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市場調査レポート
商品コード
1755937
トポロジカル絶縁体の2032年までの市場予測: タイプ別、材料タイプ別、フォームファクター別、研究開発別、用途別、エンドユーザー別、地域別の世界分析Topological Insulators Market Forecasts to 2032 - Global Analysis By Type, Material Type, Form Factor, Research and Development, Application, End User and By Geography |
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カスタマイズ可能
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トポロジカル絶縁体の2032年までの市場予測: タイプ別、材料タイプ別、フォームファクター別、研究開発別、用途別、エンドユーザー別、地域別の世界分析 |
出版日: 2025年06月06日
発行: Stratistics Market Research Consulting
ページ情報: 英文 200+ Pages
納期: 2~3営業日
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Stratistics MRCによると、トポロジカル絶縁体の世界市場は2025年に73億8,000万米ドルを占め、2032年には、CAGR 10.0%で143億8,000万米ドルに達すると予測されています。
トポロジカル絶縁体は、内部では絶縁体として機能しながら、その縁や表面に沿って電流を流すことができるユニークなタイプの材料です。この特異な特性は、時間反転対称性によって遮蔽された材料のトポロジカル秩序に起因します。トポロジカル絶縁体の表面状態は非常に弾力性があり、不純物や乱れに影響されず、従来型導体とは対照的にスピン運動量ロッキング(電子のスピンがその運動に正比例するという考え方)を示します。
米国エネルギー省(Office of Science)によると、DOEエネルギーフロンティア研究センターであるCATS(Center for the Advancement of Topological Semimetals)は2022年9月、「トポロジカル材料の特性の発見、理解、操作」を目的とした4年間のプログラムに対し、1,260万米ドルの資金提供を受け、スピントロニクス、センシング、ITアプリケーションへの応用が期待されています。
高まる省エネエレクトロニクスへの関心
電子機器のエネルギー消費に対する懸念が世界中に広がる中、放熱せずに表面で電気を通すトポロジカル絶縁体(TI)の人気が高まっています。サステイナブルエレクトロニクスに不可欠な2つの目標である発熱と電力浪費を抑えた回路の実現は、保護されたエッジ状態から生じるこの特性によって可能になります。さらに、より小型で効率的な民生用電子機器製品、モノのインターネット機器、モバイルコンピューティングの動向に伴い、TIを使用したデバイスは、より低い電圧で機能し、コンパクトな構成で性能を維持することができます。
拡大性と材料合成の複雑さ
要求される純度、安定性、構造的完全性を備えた高品質のトポロジカル絶縁体(TI)材料の製造は、多くの研究にもかかわらず依然として困難です。トポロジカルな表面状態を維持するために、多くのTIは超高真空や厳密な温度制御といった厳しい環境条件を必要とします。さらに、現在のところ、品質を犠牲にすることなく、ラボスケールのサンプルからウエハスケールや工業グレードの量に生産をスケールアップすることは、コストがかかり、課題となっています。このため、スピントロニクスは産業で広く採用されず、大規模な商用デバイスへの組み込みも制限されています。
スピントロニクス装置の開発
急速に拡大しているスピントロニクスのセグメントは、電荷の代わりに電子のスピンを利用して情報を保存・転送することを目指しています。TIはスピンの運動量を固定できるため、磁場や大きな電力負荷を必要とせず、スピン流の効率的な生成と操作が可能です。ロジックデバイス、スピン・バルブ、スピントランスファー・トルクメモリ(STT-MRAM)にとって、これは完璧なものです。さらに、より高速で不揮発性のメモリーや論理回路の必要性が高まるにつれて、次世代の低エネルギーで超高速のコンピューティングがTIによって駆動される可能性もあります。
他の材料との強力な競合
トポロジカル絶縁体は、すでに商業的エコシステムの一部となっており、製造が容易で、よりよく理解されている他の最先端材料との激しい競争にさらされています。グラフェン、窒化ガリウム(GaN)、ペロブスカイト、二硫化モリブデン(MoS2)といった材料は、エレクトロニクス、量子コンピューティング、エネルギーハーベスティングの関連用途として活発に開発されています。さらに、これらの材料は、高い導電性、柔軟性、低電力動作など、重複する利点を提供しています。この競合によって、TIは市場からの関心を失い、投資や研究開発の焦点を失う可能性があります。
世界のサプライチェーンの混乱、ラボの閉鎖、必要でない研究からの資金再配分により、COVID-19の大流行はトポロジカルインシュレーション市場にさまざまな影響を及ぼし、主に市場拡大が鈍化しました。特に実験的合成やデバイス製造のセグメントでは、多くの大学や共同研究開発プロジェクトに遅れが生じました。しかし、パンデミック後の回復は、サステイナブルエレクトロニクス、量子科学、戦略的材料への新たな投資に支えられた強固な次世代技術が中心となるため、市場は活気を取り戻すと予想されます。
予測期間中、テルル化ビスマス(Bi2Te3)セグメントが最大になる見込み
テルル化ビスマス(Bi2Te3)セグメントは、広く入手可能で、確立された特性を持ち、トポロジカルと熱電研究において広く使用されているため、予測期間中最大の市場シェアを占めると予想されます。最も研究されている3Dトポロジカル絶縁体の1つであるBi3Te3は、強力なスピン運動量ロックと優れた表面伝導性を持ち、スピントロニクスデバイス、低電力エレクトロニクス、量子コンピューティングコンポーネントに最適です。Bi3Te3は室温動作が可能で、従来型半導体処理方法と互換性があるため、研究者やデバイスメーカーから支持されています。
予測期間中にCAGRが最も高くなると予測される共同研究セグメント
国立ラボ、産業、学術機関の間でリソースの共有と学際的なイノベーションへの注目が高まっているため、予測期間中、共同研究イニシアチブセグメントが最も高い成長率を示すと予測されています。量子物理学、材料科学、工学の専門知識を統合することで、これらのイニシアチブは、基礎的な発見を実用的なアプリケーションに迅速に変換することを促進します。政府が支援するイニシアチブと世界のパートナーシップは、特に先端材料と量子技術のセグメントにおいて、共同研究のためのインフラと資金調達を加速させています。さらに、共同研究は標準化を促進し、重複作業を減らし、パイロット生産を容易にするため、スケーラブルで応用指向のTI進歩を支える原動力となっています。
予測期間中、アジア太平洋が最大の市場シェアを占めると予想されます。これは、先端エレクトロニクスと量子コンピューティングセグメントへの多額の投資、研究活動の活発化、急速な産業化による。中国、日本、韓国、インドは、エレクトロニクス製造業の成長、政府の支援施策、技術革新の重視により、重要な貢献をしています。同地域では、半導体、エネルギー効率の高いデバイス、スピントロニクスへの応用が拡大しており、権威ある研究機関の存在も市場拡大をさらに後押ししています。さらに、トポロジカル絶縁体におけるアジア太平洋市場の優位性は、産学連携の進展と次世代コンピューティング技術への需要によって後押しされています。
予測期間中、北米地域が最も高いCAGRを示すと予測されます。主要技術企業、最先端の研究施設、スピントロニクスと量子材料研究のための多額の資金提供などが、この地域の利点です。トポロジカル絶縁体は、特に米国とカナダで次世代コンピューティング技術の開発に多額の投資が行われている結果、需要が高まっています。さらに、政府機関、民間企業、学術機関の連携が技術革新を後押ししており、北米は市場拡大にとって極めて重要な地域となっています。
Note: Tables for North America, Europe, APAC, South America, and Middle East & Africa Regions are also represented in the same manner as above.
According to Stratistics MRC, the Global Topological Insulators Market is accounted for $7.38 billion in 2025 and is expected to reach $14.38 billion by 2032 growing at a CAGR of 10.0% during the forecast period. Topological insulators are a unique type of material that, while functioning as insulators internally, permits current to flow along their edges or surfaces. This peculiar characteristic results from the topological order of the material, which is shielded by time-reversal symmetry. The surface states of topological insulators are very resilient, impervious to impurities and disorder, and show spin-momentum locking-the idea that an electron's spin is directly proportional to its motion-in contrast to conventional conductors.
According to the U.S. Department of Energy (Office of Science), the Center for the Advancement of Topological Semimetals (CATS)-a dedicated DOE Energy Frontier Research Center-received $12.6 million in funding in September 2022 for a four year program aimed at "discovering, understanding, and manipulating the properties of topological materials," highlighting their promise for spintronics, sensing, and IT applications.
Growing interest in energy-saving electronics
Topological insulators (TIs), which conduct electricity on the surface without dissipating, are becoming more and more popular as concerns over electronic device energy consumption spread around the world. The creation of circuits with reduced heat generation and power waste-two essential objectives for sustainable electronics-is made possible by this property, which results from protected edge states. Moreover, in line with the trend toward smaller, more efficient consumer electronics, Internet of Things devices, and mobile computing, devices that use TIs can function at lower voltages and maintain performance under compact configurations.
Complexity of scalability and material synthesis
High-quality topological insulator (TI) materials with the required purity, stability, and structural integrity are still difficult to produce despite much research. To preserve their topological surface states, many TIs need rigorous environmental conditions, like extremely high vacuum and exact temperature control. Additionally, it is currently costly and challenging to scale up production from lab-scale samples to wafer-scale or industrial-grade volumes without sacrificing quality. This prevents them from being widely adopted in industry and restricts their incorporation into large-scale commercial devices.
Developments in spintronic equipment
The rapidly expanding field of spintronics aims to store and transfer information by using electrons' spin instead of their charge. Because of their ability to lock spin momentum, TIs allow for the efficient generation and manipulation of spin currents without the need for magnetic fields or significant power loads. For logic devices, spin valves, and spin-transfer torque memory (STT-MRAM), this makes them perfect. Furthermore, the next generation of low-energy and ultra-fast computing could be powered by TIs as the need for faster, non-volatile memory and logic circuits grows.
Strong competition from other materials
Topological insulators are up against fierce competition from other cutting-edge materials that are already a part of commercial ecosystems, easier to fabricate, and better understood. Materials like graphene, gallium nitride (GaN), perovskites, and molybdenum disulfide (MoS2) are being actively developed for related applications in electronics, quantum computing, and energy harvesting. Moreover, these materials offer overlapping advantages, such as high conductivity, flexibility, and low power operation. This competition might cause TIs to lose market interest, investment, and R&D focus.
Due to global supply chain disruptions, lab closures, and funding reallocation away from non-essential research, the COVID-19 pandemic had a mixed effect on the topological insulations market, mainly slowing down expansion. There were delays in many university-based and cooperative R&D projects, especially in the areas of experimental synthesis and device fabrication. However, the market is anticipated to pick up steam as the post-pandemic recovery centers on robust, next-generation technologies, bolstered by fresh investments in sustainable electronics, quantum science, and strategic materials.
The bismuth telluride (Bi2Te3) segment is expected to be the largest during the forecast period
The bismuth telluride (Bi2Te3) segment is expected to account for the largest market share during the forecast period because it is widely accessible, has well-established properties, and is widely used in topological and thermoelectric research. One of the most researched 3D topological insulators, Bi3Te3 has strong spin-momentum locking and good surface conductivity, making it perfect for spintronic devices, low-power electronics, and quantum computing components. Researchers and device manufacturers favor it because of its room temperature operation and compatibility with traditional semiconductor processing methods.
The collaborative research initiatives segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Over the forecast period, the collaborative research initiatives segment is predicted to witness the highest growth rate because of the increased focus on resource sharing and interdisciplinary innovation among national labs, industry participants, and academic institutions. Through the integration of quantum physics, materials science, and engineering expertise, these initiatives facilitate the expedited conversion of fundamental discoveries into practical applications. Government-supported initiatives and global partnerships are speeding up infrastructure and funding for collaborative research, especially in the fields of advanced materials and quantum technology. Moreover, collaborative efforts are the engine behind scalable, application-oriented TI advancements because they also promote standardization, reduce duplication of effort, and ease pilot production.
During the forecast period, the Asia Pacific region is expected to hold the largest market share, driven by significant investments in the fields of advanced electronics and quantum computing, as well as by growing research activities and fast industrialization. China, Japan, South Korea, and India are important contributors because of their growing electronics manufacturing industries, supportive government policies, and strong emphasis on innovation. The region's growing applications in semiconductors, energy-efficient devices, and spintronics, along with the presence of prestigious research institutes, further drive market expansion. Additionally, the Asia-Pacific market dominance in topological insulators is fueled by growing industry-academia collaborations and the demand for next-generation computing technologies.
Over the forecast period, the North America region is anticipated to exhibit the highest CAGR. Leading technology companies, cutting-edge research facilities, and substantial funding for spintronics and quantum materials research are all advantages for the area. Topological insulators are in high demand as a result of significant investments being made in the development of next-generation computing technologies, particularly in the United States and Canada. Furthermore, partnerships among government organizations, private businesses, and academic institutions encourage innovation, making North America a crucial area for market expansion.
Key players in the market
Some of the key players in Topological Insulators Market include IBM Corporation, SixCarbon Technology Inc, Toshiba Corporation, American Elements Inc, Sion Power Corporation, Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (TCI), Biotage AB, Quantum Materials Corp, Samsung Electronics, NexGen Power Systems Inc, 2D Semiconductors Inc, SPINTEC, HQ Graphene, Argonne National Laboratory and MKNano.
In May 2025, Samsung Electronics announced that it has signed an agreement to acquire all shares of FlaktGroup, a leading global HVAC solutions provider, for €1.5 billion from European investment firm Triton. With the global applied HVAC market experiencing rapid growth, the acquisition reinforces Samsung's commitment to expanding and strengthening its HVAC business.
In April 2025, IBM and Tokyo Electron (TEL) announced an extension of their agreement for the joint research and development of advanced semiconductor technologies. The new 5-year agreement will focus on the continued advancement of technology for next-generation semiconductor nodes and architectures to power the age of generative AI.
In October 2024, Toshiba Corporation has agreed with Kawasaki Tsurumi Rinko Bus Co., Ltd. (Rinko Bus) and Drive Electro Technology Co., Ltd. (Drive Electro Technology) to jointly study a demonstration project*1 to confirm the effectiveness of a super-rapid charging battery powered by a pantograph.