令和元年度安全保障貿易管理対策事業
（新興技術の研究開発基盤調査）
調査報告書
令和2年 3月
株式会社三菱ケミカルリサーチ
経済産業省貿易経済協力局貿易管理部
安全保障貿易管理政策課技術調査室
報告書目次
1. 本調査事業の概要
2. 注目した研究領域・テーマと関連する計測・分析機器 2-Ⅰ. 研究領域・テーマの選定
2-Ⅱ. 蓄電池 全固体電池
2-Ⅲ. パワー半導体 酸化ガリウム基板 2-Ⅳ. 高性能繊維 PAN系炭素繊維 2-Ⅴ. バイオイメージング
3. 重要とされる計測・分析機器の市場動向 3-Ⅰ. 重要とされる計測・分析機器
3-Ⅱ. 走査型プローブ顕微鏡(SPM) 3-Ⅲ. 電子顕微鏡
3-Ⅲ-1. 透過型電子顕微鏡(TEM)
3-Ⅲ-2. 低温透過型電子顕微鏡(CryoTEM) 3-Ⅳ. 表面科学分析装置
3-Ⅳ-1. 二次イオン質量分析(SIMS) 4. まとめ
参考資料
A. 計測・分析機器の市場俯瞰
B. 代表的な計測・分析機器の市場動向 B-1. クロマトグラフィー
B-2. 質量分析 B-3. 原子分光 B-4. 分子分光 B-5. 表面分析
B-6. ライフサイエンス関連 B-7. ラボオートメーション関連
2
1. 本調査事業の概要
•
先端計測分析技術・機器は、世界最先端の独創的な研究開発成果の創出を支える共通的な基盤であるとともに、その研究開発の成果がノーベ ル賞の受賞につながることも多く、科学技術の進展に不可欠なキーテクノロジーである•
本調査では、研究開発を支える計測・分析機器等について、研究用途ごとに必要とされる計測・分析機器や当該研究用途に対して必要なスペッ ク、市場プレイヤー、市場動向等について調査した•
本調査で利用した市場調査レポートは以下のとおりStrategic Directions International社
The 2019 Global Assessment Report: The Analytical & Life Science Instrumentation Industry The Analytical & Life Science Instrument Market in China
3
2. 注目した研究領域・テーマと関連する計測・分析機器 2-I. 研究領域・テーマの選定
4
•
気候変動問題の深刻化が指摘される中での更なる省エネルギーの推進や超高齢社会の到来に対応する新しい医薬品や健康・医療技術の実現 等、技術革新を通じた持続可能な経済成長と社会的課題の解決が求められている•
本調査では、上記の課題解決の鍵とされる高機能な部素材、新しい医薬品や健康・医療技術の実現に向けた研究開発を支える計測・分析機 器について調査を行った•
具体的に注目した研究領域・テーマは次のとおり–
省エネルギーの推進に必要とされる以下の部素材の開発に重要な役割を果たしている計測・分析機器•
蓄電池 全固体電池•
パワー半導体 酸化ガリウム基板•
高性能繊維PAN系炭素繊維
–
新しい医薬品や健康・医療技術の実現に向けて重要な役割を果たしている計測・分析技術•
バイオイメージング2. 注目した研究領域・テーマと関連する計測・分析機器 2-Ⅱ. 蓄電池 全固体電池
• 研究の背景とその重要性 –
背景•
気候変動問題の深刻化や新興国の経済成長による資源 獲得競争が顕著となりつつある。蓄電池は今後、市場拡大 が想定される成長産業であり、国内企業が市場競争力を 有した製品・サービスを他国に先駆けて開発し、外需を獲得 することで貿易収支の改善に寄与していくことが期待される–
市場•
蓄電池市場は順調に拡大しており、リチウムイオン電池(LIB)の世界市場規模は2019年に約4.8兆円に達したと
見込まれている。今後、民生用、車載用、電力貯蔵用等の 各用途でプラス成長が見込まれ、2023年には約2倍の8.8 兆円規模にまで成長するとの予測がある1)•
次世代LIBとして期待されている全固体LIBは現在研究開 発段階であるが、2020年代前半の実用化が期待されてい る。実用化後は急速に市場が成長し2035年には2.7兆円 規模にまで成長するとの予測がある2)電気自動車用蓄電池の技術シフトの想定3)
5
–
技術開発•
全固体LIBは、固体電解質の電気化学安定性が液系LIB の有機電解液よりも格段に高く、高電位の電極活物質を適 用してセルの高エネルギー密度化が図れる。全固体LIBの2000年～2016年における累積の特許出願件数は日本
が最も多く(全体の約5割)、研究開発で他国をリードしてい る。しかしながら、他国も日本をキャッチアップするための研究 開発を精力的に推進している•
有識者ヒアリングにより、特に電極活物質と固体電解質の 界面情報を評価する手法が重要であることが示唆された。•
空気を排除した環境での実験と計測が必須であり、この環 境を実現する装置が必要である1)：電気新聞 2020年2月10日
2)：電子デバイス産業新聞 2019年11月14日
3)：新エネルギー・産業技術総合開発機構 ニュースリリース(2018年6月15日)より
全固体リチウムイオン電池の構造3)
2. 注目した研究領域・テーマと関連する計測・分析機器 2-Ⅱ. 蓄電池 全固体電池
6
• 技術開発のポイント
–
電極活物質と固体電解質の界面でのLiイオン伝導性の向上• Liイオン伝導材料の探索
•
界面のLiイオン伝導性を上げる手法の探索–
緩衝層の開発•
電極活物質と固体電解質の間における緩衝層の設計• Liイオンの拘束力をバランスさせる –
全固体電池の高出力化•
現行LIBを超える出力の達成•
低コスト化も可能とする技術• 主に用いる装置
– Liイオン伝導性の評価
• Liの同位体を用いたLiイオンの移動・拡散現象の評価
• SIMSを用いたLi同位体の分析 –
界面の評価•
活物質と電解質界面で生じている現象の評価• SPMやXPS装置を用いたナノスケールでの界面の分析 –
空間スケールの評価•
活物質や電解質の構造及び界面の状態の観察• TEMやSEM、共焦点顕微鏡を用いた観察
–
有識者ヒアリングにより、固体電解質の開発では表面科学分析装 置が重要であり、特にTEMやSIMSが界面情報の評価には重要で あることが分かった–
全固体電池の研究開発では、空気中での取り扱いが難しい物質を 扱うため、大気を除いた環境下で実験や計測・分析ができる環境が 重要である計測・分析機器
検討に用いる機器
活物 質開 発
固体 電解 質
電池 構造
・性 能解 析
重要 な機 器 主要 な機 器 クロマトグラフィー
Analytical HPLC
Gas Chromatography GC
Ion Chromatography
質量分析
四極子LC/MS
質量分析器（GC/MS） GC/MS
TOF LC/MS Ion Trap & FT/MS MALDI-TOF
原子分光 XRF
XRD XRD
ICP-OES OES
ICP-MS
Elemental Analyzers
分子分光 NMR
UV/Vis Spectroscopy Infrared Spectroscopy Near IR Spectroscopy
Raman Spectroscopy Raman
Density, Refractometry & Polarimetry
Ellipsometry Ellipsometry
表面分析
Optical Microscopy
Electron Microscopy TEM
Confocal & Advanced Microscope Confocal
Scanning Probe Microscopy SPM/AFM
Surface Analyzer SIMS,XPS
材料特性評価
Physical Testing Particle Characterization
Thermal Analyzer TG/MS
Rheometry & Viscometry ラボオートメーション
関連
Lab Robotics
Bioinformatics & Cheminformatics LIMS, ELN/LES, & SDMS
2. 注目した研究領域・テーマと関連する計測・分析機器 2-Ⅲ. パワー半導体 酸化ガリウム基板
• 研究の背景とその重要性 –
背景•
発電から消費に至る電力フローにおいて、電力利用効率 向上の手段としてパワー半導体デバイスは、電力変換やAC/DC変換、周波数制御などで大きな役割を果たしてい
る。さらにハイブリッド自動車や電気自動車など自動車の電 動化にもパワー半導体が必要とされている•
現在は、パワー半導体デバイスの材料として主にSi(シリコ ン)が使用されているが、電力損失がSiの1/100以下、数kVの高耐圧性など、パワー半導体として極めて優れた性
能を有した化合物半導体であるSiC(炭化珪素)やGaN(窒化ガリウム)が実用化されつつある
•
さらにはGa2O
3(酸化ガリウム)等の新材料についても実用
化に向けて研究開発が進められている。特に、Ga2O
3はSiCやGaNよりも更に大きなバンドギャップを持つ半導体で
あり、高耐圧パワー半導体として期待されている–
市場•
次世代パワー半導体の世界市場が2030年には6,900 億円にまで拡大し、次世代パワー半導体で先行するSiC 半導体が4,230億円、GaN半導体が1,085億円まで成 長するとの予測がある1)•
さらに次々世代と位置付けられるGa2O
3系半導体の市場 が1,542億円とGaN系半導体を超えるとの予想がある2)–
技術開発•
日本ではGa2O
3の研究が2010年頃に始まり、世界に先駆け て安定相のβ型単結晶と準安定相のα型薄膜の製造技術が ノベルクリスタルテクノロジー社とFLOSFIA社によってそれぞれ 構築されつつある•
欧米もGa2O
3のパワー半導体の開発に力を入れつつあり、技 術開発競争が活発化しているパワーエレクトロニクス用半導体の適用領域3)
1)：鉄鋼新聞 2019年6月7日
7
2)：日刊産業新聞 2019年6月7日
3)：経済産業省 電気機器性能の向上に向けた次世代パワーエレクトロニクス技術開発事業 平成31年度予算説明資料より
•
技術開発のポイント–
パワー半導体用途には結晶欠陥の少ない高品質なGa2O
3単結晶が 必要である•
安定相のβ型単結晶は1,800℃付近に融点を持ち融液から のバルク結晶の成長が可能である•
このバルク結晶成長法の一つであるEDG(Edge-defined-growth)法でのβ型のGa
2O
3が実用化されている– EDG法で成長した結晶中の欠陥
•
成長初期に導入される双晶が残りやすいとされている1)–
単結晶ウェハ上にさらにエピタキシャル層を成膜し、半導体素子を製造する
–
ウェハ中の結晶欠陥密度がエピタキシャル薄膜中の欠陥密度に影響 するため、欠陥密度の低減が重要とされている•
主に用いる計測・分析機器–
評価項目として結晶構造解析が重要•
結晶品質の分析：XRD•
双晶境界面の観察：XRD、偏光顕微鏡•
結晶中の不純物分析：グロー放電質量分析(GDMS)•
不純物元素の濃度測定：二次イオン質量分析(SIMS)•
結晶欠陥や転位点観察：透過型電子顕微鏡(TEM)•
有功ドナー濃度測定：電気化学的静電容量プロファイラ(ECVPro)
2. 注目した研究領域・テーマと関連する計測・分析機器 2-Ⅲ. パワー半導体 酸化ガリウム基板
8
計測・分析機器
検討に用いる機器
結晶 品質 分析
不純 物分 析
結晶 欠陥 分析
平滑 性測 定
重要 な機 器 主要 な機 器
質量分析 Magnetic Sector GDMS
原子分光 XRD XRD
分子分光
UV/Vis Spectroscopy
Infrared Spectroscopy FT-IR
Near IR Spectroscopy Raman Spectroscopy Fluorescence & Luminescence
表面分析
Optical Microscopy
Electron Microscopy TEM
Confocal & Advanced Microscope
Scanning Probe Microscopy AFM
Surface Analyzer SIMS
EDG法による単結晶成長法
双晶の原子配列の模式図1)：JST 低炭素社会戦略センター 酸化ガリウムの新規ワイドギャップ半導体としての電子デバイス応用へ向けた技術開発課題 平成31年1月
2. 注目した研究領域・テーマと関連する計測・分析機器 2-Ⅳ. 高性能繊維 PAN系炭素繊維
–
技術開発• PAN系炭素繊維は、大阪工業試験所でポリアクリロニトリル
繊維を用いたPAN系炭素繊維の製造方法が発明されたこ とに端を発する•
従来のレーヨン繊維から製造した炭素繊維に比べ、PAN系 炭素繊維は品質面、性能面で優れており、欧米が日本より 先にPAN系炭素繊維の可能性に着目し、研究開発に取り 組んだ•
日本企業もPAN系炭素繊維の研究開発に取り組み、耐 炎化反応の制御や、繊維内の微小な欠陥を制御するなど により、炭素繊維の引張強度を向上させてきた•
従来技術ではミクロンレベルであった炭素繊維の欠陥サイズ は、技術革新により現在ではナノレベルの欠陥を制御するま でに至っている•
また炭素繊維とマトリックス樹脂との界面の制御や、複合材 料としての性能向上などに世界各国が取り組んでいる•
有識者ヒアリングにより、繊維中の結晶構造やナノスケールの 欠陥を解析する技術が重要であることが示唆された炭素繊維と炭素繊維の力学的性能別分類2)
1)：日刊工業新聞 2019年3月14日
9
2)：炭素繊維協会 ホームページより
• 研究の背景とその重要性 –
背景• PAN系炭素繊維は、軽くて強いという優れた特性から、自
動車等の運輸車両の軽量化を図ることができるということで 省エネルギーや二酸化炭素排出削減に大きく貢献できる素 材として期待されている•
これまでPAN系炭素繊維の世界市場は日本企業が約7割 を占めるという寡占状態であったが、近年では航空機を中心 とした需要のけん引を受け、欧米の既存のPAN系炭素繊維 メーカー各社が炭素繊維製造プラントの増設を発表している•
さらに中国では政府主導によりPAN系炭素繊維製造技術 の開発に注力しており、既に汎用炭素繊維レベルまでの生 産能力はあるといわれている–
市場• PAN系炭素繊維は、主に熱硬化性樹脂複合材料として加
工されて、航空機、風力発電ブレード、自動車、スポーツ・レ ジャー用途などに用いられている•
風力発電ブレードは、5MW~10MWクラスの大型風力発 電設備ではブレードの軽量化が求められており、炭素繊維 複合材料の採用が有力視されている•
自動車用途では、内燃機関の燃費や電気自動車の航続 距離向上のために車体の軽量化が求められており、炭素繊 維複合材料の採用が始まっている• PAN系炭素繊維複合材料の市場が2030年には3兆
5,800億円まで成長するとの予想がある
1)2. 注目した研究領域・テーマと関連する計測・分析機器 2-Ⅳ. 高性能繊維 PAN系炭素繊維
• 技術開発のポイント
–
炭素繊維の理論弾性率は1,020GPaといわれており、市販のPAN系炭素繊維では500GPa前後の製品が開発されている –
理論強度は黒鉛の結晶強度から180GPaとされているが、市販のPAN系炭素繊維の最高強度は7GPaであり、理論値の4%に 満たない
–
炭素繊維の強度は繊維中の微小な欠陥によって決まるといわれ ており、この欠陥の発生要因の解明とその除去技術が必要とされ ている–
炭素繊維の強度を更に高めるためには、ナノレベルの構造解析 技術が必要とされている• 主に用いる計測・分析機器 –
ナノレベルの構造解析•
グラファイト構造の解析：XRD、TEM•
欠陥の観察：TEM、SEM–
繊維表面の解析•
表面官能基：XPS、Raman分光•
表面微細構造：SPM、Confocal–
有識者ヒアリングにより、結晶構造の解析やナノスケールの欠陥にXRDやTEMを用いた観察が重要であることが分かった
–
有識者ヒアリングにより、繊維中の結晶構造やナノスケールの欠陥を 解析する技術が重要であることが示唆された10
計測・分析機器
検討に用いる機器
モノ マー 合成
重合
・紡 糸
耐炎 化・ 炭素 化
表面 処理
重要 な機 器 主要 な機 器
クロマトグラフィー
Analytical HPLC HPCL
Gas Chromatography GC
Preparative HPLC
Ion Chromatography IC
Supercritical Fluid Chromatography
質量分析
四極子LC/MS
質量分析器（GC/MS） GC/MS
TOF LC/MS TOF MS
Ion Trap & FT/MS
MALDI-TOF MALDI-TOF
Magnetic Sector
原子分光 XRF
XRD XRD
ICP-OES ICP-MS AA Spectroscopy Elemental Analyzers
分子分光
NMR NMR
UV/Vis Spectroscopy UV/Vis
Infrared Spectroscopy FT-IR
Near IR Spectroscopy
Raman Spectroscopy Raman
Fluorescence & Luminescence Density, Refractometry & Polarimetry Ellipsometry
表面分析
Optical Microscopy
Electron Microscopy TEM,SEM
Confocal & Advanced Microscope Confocal
Scanning Probe Microscopy SPM
Surface Analyzer SIMS, XPS
材料特性評価
Physical Testing Thermal Analyzer Calorimetry
Rheometry & Viscometry
2. 注目した研究領域・テーマと関連する計測・分析機器 2-Ⅴ. バイオイメージング
• 研究の背景とその重要性 –
背景•
バイオイメージングは非侵襲的あるいは低侵襲的な手法で 生体組織を可視化する技術であり、生命の機能や活動を 主に画像情報から読み解く基盤技術である• X線を使ったレントゲンのほか、核磁気共鳴イメージング (MRI)、ポジトロン断層法(PET)、超音波イメージング(US)、
光音響イメージング(PAI)、蛍光物質を使った蛍光分子トモ グラフィ(FMT)など様々な手法がある。さらに抗体やナノ粒子 を用いた新しいイメージング技術も研究されており、医療や 生化学分野での活用が進んでいる
•
さらに、細胞内での生体分子群の相互作用ネットワークの動 態やそれを駆動する生体分子の構造変化、脳の膨大で複 雑な神経回路網による情報伝達処理の様子など、生命活 動の基本となる領域を可視化する技術が求められている•
バイオイメージングは生命科学分野の基礎研究への貢献に 加え、疾患メカニズムの解明、病理診断や治療効果の確認 など医学や臨床検査分野において重要な役割を果たしてい る•
医薬品や医療技術の開発において、バイオイメージングは不 可欠の技術であり、革新的かつ国際競争力のある医療技 術を創出する上でバイオイメージング技術は重要である–
市場•
バイオイメージングは、既に医療分野では病理診断の現場 で活用されている•
動物や生体細胞を用いたバイオイメージング技術は、医薬 品開発の前臨床試験段階での動物実験で用いられている•
また生物学/医学分野では、生体内の代謝や腫瘍、成長・老化などの生体反応の基礎的な研究に用いられている
–
技術開発•
従来の電子顕微鏡や光学顕微鏡、各種分光技術を用い た生体組織イメージング技術の高度化に加え、生体分子を 計測するイメージング技術の開発が始まっている•
イメージングマススペクトロメトリーでは、質量分析法にサンプ ルの位置情報を組み合わせて取得し、イメージングマススペク トルとして、生体分子や薬剤分子の位置情報や構造情報 を取得する技術開発が始まっている•
原子間力顕微鏡(AFM)を用いて、AFMの探針に生体分 子と相互作用する分子を修飾し、生体分子との相互作用 力を解析して、標的とする分子をマッピングする技術開発も 進んでいる•
バイオイメージングに必要な顕微鏡やイメージング素子など日 本が世界的に大きなシェアを持つ技術や、蛍光プローブなど 日本発の研究成果もあり、これらを総合した新しいバイオイ メージング技術の創出が重要である11
バイオイメージングの一例1)1)：科学技術振興機構 プレスリリース 平成30年7月9日
2. 注目した研究領域・テーマと関連する計測・分析機器 2-Ⅴ. バイオイメージング
• 技術開発のポイント
–
バイオイメージング研究に必要な計測・情報技術•
生体や生体分子のマッピング技術の構築には、ハードウェア の開発だけではなく、大量の実験とそこで得られる膨大な データを解析する必要がある•
このため、ラボオートメーション技術やデータベース構築やイン フォマティクス技術の適用など、幅広い計測・分析技術が必 要とされている•
有識者ヒアリングにより創薬分野を始めライフサイエンス関連 の研究開発では、生体内でのタンパク質の相互作用を観察 できるCryoTEMの活用が広がっていることが示唆された• 主に用いる計測・分析機器 –
標識剤の開発•
タンパク質や低分子有機化合物の設計・合成手法を用いる•
標識タンパク質の合成：ライフサイエンス関連機器•
標識有機化合物の合成：クロマトグラフィー、質量分析など•
標識剤の評価：長時間・微小光検出器、分光装置–
光学・分光イメージング•
微小光イメージング：赤外、近赤外、ラマン分光や蛍光寿 命測定–
表面分析イメージング•
一分子観察：CryoTEM•
金属標識剤観察：SIMS、AFM–
有識者ヒアリングにより、医薬品・バイオ分野の研究開発には、ライ フサイエンス関連の計測・分析機器だけではなく、微量成分や一 分子計測の技術が重要であり、CryoTEMやSIMSなど表面科学 分析装置を用いた観察や分析が重要であることが分かった12
計測・分析機器
検討に用いる機器
標識 剤の 開発
分光 イメ ージ ング
表面 分析 イメ ージ ング
重要 な機 器 主要 な機 器
クロマトグラフィー
Analytical HPLC UHPLC
Gas Chromatography GC
Ion Chromatography IC
Flash Chromatography Flash
Supercritical Fluid Chromatography Analytical
質量分析
質量分析器（GC/MS） GC/MS
TOF LC/MS Q-TOF LC/MS
MALDI-TOF
Magnetic Sector Isotope Ratio
原子分光 XRF Thickness
XRD
分子分光
NMR Imaging
UV/Vis Spectroscopy UV/Vis
Infrared Spectroscopy Microscope
Near IR Spectroscopy FT-NIR
Raman Spectroscopy Microscope
Fluorescence & Luminescence Lifetime
表面分析
Optical Microscopy Digital
Electron Microscopy CryoTEM, TEM
Confocal & Advanced Microscope Super-resolution
Scanning Probe Microscopy AFM, SPM
Surface Analyzer SIMS
ライフサイエンス関連
Microarrays
In Vivo Animal Imaging CT, PET, MRI
High-Content Analysis ラボオートメーション
関連
Liquid Handling Microplate Readers Lab Robotics
3. 重要とされる計測・分析機器の市場動向 3-Ⅰ. 重要とされる計測・分析機器
• 注目される研究領域・テーマで重要とされる計測・分析機器
–
「2.注目した研究領域・テーマと関連する計測・分析機器」で着目した研究領域・テーマで主に用いられる計測・分析機器を一覧表にまとめ た–
材料系の研究領域・テーマでは、クロマトグラフィー、質量分析、原子分光、表面分析関連の計測・分析機器を必要としていた–
バイオイメージングの研究では、ライフサイエンス関連機器に加え、表面分析関連の計測・分析機器を必要としていた–
調査テーマに共通して表面分析の計測・分析機器が強く必要とされ、特にSPMと高性能TEM及びSIMSが重要度が高いと位置付けられた–
この重要度が高いと位置付けられた三つの計測・分析機器について、市場情報と日系企業の競争力について調査を行った13
クロマト グラ フィ ー
質量 分析
原子 分光
分子 分光
表面 分析
材料 特性 評価
ライ フサ イエ ンス 関連
ラボ オー トメ ーシ ョン 関連
全固体電池
GC,IC GC/MS XRD,XPS IR, Elips Raman, TEM,SPM, SIMS Thermal, Particle LIMS, Info
酸化ガリウム基板
GDMS XRD IR,NIR TEM, SIMS
LIMS, Info
PAN系炭素繊維 HPLC,GC, IC GC/MS, MALDI XRD NMR,IR, UV/Vis, Raman
TEM,SPM, Conf MS,
XPS
Phys Test,
Thermal LIMS,
Info
バイオイメージング
SFC ToF-MS ICP-MS, ITMS
FL&LM, Raman, NIR
CryoTEM, SIMS, Conf MS
PCR,NAP, AI, HCA
Liq Hnd, MPR, Lab Robot
機器の重要度
■
高■
■
低3. 重要とされる計測・分析機器の市場動向 3-Ⅱ. 走査形プローブ顕微鏡(SPM)
• 原理
–
走査形プローブ顕微鏡(Scanning Probe Microscope :SPM)は、試料と探針間に流れるトンネル電流を検出し微小な
探針(プローブ)で試料表面を走査することでサンプルの微細な 構造を見る–
探針と試料間に働く原子間力を検出して表面形状を測定する 原子間力顕微鏡(AFM)や、探針先端と試料表面の相互作 用により、様々な物性を同時に測定する多機能な測定モード が開発されている• 主な用途
–
金属、半導体、高分子・有機薄膜、セラミックなどの表面形状 観察–
シリコンウェハー、化合物半導体、ガラス基板、薄膜などの粗さ 測定–
個々の細胞や動的な生物学的プロセスのイメージングなど• 用途別分類
–
基礎研究では、材料研究や生物学的な領域で用いられて いる–
産業用途では、半導体の特性評価や欠陥解析、品質保 証・管理にも用いられている• 代表的な用途 –
表面の特性評価–
磁気特性–
電気的特性評価–
生物学的測定基礎研究
39%
応用研究
19%
手法開発
8%
品質保証・管理
21%
分析サービス
8%
その他
5%
1)：日本分析機器工業会 機器分析の手引き(2016)より
14
2)：The 2019 Global Assessment Report: The Analytical & Life Science Instrumentation Industryより
SPMの構成例
1)SPMの装置例
2)(2018年)
3. 重要とされる計測・分析機器の市場動向 3-Ⅱ. 走査形プローブ顕微鏡(SPM)
• 地域別販売額シェア
–
欧州がSPMの需要が最も高い地域で、今後もトップ市場であり続けると予測されている–
米国及びカナダの需要はヨーロッパとほぼ同程度–
中国は最も急速に成長している地域で、引き続きハイテクの研究と教育に多額の投資を行っており、その後5年間で減速の兆候は見られない–
日本は、世界のSPM市場でかなりのシェアを保有しているものの、成長の鈍化が予想される–
その他のアジア太平洋地域も、韓国や台湾などの国々が経済的に進歩し続けており、SPM市場も大幅に成長する• ベンダー別シェア
–
ドイツA社は、SPM市場をリードし続けており、2018年7月にAFMの開発者であるドイツX社を買収することで、更に市場シェアを増やした–
イギリスB社は2018年に新しいAFM製品を発売して、もう一つの主要会社として生き残った–
ロシアC社は2018年のロシアの会社ブランド再生・構造改革策がもたらした内部問題により、かなりの販売減少となった–
日系D社、日系E社、ドイツF社と韓国H社は、SPM市場で、それぞれ中位のシェアであった15
米国27%
日本
21%
欧州
29%
中国
7%
その他
16%
377
百万ドル (2018)
出典：SDi Global Assessment Report 2019 The Laboratory Analytical & Life Science Instrumentation IndustryよりMCRが作成
アフターマーケット・サービス含む市場規模
A社(独) 28%
B社(英) 11%
C社(露) D社(日) 9%
8%
E社(日) 5%
F社(独) 5%
G社(独) 4%
H社(韓) 4%
その他
26%
(2018年)
ベンダー別シェア
■
米国系企業■
日系企業■
欧州系企業■
ロシア系企業■
韓国系企業3. 重要とされる計測・分析機器の市場動向 3-Ⅲ. 電子顕微鏡
• 原理
–
電子顕微鏡(Electron Microscopy)は加速された電子ビー ムをサンプルに照射することで、そこから発生する様々な信号を 用いて、表面構造の観察や組成の分析などを行う装置である–
電子の量子力学的波長は可視光よりも桁違いに短く、光学顕微鏡の拡大限界をはるかに超えることができる
–
走査電子顕微鏡(SEM)は、表面から走査されるビームからの 後方散乱電子と、サンプルから放出される二次電子を使用して 画像を構築する–
透過型電子顕微鏡(TEM)は、イメージングに透過型電子を使 用する• 主な用途
–
電子顕微鏡は非常に用途が広く、そのため多くの産業分野や 研究室で幅広く利用されている–
特に半導体及びナノテクノロジーが最大の産業セグメントである• 用途別分類
–
基礎研究や応用研究が用途の半分程度を占めており、材 料開発の基本ツールとなっている–
産業分野では半導体産業での品質保証・管理に加え、自 動車や航空宇宙用部品の検査にも用いられている• 代表的な用途 –
材料の特性評価–
構造生物学–
欠陥/故障解析–
計測基礎研究
29%
応用研究 手法開発
20%
4%
品質保証・管理
25%
分析サービス
17%
その他
5%
1)：日本分析機器工業会 機器分析の手引き(2016)より
16
2)：The 2019 Global Assessment Report: The Analytical & Life Science Instrumentation Industryより
Scanning Electron Microscopy(SEM)の構成例
1)と装置例2)(2018年)
3. 重要とされる計測・分析機器の市場動向 3-Ⅲ. 電子顕微鏡
• 地域別販売額シェア
–
北米市場が最大の地域セグメントであり、ここでの成長は全体の平均を僅かに上回る–
日本市場は2番目の規模にあるが、半導体生産の海外移転に伴い、その成長率は低くなると予想される–
欧州市場は日本に続く規模で、市場成長率は全体とほぼ同程度になる–
中国及びその他のアジア太平洋地域の国々が最も成長の可能性が高い–
中国以外にも、電子顕微鏡検査の重要な市場として韓国と台湾がある• ベンダー別シェア
–
米国A社は、電子顕微鏡のNo.1ベンダーで、市場の25%以上を占めている。同社の販売業績の大部分は、2016年に買収した米国X社 ブランドが寄与している–
日系B社は、市場でNo.2の位置を固めており、3位の日系C社より良いポジションにある–
ドイツD社は、現在販売量で日系C社と肩を並べている–
その他のベンダーは電子顕微鏡の分析・検出器部分にフォーカスしている企業である17
米国25%
日本 欧州
22%
22%
中国
15%
その他
17%
2,541
百万ドル (2018)
出典：SDi Global Assessment Report 2019 The Laboratory Analytical & Life Science Instrumentation IndustryよりMCRが作成
アフターマーケット・サービス含む市場規模
A社(米) 28%
B社(日) 19%
C社(日) 13%
D社(独) 13%
E社(英) 6%
F社(米) 4%
G社(米) 2%
H社(チェコ) 1%
I社(米) 1%
その他
13%
■
米国系企業■
日系企業■
欧州系企業(2018年)
ベンダー別シェア
3. 重要とされる計測・分析機器の市場動向 3-Ⅲ-1. 透過型電子顕微鏡(TEM)
• TEMの概要
–
透過型電子顕微鏡(TEM)は、試料に電子線を当て、透過し てきた電子線の強弱から試料を観察する顕微鏡で、試料内の 電子透過率の空間分布が像として得られる– TEMは数百倍から数百万倍までの倍率で試料の拡大等映像
を得ることができるため、生物の微細構造の観察や解析、各種 工業材料、半導体の構造や機能、欠陥などの評価・解析に用 いられている– TEMにX線分析装置や電子線エネルギー損失分光装置を付
加することにより、微小部の元素分析や状態解析が可能となる18
TEMの構成例
1)TEMの装置例
2)1)：日本分析機器工業会 機器分析の手引き(2016)より 2)：写真提供 日本電子株式会社
• TEMの用途
– TEMは微粒子の粒形・粒径の計測、粒内・粒界の結晶構造
や元素・結合状態の解析、多層膜や電子デバイスの膜厚・断 面形状の計測、界面・欠陥部の結晶構造や元素・結合状態 の解析などが可能である–
ソフトマテリアルや生物組織についても同様な観察と分析が可 能である• TEMの重要性
–
注目される研究領域・テーマ調査や有識者ヒアリングでは、全 固体電池の開発では電極活物質と固体電解質の界面情報を 評価する手法としてTEMを活用している事例が示された–
酸化ガリウムウェハの結晶欠陥や転移点の観察、PAN系炭素繊維の結晶構造やナノスケールの欠陥解析にTEMを活用して いる事例が示された
•
電子顕微鏡の世界市場で28%のシェアを占めている米国A社の高性能TEMと性能が同程度の機種を、日系の電子顕微鏡メーカーも販売 している•
電子顕微鏡の世界市場で19%のシェアで2位の日系B社は米国A社の高性能機種を超えるカタログスペックの機種を販売している•
市場シェアが13%の日系C社もほぼ同等の性能を持つ機種を有している•
日系電子顕微鏡メーカーは高性能TEM市場で高い競争力を有している19
機器メーカー
C社(日) B社(日) A社(米)
機種名 電界放出形透過電子顕微鏡 原子分解能分析電子顕微鏡 透過型電子顕微鏡
電子源 冷陰極電界放出形 冷陰極電界放出型 高輝度ショットキー電界放射電子銃
加速電圧
60~200kV 80kV, 300kV 60~300kV
分解能
0.078nm(ADF-STEM像) 0.058nm(STEM分解能) 0.06nm(STEM分解能)
0.102nm(格子像) 0.09nm(線形情報限界) 0.10nm(情報限界)
3. 重要とされる計測・分析機器の市場動向 3-Ⅲ-1. 透過型電子顕微鏡(TEM)
透過型電子顕微鏡（TEM)の高性能機種の比較
3. 重要とされる計測・分析機器の市場動向
3-Ⅲ-2. 低温透過型電子顕微鏡(CryoTEM)
• CryoTEMの概要
– CryoTEMは試料を低温で観察する手法で、生体試料(細胞、精製タンパク質、ウイルス、脂質分子等)を染色や固定化せずに凍結状態の
まま観察する–
観察は液体窒素温度、若しくは液体ヘリウム温度で行う–
生物系の試料は軽元素から構成されるものがほとんどで、試料に電子線でダメージを与えない条件が必要とされる– CryoTEMでは電子顕微鏡像を多数集め、数千から数万といった大量の画像から画像処理によって試料の構造を再構成する手法が用いら
れる– CryoTEMは電子顕微鏡の性能向上に加え、大量のデータを格納し処理するハードウェアとソフトウェアを必要とする
• CryoTEMの用途
– CryoTEMが生体分子やその複合体の構造解析を可能としたことで、生命科学や医学、医薬品開発などライフサイエンス関連の基礎研究か
ら応用研究まで幅広く活用されることが期待される• CryoTEMの重要性
–
注目される研究領域・テーマ調査や有識者ヒアリングでは、ライフサイエンス関連での先端的な研究開発に重要な装置であり、装置の運用や データ解析のノウハウを蓄積する必要性が示された20 CryoTEMの装置例
1)1)：The 2019 Global Assessment Report: The Analytical & Life Science Instrumentation Industryより
機器メーカー
B社(日) A社(米)
電子源 冷陰極電界放出型電子銃 高輝度電界放出銃（X-FEG）
加速電圧
300kV
オプション
200kV, 100kV 80–200 kV
像分解能
0.14nm 0.12nm
•
電子顕微鏡の世界市場でトップシェアを占めているA社(米)のCryoTEMはカタロ グでは像分解能が0.12nmである•
世界市場でシェア2位のB社(日)のCryoTEMは像解像度0.14nmとA社(米)よ りやや低い像分解能となっている低温透過型電子顕微鏡(CryoTEM)高性能機種の比較
3. 重要とされる計測・分析機器の市場動向 3-Ⅳ. 表面科学分析装置
• 原理
–
表面科学分析法には、固体表面の元素や化学組成の分析 及び特性評価のための様々な手法が含まれる–
オージェ電子分光法(AES)は、集束電子ビームを使用して、サ ンプルから放出されたオージェ電子を測定する–
化学分析用電子分光法(ESCA)は、プローブビームとして高エ ネルギーの光子を使用し、放出された電子を検出する–
二次イオン質量分析(SIMS)はイオンビームをプローブとして使 用し、放出イオンを質量分析計で分析する–
電子プローブ微量分析(EPMA)は、走査型電子顕微鏡に似て いるが、元素分析に重点を置いている• 主な用途
–
半導体、金属や触媒など、各分野における物質・材料の極表 面層の状態分析–
汚染分析、表面検査（酸化膜、状態分析）–
表面層の物質移動、深さ方向元素分布、薄膜、結晶粒界な どの分析• 用途別分類
–
基礎研究では、材料表面の評価分析やナノテクノロジー分 野での活用がなされている–
応用研究では、電子・半導体分野に加え、リチウム電池の 開発にも活用されている• 代表的な用途
–
表面元素組成分析–
表面化学組成分析–
材料の電子構造–
表面下の特性解析基礎研究
30%
応用研究
27%
手法開発
3%
品質保証・管理
20%
分析サービス
15%
その他
5%
1)：The 2019 Global Assessment Report: The Analytical & Life Science Instrumentation Industryより
21 Surface Analyzerの装置例
1)(2018年)
3. 重要とされる計測・分析機器の市場動向 3-Ⅳ. 表面科学分析装置
• 地域別販売額シェア
–
米国と欧州、及び日本は、世界の表面科学分析装置市場全体の80％以上を占めている–
それぞれの市場は成熟しており、成長は遅いと予測されている–
中国は、電子機器と半導体の生産量が増加しており、表面科学分析装置の需要が高まっているため、最も成長が著しい地域となっている• ベンダー別シェア
–
大手4社が市場の約3分の2を押さえている–
日系A社は、AES、SIMSとXPSの装置群を扱っている一番手のベンダーである–
フランスB社は2番手のベンダーで、主にEPMAやSIMS製品群を扱っている22
米国27%
日本
26%
欧州
28%
中国
5%
その他
14%
373
百万ドル (2018)
出典：SDi Global Assessment Report 2019 The Laboratory Analytical & Life Science Instrumentation IndustryよりMCRが作成
アフターマーケット・サービス含む市場規模
A社(日) 24%
B社(仏) 18%
C社(日) 13%
D社(米) 9%
E社(日) 5%
F社(独) 4%
G社(加) 3%
H社(独) 3%
その他
21%
■
米国系企業■
日系企業■
欧州系企業(2018年)
ベンダー別シェア
• SIMSの原理
–
二次イオン質量分析(Secondary Ion MassSpectrometry: SIMS)とは、固体表面分析法の一つで、照
射したイオン(一次イオン)のエネルギーよってスパッタリングされ、真空中に飛び出してきた原子や分子のうち、イオン化したもの
(二次イオン)の質量を計測することにより、試料表面の化学組
成を調べる手法である–
検出器に飛行時間形質量分析計を使用したものがToF-SIMSであり、四重極型や二重収束型の質量分析計を使用し
たものがDynamic-SIMSである• SIMSの用途
– ToF-SIMSは少ないイオンビーム照射量で試料最表面に存在
する元素及び分子情報を検出できる手法であり、試料最表面 の分子や元素の情報を得ることができる– Dynamic-SIMSは化学的に活性なイオンビーム(Cs, O)を試
料に連続的に照射して不純物の深さ方向濃度分布を高感度 に得ることができる• SIMSの重要性
–
注目される研究領域・テーマ調査や有識者ヒアリングでは、全 固体電池の開発において、Liの移動・拡散を調べる手法としてToF-SIMSを用いていることが示された
–
酸化ガリウムウェハの不純物元素の濃度測定に、Dynamic-SIMSを用いていることが示された
–
バイオイメージング分野においても、SIMSを活用して細胞内の 元素マッピングを50nm程度の空間分解能で観察可能であり、今後ライフサイエンス関連でも更なる活用が期待されることが示 された
23
3. 重要とされる計測・分析機器の市場動向 3-Ⅳ-1. 二次イオン質量分析(SIMS)
SIMSの装置例
1)1)：アメテック株式会社カメカ事業部 ホームページ SIMS製品情報より
方式
ToF-SIMS Dynamic-SIMS
イオン種
Ar,Ga,Au,Biなど
化学的に不活性
O,Cs
化学的に活性 一次イオン照射量 少ない試料はほとんど破壊されない 多い 試料は破壊される
目的 表面化学情報
主として有機物 不純物の高感度分析
3. 重要とされる計測・分析機器の市場動向 3-Ⅳ-1. 二次イオン質量分析(SIMS)
機器メーカー
A社(日) H社(独) C社(仏)
方式
ToF-SIMS Dynamic-SIMS
空間分解能
70nm 60nm以下 50nm以下
深さ分解能0.1~1nm 1nm以上 N.D.
検出限界
ppm~ N.D. ppb~ppm
•
日系A社は、表面科学分析装置の世界市場で24%のトップシェアを占める装置メーカーであり、ToF-SIMSとDynamic-SIMSの両方の機種を取り扱っている
•
フランスB社は市場シェア18%の2位のベンダーで、Dynamic-SIMS製品を扱っている•
ドイツH社は市場シェアは3%の8位であるが、ToF-SIMSでは装置性能に定評がある•
日系A社のToF-SIMSは、ドイツH社と同程度のスペックを有している24
SIMS機器メーカーの装置性能比較
4. まとめ
• 研究開発における計測・分析機器の重要性
–
全固体電池、酸化ガリウム基板、PAN系炭素繊維、バイオイメージングの４つの研究テーマを取り上げ、それぞれの研究テーマで用いる 主要な計測・分析機器を調査し、有識者ヒアリングを通じて重要とされる計測・分析機器を調査した–
各テーマとも、質量分析装置、原子分光装置、分子分光装置、表面分析装置、ラボオートメーション装置といった複数の計測・分析機器を 利用していた–
有識者ヒアリングより、いずれのテーマにおいても表面分析装置が重要とされ、特に走査型プローブ顕微鏡と高性能電子顕微鏡及び 表面科学分析装置（二次イオン質量分析計等）の重要度が高いと位置付けられた–
また、有識者ヒアリングでは、装置のみならず機器から得られた結果を解析できる人材が強く求められていることも示唆された• 各国企業の位置付け
–
有識者ヒアリングで特に重要とされた表面分析装置について、走査型プローブ顕微鏡、電子顕微鏡市場、表面科学分析装置1)市場 の各国企業の位置づけは以下のとおり–
走査型プローブ顕微鏡市場では、欧州系企業が1位、2位、6位と7位に位置しており欧州系企業で約5割のシェアを占めている–
日系企業は4位、5位に位置し、日系企業2社で約13%の市場シェアを占めている–
電子顕微鏡市場では、米国系企業が1位のベンダーで市場シェアの25%以上を占めている–
日系企業は2位、3位に位置しており、日系企業2社で市場シェアの約3分の1を占めている–
欧州系企業2社は市場シェアの約20%を占め、日米欧の企業が市場シェアを分け合っている–
表面科学分析装置市場では、日系企業がシェア1位、3位、5位に位置しており日系企業3社で40%以上のシェアを占めている–
欧州系企業3社で25%の市場シェアを占め、米国系企業は4位に位置している1)：表面科学分析装置には、オージェ電子分光法、化学分析用電子分光法、二次イオン質量分析計、電子プローブ微量分析計を含む
25
参考資料
26
A. 計測・分析機器の市場俯瞰
• 市場規模
– 計測・分析機器の世界市場は、2013年に500億ドル強だったものが、年平均4.5%で成長し、
2018年には630億ドル以上の規模に成長した
– 計測・分析機器の市場は、その後5年間で年率5%で成長し、2023年までに800億ドルを超えると 予想されている
• 製品カテゴリー別市場
– 最大の製品カテゴリーはライフサイエンス機器で、全体の4分の1を占め、市場規模は2018年では 166億ドル程度とされている
– 次にクロマトグラフィー関連が続き、その市場規模は100億ドルを超えている
– 3番目が表面分析関連で72億ドル程度、4番目がラボオートメーション関連で55億ドル程度の市場規模である – 質量分析装置は市場規模では7番目で43億ドル程度であるが、年平均7.2%の高い成長率が期待されている
• 地域別市場
– 最も大きな北米市場は、2018年では228億ドル程度であり、2023年には295億ドル程度になると 期待されている
– 2番目に大きな欧州市場は、2018年では179憶ドル程度であり、2023年には218億ドル程度になると 期待されている
– 3番目に大きな中国市場は、2018年では75憶ドル程度であり、成長率も高く2023年には108億ドル程度 になると期待されている
– 日本市場は、4番目であり2018年では65億ドル程度で、他の市場と比べ緩やかな伸びで2023年には 77億ドル程度になると予測されている
27
A. 計測・分析機器の市場俯瞰 製品カテゴリー別 市場規模
2,517 3,160 1,753
2,112 4,130 3,959 3,151 2,485
2,945 3,713
459 293 162 334
1,217 708 494 551 402
897
1,578 987 455 150
675
10,677 360
942 84
4,431
373 1,086 197
461
1,155
1,250 582
773 914
1,308
0 5,000 10,000 15,000 20,000
実験室機器 ラボオートメーション関連 一般理化学機器 材料特性評価 表面分析 ライフサイエンス関連 分子分光 原子分光 質量分析 クロマトグラフィー
$ Millions
初期システム・装置 交換部品等 消耗品等 サービス
・初期システム・装置の導入市場は、表面分析が最も大きく、ライフサイエンス関連、クロマトグラフィーと続く
・ライフサイエンス関連やクロマトグラフィーは、交換部品市場や消耗品市場が初期システム・装置市場より大きい
・クロマトグラフィー、ライフサイエンス関連、表面分析、ラボオートメーション関連では、サービス市場が他のカテゴリーよりも大きい
出典：SDi Global Assessment Report 2019 The Laboratory Analytical & Life
Science Instrumentation IndustryよりMCRが作成
28
2018年
A. 計測・分析機器の市場俯瞰 製品カテゴリー別 市場割合
51%
57%
68%
69%
58%
24%
69%
59%
68%
36%
9%
5%
6%
11%
17%
4%
11%
9%
9%
9%
32%
18%
18%
5%
9%
64%
8%
13%
2%
43%
8%
20%
8%
15%
16%
8%
13%
18%
21%
13%
0% 20% 40% 60% 80% 100%
実験室機器 ラボオートメーション関連 一般理化学機器 材料特性評価 表面分析 ライフサイエンス関連 分子分光 原子分光 質量分析 クロマトグラフィー
初期システム・装置 交換部品等 消耗品等 サービス
・クロマトグラフィーとライフサイエンス関連の市場は、消耗品市場の比率が高い
・ライフサイエンス関連の計測・分析機器は、装置専用の薬品や生体物質(酵素など)を使用する必要があり、消耗品の比率が特に高い
・質量分析や原子分光、表面分析は、精密部品の交換や、定期的なメンテナンスが必要なため、交換部品等やサービスの比率が高い
・ラボオートメーション関連は、装置のメンテナンスや、ソフトウェアの定期ライセンス費用が必要なため、サービスの比率が高い
出典：SDi Global Assessment Report 2019 The Laboratory Analytical & Life
Science Instrumentation IndustryよりMCRが作成
29
2018年
A. 計測・分析機器の市場俯瞰 各国・地域別 市場動向
$1.6
$1.4
$2.2
$1.7
$6.0
$5.1
$15.1
$17.7
$1.9
$1.4
$3.1
$2.2
$6.5
$7.5
$17.9
$22.8
$2.2
$1.6
$4.1
$3.0
$7.7
$10.8
$21.8
$29.5
$0.0 $5.0 $10.0 $15.0 $20.0 $25.0 $30.0 $35.0
その他 ラテンアメリカ その他アジア インド 日本 中国 欧州 北米
$ Billions
2023(予測) 2018(実績) 2013(実績)
・市場の成長は米国が一番と予想されており、特にNIH予算の大幅な増加がその要因とされている
・欧州では2021年からHorizon Europeプログラムなどにより、研究開発費の増額が予想されている
・中国やインドでも計測・分析機器市場の堅調な伸びが期待されている
・日本市場は、他の市場と比べ緩やかな伸びとなると予想されている
出典：SDi Global Assessment Report 2019 The Laboratory Analytical & Life
Science Instrumentation IndustryよりMCRが作成
30
A. 計測・分析機器の市場俯瞰 製品カテゴリー別 地域別割合
・日本市場は、表面分析と原子分光関連の比率が高く、ライフサイエンス関連の比率が低い
・北米市場は、ライフサイエンス関連とラボオートメーション関連の比率が高く、表面分析関連の比率が低い
・欧州市場は、全体の比率とほぼ同等で、質量分析の比率がやや高く、原子分光と表面分析がやや低い
・中国市場は、クロマトグラフィーの比率がやや高く、ラボオートメーション関連の比率がやや低い
37.0%
42.9%
35.8%
27.4%
28.4%
43.3%
34.6%
29.3%
39.0%
30.8%
36.1%
32.3%
30.4%
34.0%
26.0%
24.2%
28.8%
29.9%
22.8%
33.2%
27.7%
28.5%
11.6%
8.1%
10.9%
14.2%
13.0%
11.8%
9.4%
12.6%
10.5%
14.4%
11.9%
8.2%
8.3%
8.1%
14.0%
18.6%
6.6%
9.4%
13.9%
2.5%
10.8%
9.8%
0% 20% 40% 60% 80% 100%
実験室機器 ラボオートメーション関連 一般理化学機器 材料特性評価 表面分析 ライフサイエンス関連 分子分光 原子分光 質量分析 クロマトグラフィー 全体
北米 欧州 中国 日本 インド その他アジア ラテンアメリカ その他
出典：SDi Global Assessment Report 2019 The Laboratory Analytical & Life
Science Instrumentation IndustryよりMCRが作成
31
2018年
A. 計測・分析機器の市場俯瞰 世界の計測・分析機器市場動向
$4.2
$4.7
$2.4
$2.5
$5.5
$12.4
$3.7
$3.6
$3.1
$8.7
$4.9
$5.5
$2.6
$3.1
$7.2
$16.6
$4.6
$4.2
$4.3
$10.3
$5.9
$6.6
$3.0
$3.9
$9.3
$21.9
$5.8
$5.4
$6.1
$13.1
$0.0 $5.0 $10.0 $15.0 $20.0 $25.0
実験室機器 ラボオートメーション関連 一般理化学機器 材料特性評価 表面分析 ライフサイエンス関連 分子分光 原子分光 質量分析 クロマトグラフィー
$ Billions
2023(予測) 2018(実績) 2013(実績)
・計測・分析機器の世界市場は、2013年に500億ドル強だったものが、年平均4.5%で成長し、2018年には630億ドル以上の規模に成長した
・最大の製品カテゴリーはライフサイエンス機器で、全体の4分の1を占め、質量分析装置は、年平均7.2%の高い成長率を示した
・計測・分析機器の市場は、今後5年間で年率5%で成長し、2023年までに800億ドルを超えると予想されている
出典：SDi Global Assessment Report 2019 The Laboratory Analytical & Life
Science Instrumentation IndustryよりMCRが作成
32
A. 計測・分析機器の市場俯瞰 日本の計測・分析機器市場動向
406 460 209
427
1,336 1,103
433
582 402
1,119
452 545 231
512
1,582 1,312
510
728 485
1,333
0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 1,600 1,800
実験室機器 ラボオートメーション関連 一般理化学機器 材料特性評価 表面分析 ライフサイエンス関連 分子分光 原子分光 質量分析 クロマトグラフィー
$ Millions
2023(予測) 2018(実績)
・日本市場でのカテゴリー別市場規模では、表面科学関連が13億ドル規模で最も大きく、続いてクロマトグラフィー関連とライフサイエンス関 連がそれぞれ11億ドル規模で続いている
・日本の製造業は、従来より半導体や材料関連が強く、その技術開発の基盤を支える計測・分析機器のシェアが高いと推定される
出典：SDi Global Assessment Report 2019 The Laboratory Analytical & Life
Science Instrumentation IndustryよりMCRが作成
33
A. 計測・分析機器の市場俯瞰 中国の計測・分析機器市場動向
457 323 194
351
740
1,377 328
413 356
1,181
577 417
234
446
1,011
1,846 433
531 505
1,568
0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 1,600 1,800 2,000
実験室機器 ラボオートメーション関連 一般理化学機器 材料特性評価 表面分析 ライフサイエンス関連 分子分光 原子分光 質量分析 クロマトグラフィー
$ Millions
2021*(予測) 2016*(実績)
・中国市場では、ライフサイエンス関連の市場が最も大きく、クロマトグラフィー関連が続く
出典：The Analytical & Life Science Instrument Market in ChinaよりMCRが作成
34
*数値は2016年が実績値、2021年が予測値
4,927 5,526 2,567
3,056
7,177
16,594 4,587
4,200 4,345
10,349
406 460 209
427 1,336 1,103 433
582 402
1,119
457 323 194
351 740
1,377 328
413 356
1,181
0 5,000 10,000 15,000 20,000
実験室機器 ラボオートメーション関連 一般理化学機器 材料特性評価 表面分析 ライフサイエンス関連 分子分光 原子分光 質量分析 クロマトグラフィー
$ Millions
中国市場(2016)*
日本市場(2018) 世界市場(2018)
A. 計測・分析機器の市場俯瞰
製品カテゴリー別 中国・日本・世界市場規模の比較
出典：The Analytical & Life Science Instrument Market in ChinaよりMCRが作成
