バイオ製造におけるAI：市場シェア分析、業界動向と統計、成長予測（2026年～2031年）
AI In Biomanufacturing - Market Share Analysis, Industry Trends & Statistics, Growth Forecasts (2026 - 2031)
- 発行日
- ページ情報
- 英文 140 Pages
- 納期
- 2～3営業日
- 商品コード
- 2063936
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Mordor Intelligenceによると、バイオ製造におけるAI市場の規模は2025年に224億米ドルと評価され、2026年の251億3,000万米ドルから2031年までに446億8,000万米ドルに達すると予測されており、予測期間（2026～2031年）におけるCAGRは12.20％となる見込みです。
本レポートは、AI技術（機械学習、自然言語処理、コンピュータビジョン、デジタルツイン、その他）、提供形態（ソフトウェア、ハードウェア、サービス）、用途（プロセス最適化、品質管理、その他）、導入形態（クラウド型、オンプレミス型、ハイブリッド型）、エンドユーザー（製薬・バイオ医薬品産業、その他）、地域（北米、欧州、アジア太平洋、中東・アフリカ、南米）ごとに分類されています。市場予測は金額（米ドル）ベースで提示されています。
世界のバイオ製造におけるAI市場の動向と洞察
バイオ医薬品とバイオシミラーの需要がAI投資の優先順位を再構築
バイオ製造産業は、バイオ医薬品、バイオシミラー、高度治療法に対する需要の高まりに対応しています。これらの製品には、より高いプロセス感度、複雑なスケールアップ手法、より厳格な品質基準が求められ、継続的なプロセスインテリジェンスの必要性を高めています。メーカー各社は、労働効率を維持しつつ、バッチ間のばらつき、より厳しいリリーススケジュール、施設間のプロセス移転といった課題に取り組んでいます。さらに、バイオ医薬品の特許満了により、バイオシミラーメーカーは初期段階からコスト効率と高収率の実現を迫られています。この変化に伴い、細胞培養制御、充填包装プロセス、品質予測に焦点を当てたAIアプリケーションが普及しており、メーカーが社内に大規模なチームを構築することなくAIソリューションを求める中、サービスベースでの導入が増加しています。
バイオプロセスデータの急増が生産グレードのAIを可能に
豊富で頻繁に収集され、相互に関連付けられたプロセスデータの利用が可能になったことで、バイオ製造におけるAIの導入が加速しています。高度なプラットフォームは現在、多数のプロセス属性をモニタリングし、従来型方法に比べてはるかに高いデータ密度を生成することで、リアルタイムの品質評価を可能にし、オフライン検査による遅延を削減しています。早期導入企業は、後発企業が容易に再現できない独自のプロセス履歴をモデルトレーニングに活用することで、競争上の優位性を獲得しています。機械学習の進歩により、培養条件が最適化され、複雑な製造環境における意思決定が改善されています。市場は、アルゴリズムの高度化に加え、高品質で転用可能なデータセットの保有によって、ますます形作られつつあります。
セグメント化したデータインフラが導入の主要障壁
バイオ製造施設では、プロセス開発、製造、品質管理システム間で互換性のない形態でデータが生成されることに起因する課題に直面しています。長年にわたる機器の個別購入の結果、機器間の連携が図られておらず、メタデータに一貫性がなく、部門横断的なモデルを学習させるためのコンテキストが不十分となっています。これにより、チームはAIの使用事例を検証するよりも記録の整合に多くの時間を費やすことになり、導入が遅れています。さらに、命名規則、センサデータ、ワークフローの違いにより、ある拠点で学習されたモデルが他の拠点では期待通りの性能を発揮しないことがよくあります。その結果、デジタル化が進んだ拠点はより速く進展する一方で、レガシーな拠点はパイロット段階にとどまり、企業のスケールアップが遅れ、ROIの実現までの期間が長引いています。
セグメント分析
2025年、バイオ製造におけるAI市場において、機械学習と深層学習は34.55%のシェアを占め、バイオプロセシングにおける制御、予測、最適化の中核技術としての地位を確立しました。その優位性は、プロセスモニタリング、予知保全、品質予測への応用、特に収率や不純物の動向といった構造化されたデータや定義された変数が存在するセグメントでの活用に起因しています。機械学習は、工場の再設計を必要とせずに測定可能な価値を生み出す実用的な入り口を提供しており、教師あり学習やハイブリッドアプローチが最大の予算を集めています。コンピュータビジョンは、目視検査、容器の完全性チェック、設備モニタリングを自動化できる能力に牽引され、2031年までCAGR13.23%で成長すると予測されています。この技術は視覚データを実用的な知見に変換し、無菌環境におけるコンプライアンスと効率性を向上させます。
2025年には、ソフトウェアが市場の62.45％を占め、プラットフォーム、分析、アプリケーションを既存のインフラと統合する役割を反映しています。製造業者は、LIMSや品質ワークフローなどのシステムを連携させつつ、段階的な導入を可能にする点から、ソフトウェアを好んで採用しました。この柔軟性により、企業は多額のハードウェア投資を行うことなく、使用事例をテストすることができました。サービスは、購入者がライセンスよりも成果を重視する傾向が強まるにつれ、2031年までCAGR14.15%で成長すると予想されています。サービスは、プロセスマッピング、モデル検証、コンプライアンスといった重要なニーズに対応しており、規制環境下でAIツールを運用するために不可欠なものとなっています。
地域別分析
2025年、北米はバイオ製造におけるAI市場シェアの39.67%を占め、地域別では最大の貢献地域となりました。同地域は、製薬企業の本社、専門メーカー、CDMO、デジタルインフラプロバイダが高度に集中しているという利点があります。バイオ医薬品製造における先行者優位性により、多くの拠点ではすでにAI導入に必要なデータ履歴と自動化基盤が整っています。FDAによる規制の明確化は、資本の確保、規制当局との連携、データの成熟度を調和させ、北米の地位をさらに強固なものとしています。
欧州は、確立されたバイオ医薬品生産能力と強固な規制・産業基盤を兼ね備え、バイオ製造におけるAI市場において極めて重要な役割を果たしています。ドイツ、英国、フランス、スイスなどの国々は、広範な製造ネットワークと高度品質管理システムを駆使し、地域の活動を牽引しています。
アジア太平洋は、2031年までの年間平均成長率（CAGR）が15.45％と予測されており、最も急速に成長する地域セグメントとなると考えられます。同地域の急速な成長は、生産能力の拡大、支援的な施策、デジタル技術の進歩によって後押しされています。バイオ製造に対する中国の戦略的重点と、プロセス設計と高度製造における日本の共同の取り組みは、AI主導のイノベーションとインフラ開発における同地域の潜在力をさらに高めています。
その他の特典
- エクセル形態の市場予測（ME）シート
- 3ヶ月間のアナリストサポート
よくあるご質問
目次
第1章 イントロダクション
- 調査の前提条件と市場の定義
- 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 市場情勢
- 市場概要
- 市場促進要因
- バイオ医薬品、バイオシミラー、高度治療法が需要の増加とプロセスの複雑化を牽引している
- バイオ医薬品製造産業は売上原価（COGS）の削減圧力に直面している
- バイオ医薬品産業がインダストリー4.0とスマートマニュファクチャリングの原則を取り入れる
- バイオプロセスデータの急増がAIモデルの学習と最適化を後押し
- 細胞・遺伝子治療パイプラインの急増により、AIを活用したスケールアップソリューションが求められている
- プロセス分析技術（PAT）と品質設計（QbD）に対する規制当局の重視
- 市場抑制要因
- セグメント化・サイロ化されたバイオプロセスデータインフラがAI導入の妨げとなっている
- 従来型GMP環境は、多額の初期投資コストと統合の複雑さに直面している
- バイオプロセス工学とAI/MLの専門知識における人材不足
- 規制とコンプライアンスに関する不確実性
- バリュー・サプライチェーン分析
- 規制情勢
- 技術展望
- ポーターのファイブフォース分析
第5章 市場規模と成長予測
- AI技術別
- 機械学習（ML）とディープラーニング
- 自然言語処理（NLP）
- コンピュータビジョン
- デジタルツインとシミュレーションAI
- 強化学習
- 生成AI
- その他のAI技術（フェデレーテッドラーニング、物理情報型ニューラルネットワーク、ハイブリッドAI）
- 提供形態別
- ソフトウェア
- ハードウェア
- サービス
- 用途別
- プロセスの最適化と制御
- 品質管理と保証
- 予知保全
- 創薬・開発支援
- 製造実行と自動化
- サプライチェーンの最適化と需要予測
- 規制遵守と文書化
- その他
- 導入形態別
- クラウド型
- オンプレミス型
- ハイブリッド型
- エンドユーザー別
- 製薬・バイオ医薬品企業
- 受託開発・製造機関（CDMO/CMO）
- バイオテクノロジー企業
- 学術研究機関
- 飲食品メーカー
- その他
- 地域別
- 北米
- 米国
- カナダ
- メキシコ
- 欧州
- ドイツ
- 英国
- フランス
- イタリア
- スペイン
- その他の欧州諸国
- アジア太平洋
- 中国
- インド
- 日本
- 韓国
- オーストラリア
- その他のアジア太平洋諸国
- 中東・アフリカ
- GCC
- 南アフリカ
- その他の中東・アフリカの諸国
- 南米
- ブラジル
- アルゼンチン
- その他の南米
- 北米
第6章 競合情勢
- 市場集中度
- 市場シェア分析
- 企業プロファイル
- ABB Ltd.
- Aizon Inc.
- Aspen Technology Inc.
- Benchling Inc.
- BioXcelerate Ltd.
- Culture Biosciences Inc.
- Danaher Corporation（Cytiva）
- Dassault Systemes SE（BIOVIA）
- DataHow AG
- Emerson Electric Co.
- Ginkgo Bioworks Holdings Inc.
- Honeywell International Inc.
- IBM Corporation
- Insilico Medicine
- Invert Inc.
- Lonza Group AG
- Merck KGaA（MilliporeSigma）
- Microsoft Corporation（Azure Life Sciences）
- NVIDIA Corporation
- Recursion Pharmaceuticals
- Sartorius AG
- Siemens AG
- Synthace Ltd.
- TetraScience Inc.
- Thermo Fisher Scientific Inc.
第7章 市場機会と将来の展望
- 発行日
- 発行
- Mordor Intelligence
- ページ情報
- 英文 140 Pages
- 納期
- 2～3営業日
