Industry Attractiveness - Porters Five Forces Analysis
    • 4.2.1 Bargaining Power of Suppliers
    • 4.2.2 Bargaining Power of Buyers
    • 4.2.3 Threat of New Entrants
    • 4.2.4 Threat of Substitutes
    • 4.2.5 Intensity of Competitive Rivalry
  • 4.3 Impact of COVID-19 Aftereffects and Other Macroeconomic Factors on the Market

5 MARKET DYNAMICS

  • 5.1 Market Drivers
    • 5.1.1 Growing Need For Precision in the Medical Activities
    • 5.1.2 Increased Demand of Gas Sensing and Chemical Detection Applications in the Military and Defense
  • 5.2 Market Challenges
    • 5.2.1 High Up-front Associated Costs

6 MARKET SEGMENTATION

  • 6.1 By Type
    • 6.1.1 Fabry-Perot Lasers
    • 6.1.2 Distributed Feedback Lasers
    • 6.1.3 Tunable External Cavity Lasers
  • 6.2 By Operation
    • 6.2.1 Continuous Wave
    • 6.2.2 Pulsed Wave
  • 6.3 By End-user Industry
    • 6.3.1 Industrial
    • 6.3.2 Medical
    • 6.3.3 Military and Defense
    • 6.3.4 Telecommunication
    • 6.3.5 Food and Beverage
    • 6.3.6 Other End-user Industries
  • 6.4 By Geography
    • 6.4.1 North America
      • 6.4.1.1 United States
      • 6.4.1.2 Canada
    • 6.4.2 Europe
      • 6.4.2.1 United Kingdom
      • 6.4.2.2 Germany
      • 6.4.2.3 France
    • 6.4.3 Asia
      • 6.4.3.1 China
      • 6.4.3.2 Japan
      • 6.4.3.3 South Korea
      • 6.4.3.4 India
    • 6.4.4 Australia and New Zealand
    • 6.4.5 Latin America
    • 6.4.6 Middle East and Africa

7 COMPETITIVE LANDSCAPE

  • 7.1 Vendor Positioning Analysis
  • 7.2 Company Profiles
    • 7.2.1 Hamamatsu Photonics KK
    • 7.2.2 Thorlabs Inc.
    • 7.2.3 Adtech Optics Inc.
    • 7.2.4 Mirsense SAS
    • 7.2.5 Leonardo Drs Inc.
    • 7.2.6 Nanoplus Nanosystems and Technologies GmbH
    • 7.2.7 Inphenix Inc.
    • 7.2.8 Alpes Lasers SA
    • 7.2.9 Sacher Lasertechnik Gmbh
    • 7.2.10 Block Engineering Inc.

8 INVESTMENT ANALYSIS

9 FUTURE OF THE MARKET