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クライオクーラー市場 (作動方式:熱交換サイクルおよび再生サイクル) – グローバル産業分析・規模・シェア・成長・動向・予測、2024-2034年

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クライオクーラー市場は、2023年に22億米ドルの評価額に達し、2024年から2034年にかけて年平均成長率(CAGR)5.8%で成長し、2034年末には41億米ドルに達すると予測されています。この市場レポートは、クライオクーラーの世界的な産業動向、規模、シェア、成長、トレンド、および2034年までの予測を詳細に分析しています。過去データは2020年から2022年まで利用可能であり、市場規模は金額(米ドル)と数量(千単位)の両方で定量的に示されています。

アナリストの視点からは、ナイトビジョンデバイスの採用増加がクライオクーラー市場の価値を押し上げています。クライオクーラーは、イメージングセンサーを約77ケルビンという極低温まで冷却することができ、これによりセンサーの画像性能に影響を与える熱ノイズを低減します。また、量子通信および暗号技術の出現も、クライオクーラー市場の発展を促進しています。通信、医療、ナビゲーション、宇宙分野における量子アプリケーションでは、超低温冷却システムが不可欠だからです。

クライオクーラーとは、極低温(120K、-153℃、-243.4°F以下)を達成するために設計された装置であり、その利便性とコンパクトさから、様々な極低温機器の冷却に利用されます。具体的には、ナイトビジョン、ミサイル誘導、監視、天文学における赤外線センサーの冷却や、液体窒素(LN2)、液体ヘリウム(LHe)などの極低温物質の再液化に用いられます。

一般的に使用されるクライオクーラーには、ジュール・トムソン、ブレイトン、スターリング、ギフォード・マクマホン、パルスチューブの5種類があります。作動サイクルに基づいて、クライオクーラーは「回復サイクル」と「再生サイクル」に分類されます。回復サイクルは、熱交換器内で流体が壁によって分離され、熱のみが伝達される方式で、主に大型の連続流極低温冷凍機で採用されます。一方、再生サイクルは、単一の流路が微細な材料(再生器)で満たされ、高温流体と低温流体の交互の流れにさらされることで熱を交換する方式です。再生器は温かい流れから熱を吸収し、冷たい流れに放出する仕組みで、効率的な冷却を可能にします。

クライオジェニクスの進歩は、半導体製造分野向けのクライオポンプや医療用途の高効率クライオクーラーなど、クライオクーラーの幅広い応用を促進しています。特にパルスチューブクライオクーラーは、半導体製造や自動車に搭載される超電導デバイスの冷却に広く利用されており、冷端に可動部品がないため、長寿命でメンテナンスが最小限で済むという特徴を持っています。

クライオクーラー市場の成長を牽引する主要な要因は、「ナイトビジョンデバイスの採用増加」と「量子通信および暗号技術の出現」の二点です。

ナイトビジョンデバイスの採用増加:
ナイトビジョンゴーグル、双眼鏡、その他のナイトビジョン機器は、赤外線放射を捉える熱画像技術に依存しています。これらの機器は、地上部隊や特殊部隊が夜間に作戦を遂行するために不可欠です。クライオクーラーは、軍事用ナイトビジョン機器で使用される赤外線センサーを80~150Kの温度に冷却するために利用されます。これにより、センサーの感度と解像度が向上し、暗闇での視認性が大幅に改善されます。
スターリング型パルスチューブクライオクーラーは、高効率、小型、軽量、急速冷却、低振動、広い作動温度範囲といった特性から、このような用途に理想的です。これらは窒素またはアルゴンJT深冷ユニットを利用して、赤外線センサーの温度を迅速に低下させます。
車両搭載型、航空機搭載型、艦船搭載型の戦術赤外線システムの広範な使用が、クライオクーラー市場の成長に貢献しています。ミニチュアスターリングクライオクーラーは、その優れた特性により、戦術赤外線システムに特に適しています。ナイトビジョン戦術能力への投資の急増も、市場需要を後押ししています。例えば、2024年5月には、ニュージーランド国防軍(NZDF)のナイトビジョン機器(NVE)プログラムが、陸軍の夜間作戦遂行能力を向上させるための複数の新システムを導入する計画を発表しました。

量子通信および暗号技術の出現:
クライオクーラーは、量子システムに必要な極低温を維持するために不可欠です。量子コンピューターは、量子ビットのコヒーレンスを維持するためにミリケルビン温度で動作します。また、量子通信や暗号技術における新興システムは、高忠実度で単一光子を送信する能力に依存しています。しかし、単一光子エミッターは、高輝度で区別できない単一光子を生成するために、極低温に冷却される必要があります。
スターリングクライオクーラーは、システムに不要な振動を導入することなく、必要な動作温度を維持できるため、これらの用途に適しています。安全な通信への注目の高まりは、量子鍵配送(QKD)などの最先端の量子技術への投資を促進し、クライオクーラー市場の収益を押し上げています。
2024年6月には、多国籍電子企業である東芝インターナショナルコーポレーションが、技術エコシステムのマクロアクセラレーターであるNumanaと提携し、ケベック州のKirq量子通信テストベッドを強化すると発表しました。この提携は、Kirqの現実世界の通信事業者グレードのインフラの容量と距離の特性を拡大し、QKDを活用して安全な通信を確保することが期待されています。

地域別展望:
2023年には北米がクライオクーラー市場で最大のシェアを占め、予測期間中もその優位性を維持すると予想されています。この地域の市場ダイナミクスは、量子通信への投資の増加によって牽引されています。例えば、2023年には米国エネルギー省(DOE)が、国家安全保障、エネルギー、経済的繁栄における重要な進歩のために最先端の量子技術を活用し、持続可能性目標を支援することを目的とした「量子・宇宙協力」への最初の参加者を発表しました。このような政府主導の取り組みが、北米市場の成長を強力に後押ししています。

市場セグメンテーション:
このレポートでは、クライオクーラー市場を複数のセグメントに分けて詳細に分析しています。
* 作動サイクル別: 回復サイクルと再生サイクルに分類されます。
* 用途別: 航空宇宙、軍事・防衛、医療・ヘルスケア、エネルギー、研究開発、農業・生物学、鉱業・金属、その他(物流など)といった幅広い分野が含まれます。
* 流通チャネル別: 直接販売と間接販売に分けられます。

地理的範囲:
レポートは、世界中の主要地域と国々を網羅しています。
* 対象地域: 北米、南米、欧州、アジア太平洋、中東・アフリカ。
* 対象国: 米国、カナダ、ドイツ、英国、フランス、スペイン、イタリア、日本、中国、インド、ASEAN諸国、韓国、GCC諸国、南アフリカ、ブラジル、アルゼンチン。

競争環境:
クライオクーラー市場の競争環境は、主要企業の市場シェア分析(2023年)を通じて詳細に評価されています。レポートでは、以下の主要企業がプロファイルされています。
* Lihan Cryogenics Co., Ltd.
* Honeywell International Inc.
* Sumitomo Heavy Industries, Ltd.
* Northrop Grumman
* Lockheed Martin Corporation
* Thales
* Chart Industries
* Lake Shore Cryotronics, Inc.
* ADVANCED RESEARCH SYSTEMS
* RICOR
* Sunpower (AMETEK Inc.)
* Cryomech (Bluefors Oy)
各企業プロファイルには、企業概要、製品ポートフォリオ、販売拠点、主要な子会社または販売代理店、戦略、最近の動向、および主要な財務状況に関する情報が含まれており、市場における各社の位置付けと戦略を理解する上で役立ちます。

主要な動向:
市場の主要企業による最近の動向も注目されています。
* 2024年4月、Blueforsは、単一の核磁気共鳴(NMR)ユニットからのヘリウム回収のために特別に設計された新しいヘリウム再液化装置「Cryomech HeRL02-RM」を発表しました。これは、ヘリウムの効率的な再利用を可能にし、運用コストの削減に貢献します。
* 2023年には、AMETEK, Inc.の事業であるSunpower, Inc.が、ベルリン工科大学の科学者による研究で効率的な単一光子放出に必要なフリーピストンクライオクーラーを提供しました。この研究は、通信波長で動作するコンパクトな卓上型量子ドット単一光子源を使用した初の量子鍵配送(QKD)テストベッドについて報告しており、量子技術の進展におけるクライオクーラーの重要性を示しています。

レポートの構成とカスタマイズ:
この市場レポートは、電子形式(PDF)とExcel形式で提供され、包括的な情報を提供します。
市場分析には、詳細なセグメント分析と地域レベル分析が含まれます。さらに、定性分析として、市場の推進要因(Drivers)、阻害要因(Restraints)、機会(Opportunities)、主要トレンド(Key Trends)が深く掘り下げられています。また、ポーターのファイブフォース分析(Porter’s Five Forces Analysis)を通じて業界の競争構造が評価され、バリューチェーン分析(Value Chain Analysis)も含まれています。さらに、主要企業のプロファイルでは、各社の事業概要、製品ポートフォリオ、主要な戦略、最近の動向、財務実績などが詳細に分析されています。市場規模の予測、成長率、COVID-19パンデミックや地政学的要因などの外部環境が市場に与える影響についても深く掘り下げられています。

お客様の特定のニーズに合わせて、レポートのカスタマイズも承っております。特定の地域、セグメント、または競合企業に焦点を当てた追加分析、特定のデータポイントの深掘り、あるいは特定の市場トレンドに関する詳細な洞察など、ご要望に応じて内容を調整することが可能です。これにより、お客様のビジネス戦略策定に最も関連性の高い情報を提供いたします。詳細については、お気軽にお問い合わせください。

よくある質問

Q: 2023年の世界のクライオクーラー市場規模はどのくらいでしたか?
A: 2023年には22億米ドルと評価されました。

Q: 予測期間中、クライオクーラー業界はどのように成長すると予想されますか?
A: 2024年から2034年にかけて、年平均成長率(CAGR)5.8%で成長すると予測されています。

Q: クライオクーラーの需要を牽引する主な要因は何ですか?
A: 暗視装置の採用増加、および量子通信と暗号技術の出現です。

Q: 2023年の世界のクライオクーラー市場において、主要な地域はどこでしたか?
A: 2023年には北米が主要な地域でした。

Q: 主要なクライオクーラーメーカーはどこですか?
A: Lihan Cryogenics Co., Ltd.、Honeywell International Inc.、住友重機械工業株式会社、Northrop Grumman、Lockheed Martin Corporation、Thales、Chart Industries、Lake Shore Cryotronics, Inc.、ADVANCED RESEARCH SYSTEMS、RICOR、Sunpower (AMETEK Inc.)、Cryomech (Bluefors Oy) です。


この市場レポートは、世界のクライオクーラー市場に関する包括的な分析と2020年から2034年までの予測を提供いたします。

まず、序文では、市場の定義と範囲、詳細な市場セグメンテーション、主要な調査目的、および調査のハイライトについて説明しております。続いて、本調査の基盤となる前提条件と、採用された厳格な調査方法論が提示されます。エグゼクティブサマリーでは、レポート全体の主要な調査結果と洞察が簡潔にまとめられており、読者は市場の全体像を迅速に把握することが可能です。

市場概要の章では、クライオクーラー市場の全体像を深く掘り下げております。ここでは、市場の推進要因、阻害要因、機会といった市場のダイナミクスを詳細に分析し、市場の動きを包括的に理解します。また、需要側と供給側の両面から主要なトレンドを分析し、市場の主要指標を提示いたします。さらに、ポーターの5フォース分析、バリューチェーン分析、業界SWOT分析といった戦略的フレームワークを用いて、市場の競争環境と構造を評価しております。製品イノベーションの概要も提供され、技術的な進展が市場に与える影響を考察します。この章の締めくくりとして、2020年から2034年までの世界のクライオクーラー市場の分析と予測が、市場価値(US$ Bn)および市場数量(千台)の両面から提示されます。

次に、世界のクライオクーラー市場は、複数のセグメントにわたって詳細に分析され、将来の成長機会が特定されております。動作サイクル別では、回復型サイクルおよび再生型サイクル別に、2020年から2034年までの市場規模(US$ Bnおよび千台)が予測され、それぞれの増分機会分析が行われます。用途別では、航空宇宙、軍事・防衛、医療・ヘルスケア、エネルギー、研究開発、農業・生物学、鉱業・金属、その他(ロジスティクスなど)といった幅広い分野における市場規模と増分機会が分析されます。流通チャネル別では、直接販売と間接販売のそれぞれの市場規模と増分機会が詳細に検討されております。

地域別の分析では、世界のクライオクーラー市場が北米、欧州、アジア太平洋、中東・アフリカ、南米の主要5地域に区分され、各地域の市場規模(US$ Bnおよび千台)と増分機会が2020年から2034年までの期間で予測されます。

さらに、各地域(北米、欧州、アジア太平洋、中東・アフリカ、南米)については、それぞれ独立した章を設け、より詳細な分析が提供されております。これらの地域別章では、まず地域のスナップショットと人口統計概要が示され、その地域の主要なトレンドが分析されます。市場シェア分析では、現地メーカーと輸入製品の比較が行われ、消費者購買行動の分析を通じて、顧客の意思決定プロセスが理解されます。価格分析では、加重平均販売価格(US$)が提示され、市場の価格構造が明らかにされます。各地域内では、動作サイクル別、用途別、流通チャネル別の市場規模が詳細に分析されるほか、国別の市場規模(US$ Bnおよび千台)も2020年から2034年までの期間で予測されます。例えば、北米では米国、カナダ、その他の北米地域、欧州では英国、ドイツ、フランス、イタリア、スペイン、その他の欧州地域、アジア太平洋では中国、インド、日本、韓国、ASEAN、その他のアジア太平洋地域、中東・アフリカではGCC、南アフリカ、その他の中東・アフリカ地域、南米ではブラジル、アルゼンチン、その他の南米地域といった主要国・地域が対象となります。各地域章の最後には、増分機会分析が含まれております。

競合状況の章では、市場の競争環境を深く掘り下げております。市場プレーヤーの競合ダッシュボードが提供され、2023年時点の市場シェア分析が詳細に示されます。主要な市場参加企業として、Lihan Cryogenics Co., Ltd.、Honeywell International Inc.、住友重機械工業株式会社、Northrop Grumman、Lockheed Martin Corporation、Thales、Chart Industries、Lake Shore Cryotronics, Inc.、ADVANCED RESEARCH SYSTEMS、RICOR、Sunpower (AMETEK Inc.)、Cryomech (Bluefors Oy)などが挙げられ、これらの企業およびその他の主要プレーヤーについて、それぞれ企業概要、販売地域/地理的プレゼンス、収益、戦略と事業概要を含む詳細な企業プロファイルが提供されます。これにより、各企業の市場における位置付けと戦略的動向を理解することが可能です。

最後に、市場投入戦略の章では、企業が市場で成功するための実践的なガイダンスを提供いたします。潜在的な市場空間の特定、顧客の購買プロセスの理解、そして推奨される販売・マーケティング戦略について具体的に解説されており、市場参入や事業拡大を目指す企業にとって貴重な情報源となります。


表一覧

表01:世界のクライオクーラー市場予測、動作サイクル別、2020-2034年

表02:世界のクライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、動作サイクル別、2020-2034年

表03:世界のクライオクーラー市場予測、用途別、2020-2034年

表04:世界のクライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、用途別、2020-2034年

表05:世界のクライオクーラー市場予測、流通チャネル別、2020-2034年

表06:世界のクライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、流通チャネル別、2020-2034年

表07:世界のクライオクーラー市場予測、地域別、2020-2034年

表08:世界のクライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、地域別、2020-203

表77:アジア太平洋クライオクーラー市場予測、流通チャネル別、2020-2034年

表78:アジア太平洋クライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、流通チャネル別、2020-2034年

表79:アジア太平洋クライオクーラー市場予測、国およびサブ地域別、2020-2034年

表80:アジア太平洋クライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、国およびサブ地域別、2020-2034年

表81:中国クライオクーラー市場予測、動作サイクル別、2020-2034年

表82:中国クライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、動作サイクル別、2020-2034年

表83:中国クライオクーラー市場予測、用途別、2020-2034年

表84:中国クライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、用途別、2020-2034年

表85:中国太平洋クライオクーラー市場予測、流通チャネル別、2020-2034年

表86:中国太平洋クライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、流通チャネル別、2020-2034年

表87:日本クライオクーラー市場予測、動作サイクル別、2020-2034年

表88:日本クライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、動作サイクル別、2020-2034年

表89:日本クライオクーラー市場予測、用途別、2020-2034年

表90:日本クライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、用途別、2020-2034年

表91:日本太平洋クライオクーラー市場予測、流通チャネル別、2020-2034年

表92:日本太平洋クライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、流通チャネル別、2020-2034年

表93:インドクライオクーラー市場予測、動作サイクル別、2020-2034年

表94:インドクライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、動作サイクル別、2020-2034年

表95:インドクライオクーラー市場予測、用途別、2020-2034年

表96:インドクライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、用途別、2020-2034年

表97:インド太平洋クライオクーラー市場予測、流通チャネル別、2020-2034年

表98:インド太平洋クライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、流通チャネル別、2020-2034年

表99:ASEANクライオクーラー市場予測、動作サイクル別、2020-2034年

表100:ASEANクライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、動作サイクル別、2020-2034年

表101:ASEANクライオクーラー市場予測、用途別、2020-2034年

表102:ASEANクライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、用途別、2020-2034年

表103:ASEANクライオクーラー市場予測、流通チャネル別、2020-2034年

表104:ASEANクライオクーラー市場の数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、流通チャネル別、2020-2034年

表105:韓国クライオクーラー市場予測、動作サイクル別、2020-2034年

表148:南米クライオクーラー市場 数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、流通チャネル別、2020-2034年

表149:南米クライオクーラー市場予測、国およびサブ地域別、2020-2034年

表150:南米クライオクーラー市場 数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、国およびサブ地域別、2020-2034年

表151:ブラジルクライオクーラー市場予測、動作サイクル別、2020-2034年

表152:ブラジルクライオクーラー市場 数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、動作サイクル別、2020-2034年

表153:ブラジルクライオクーラー市場予測、用途別、2020-2034年

表154:ブラジルクライオクーラー市場 数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、用途別、2020-2034年

表155:ブラジルクライオクーラー市場予測、流通チャネル別、2020-2034年

表156:ブラジルクライオクーラー市場 数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、流通チャネル別、2020-2034年

表157:アルゼンチンクライオクーラー市場予測、動作サイクル別、2020-2034年

表158:アルゼンチンクライオクーラー市場 数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、動作サイクル別、2020-2034年

表159:アルゼンチンクライオクーラー市場予測、用途別、2020-2034年

表160:アルゼンチンクライオクーラー市場 数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、用途別、2020-2034年

表161:アルゼンチンクライオクーラー市場予測、流通チャネル別、2020-2034年

表162:アルゼンチンクライオクーラー市場 数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、流通チャネル別、2020-2034年

表163:南米のその他の地域クライオクーラー市場予測、動作サイクル別、2020-2034年

表164:南米のその他の地域クライオクーラー市場 数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、動作サイクル別、2020-2034年

表165:南米のその他の地域クライオクーラー市場予測、用途別、2020-2034年

表166:南米のその他の地域クライオクーラー市場 数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、用途別、2020-2034年

表167:南米のその他の地域クライオクーラー市場予測、流通チャネル別、2020-2034年

表168:南米のその他の地域クライオクーラー市場 数量(千台)および金額(10億米ドル)予測、流通チャネル別、2020-2034年


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[参考情報]
クライオクーラーは、極低温を機械的に生成し、維持するための装置です。液体ヘリウムなどの消耗品を用いることなく、数ケルビン(K)から100K程度の温度域を実現できる点が大きな特徴です。これは、冷凍サイクルを利用して熱を汲み上げ、対象物を冷却する一種の冷凍機であり、現代の様々な先端技術分野において不可欠な存在となっています。

クライオクーラーにはいくつかの主要な種類があります。まず、最も広く普及しているのが「GM(ギフォード・マクマホン)冷凍機」です。これは高い冷却能力と信頼性を持ち、大型の超伝導磁石の冷却などに用いられます。次に、「パルスチューブ冷凍機」は、GM冷凍機から派生したもので、可動部が少ない、あるいは存在しないため、振動が極めて少なく、長寿命であるという利点があります。この特性から、振動に敏感な精密測定機器や宇宙用途に適しています。「スターリング冷凍機」は、小型・軽量で効率が高く、赤外線センサーや小型電子機器の冷却によく利用されます。「ジュール・トムソン冷凍機」は、高圧ガスを膨張させる際のジュール・トムソン効果を利用して冷却する方式で、非常に小型化が可能であり、急速冷却が必要な場面で用いられます。さらに、ミリケルビン(mK)オーダーの超低温を実現する「希釈冷凍機」もクライオクーラーの一種とされ、ヘリウム3とヘリウム4の混合液の希釈熱を利用します。これは、GM冷凍機やパルスチューブ冷凍機によって予冷されることが一般的です。

その用途は非常に多岐にわたります。医療分野では、MRI(磁気共鳴画像診断装置)の超伝導磁石を冷却し、安定した磁場を維持するために不可欠です。宇宙・防衛分野では、人工衛星に搭載される赤外線センサーやCCDカメラのノイズを低減し、高感度化するために極低温冷却が施されます。半導体製造プロセスにおいては、高真空環境を作り出す「クライオポンプ」の冷却源として利用され、半導体デバイスの品質向上に貢献しています。科学研究分野では、材料の低温物性測定、X線検出器やガンマ線検出器の冷却、そして近年注目されている量子コンピューティングにおける量子ビットの安定化・維持に欠かせない技術となっています。その他にも、液化天然ガス(LNG)の再液化や水素液化など、エネルギー関連分野でもその応用が広がっています。

関連技術としては、まず「クライオポンプ」が挙げられます。これはクライオクーラーによって冷却された極低温面でガス分子を吸着・凝縮させることで、高真空を実現する装置です。また、「超伝導磁石」は、クライオクーラーによって超伝導状態を維持されることで、強力な磁場を発生させます。極低温環境下で性能が向上する「極低温センサー」(赤外線センサー、X線センサーなど)もクライオクーラーと密接に関連しています。さらに、外部からの熱侵入を最小限に抑えるための「断熱技術」(多層断熱材、真空断熱など)は、クライオクーラーの冷却効率を決定する重要な要素です。そして、最先端の「量子コンピューティング」においては、量子ビットのデコヒーレンスを防ぎ、安定した動作を保証するために、希釈冷凍機を含むクライオクーラーが不可欠な基盤技術となっています。これらの技術は相互に連携し、現代社会の発展を支えています。