ID : CBI_1119 | 更新日 : | 著者 : サガール・ワラメ | カテゴリ : 半導体および電子機器
フォトダイオード市場は、2022年の7億3,837万米ドルから2030年には13億7,238万米ドルを超えると予測されており、2023年から2030年にかけて年平均成長率(CAGR)8.2%で成長します。
フォトダイオードは、光エネルギーを電流に変換する半導体デバイスです。フォトダイオードは、構造と材料に応じて、特定の波長範囲の光に反応します。光がフォトダイオードに当たると、光子が半導体材料に吸収され、電子正孔対が生成されます。電子正孔対は、入射光の強度に比例した電流を生成します。さらに、光通信システム、光検出・測距(LiDAR)、バーコードリーダー、光センサーなど、様々な用途で光の強度を正確に測定するために使用されています。
スマートフォンは、環境光センサーとしてフォトダイオードを活用し、周囲の光の状態を測定します。これにより、デバイスはディスプレイの明るさを自動調整して最適な視認性を実現し、バッテリー寿命を延ばすことができます。ディスプレイ機能を強化したスマートフォンの需要の高まりにより、より正確で高感度な環境光センサーの需要が高まり、市場が活性化しています。さらに、スマートフォンはジェスチャー認識技術を採用しており、ユーザーは手を振ったりスワイプしたりするジェスチャーでデバイスを操作できます。ジェスチャー認識モジュールには、ユーザーの手の動きによる反射光を検出するフォトダイオードが使用されています。スマートフォンへのジェスチャー認識機能の統合は、市場の急成長に大きく貢献しています。市場分析によると、スマートフォンの普及に伴い、環境光センサーとジェスチャー認識を提供するフォトダイオードの需要が高まり、それが市場の拡大につながっています。
自動車業界では、アダプティブクルーズコントロール、車線逸脱警報、衝突回避、自動緊急ブレーキといった技術を含むADASの導入が急速に進んでいます。フォトダイオードは、物体検知、距離測定、周囲光検知といったタスクを実行するためにこれらのシステムに搭載されています。さらに、優れたエネルギー効率と長寿命により、自動車照明用途にも広く採用されています。これらは、LED照明システムにおいて光検知とフィードバック制御に利用されており、安定した照明を確保し、周囲の状況に応じて輝度レベルを調整することで、フォトダイオード市場の成長に大きく貢献しています。
さらに、フォトダイオードの高い感度により、車載用光センサーにおける微小信号の検出が可能になり、優れたS/N比を実現します。さらに、市場動向の分析によると、エピタキシャル技術の登場により、幅広い感度範囲で効率的に機能し、正確な結果を提供できるようになり、市場の活性化に大きく貢献していることが示されています。
フォトダイオードの温度安定性の低さは性能低下を招き、光を電気信号に正確に変換する能力に影響を与えます。変換効率の低さは測定誤差、感度の低下、信号対雑音比の低下につながり、性能に悪影響を及ぼします。さらに、温度の不安定性は長期的な信頼性と動作寿命にも影響を与えます。極端な温度変化は熱応力を引き起こし、経年劣化の加速、故障率の上昇、システムの信頼性の低下につながります。さらに、温度変動はフォトダイオードベースのシステムにおいて測定精度の低下を招き、光測定と検知の精度低下につながるため、フォトダイオード市場の需要を阻害しています。
フォトトランジスタはフォトダイオードに比べて光に対する感度が高いため、市場の阻害要因となっています。高感度であることから、より低い光レベルも検出できるため、微弱な光信号や遠距離の光信号を扱うアプリケーションに適しています。さらに、フォトトランジスタには増幅段が内蔵されているため、信号対雑音比(SNR)が向上します。フォトトランジスタは微弱な光信号を増幅し、ノイズに対してより強い出力信号を提供することで、検出精度と性能を向上させます。さらに、フォトトランジスタは応答時間が速いため、市場の阻害要因となっています。トランジスタ部品は光信号のスイッチングと増幅を高速化し、光強度の変化に対する迅速な検出と応答を可能にします。その結果、市場動向の分析から、フォトトランジスタの感度向上、信号対雑音比の向上、応答時間の高速化といった前述の要因が、フォトダイオード市場の需要を抑制していることが示されています。
LiDAR(光検出・測距)技術は、周囲環境の3D認識とマッピングを提供することで、自動運転車において重要な役割を果たしています。フォトダイオードはLiDARシステムに不可欠なコンポーネントであり、反射光を検出・測定して詳細な地図を作成し、障害物を検知します。さらに、自動運転車における物体検知や衝突回避システムにも活用されています。このシステムはフォトダイオードなどのセンサーを利用して環境をリアルタイムで検知・分析し、車両が他の車両、歩行者、障害物を検知できるようにします。市場動向分析では、自動運転車の増加が、LiDARアプリケーション、物体検知、衝突回避システム向けのフォトダイオード市場の機会拡大につながることが示されています。
レポートの属性 | レポートの詳細 |
調査タイムライン | 2017年~2030年 |
2030年の市場規模 | 13億7,238万米ドル |
CAGR (2023~2030年) | 8.2% |
タイプ別 | PINフォトダイオード、PNフォトダイオード、ショットキーフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード |
材料別 | ゲルマニウム、シリコン、インジウムガリウムヒ素、ガリウムリン、その他 |
動作モード別 | 光導電モード(逆バイアス)と光起電力モード(ゼロバイアス) |
エンドユーザー別 | 通信、航空宇宙・防衛、ヘルスケア、自動車、コンシューマーエレクトロニクス、その他 |
地域別 | 北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、ラテンアメリカ、中東およびアフリカ |
主要プレーヤー | Edmund Optics、Excelitas Technologies Corp、First-sensor AG、Hamamatsu Photonics Deutschland、パナソニック株式会社、京セミ株式会社、OSI optoelectronics、OSRAM Optoelectronics、ロームセミコンダクター、Semtech Corporation |
タイプセグメントは、PINフォトダイオード、PNフォトダイオード、ショットキーフォトダイオード、アバランシェフォトダイオードに分類されます。
PINフォトダイオードは2022年に37.4%と最大の市場シェアを占め、今後数年間で最も高いCAGRを記録すると予測されています。この成長は、PINフォトダイオードが光に対して高い感度を示し、微弱な光も正確に検出できることに起因しています。さらに、PINフォトダイオードは可視光、近赤外線、紫外線を含む幅広い波長範囲を検出します。これらのダイオードは汎用性が高く、通信、産業用センシング、医療機器、科学研究など、さまざまな分野に適用できます。さらに、光強度の急激な変化を検知する応答時間が速く、他のダイオードと比較して比較的コスト効率が高いため、フォトダイオード市場のトレンド形成に貢献しています。
材料セグメントは、ゲルマニウム、シリコン、インジウムガリウムヒ素、ガリウムに分類されます。リン化物など。
2022年のフォトダイオード市場全体において、シリコンは最大のシェアを占めました。これは、シリコンが適度なバンドギャップを持ち、可視光と近赤外スペクトルの一部を効率的に吸収できるためです。適度な帯域幅を持つシリコンフォトダイオードは、民生用電子機器、産業オートメーション、光通信など、幅広い用途に利用できます。さらに、半導体業界で広く採用されている相補型金属酸化膜半導体(CMOS)技術との統合も容易です。この統合により、コヒーシブフォトダイオードアレイの開発が可能になり、フォトダイオードを他の電子部品と共集積化することで、機能性の向上とコスト削減につながります。結論として、セグメント別トレンド分析では、中程度の帯域幅の存在や相補型金属酸化膜半導体(CMOS)技術の統合といった前述の要因が相乗的に作用し、フォトダイオード市場のトレンドを牽引していることが示されています。
インジウムガリウムヒ素(InGaAs)フォトダイオードは、今後数年間で最も高いCAGRを記録すると予測されています。この成長は、InGaAsフォトダイオードが500~2500ナノメートル(nm)の近赤外線(NIR)スペクトルにおいて優れた感度を提供できることに起因しています。この波長範囲は、通信、分光法、センシングといったNIR領域の光検出用途において特に重要です。さらに、近赤外域において高い応答性と量子効率を示し、高感度で光を電気信号に変換します。
動作モードセグメントは、光導電モード(逆バイアス)と光起電力モード(ゼロバイアス)に分類されます。
2022年のフォトダイオード市場において、光起電力モードが最大のシェアを占めました。光起電力モードのフォトダイオードは、入射光強度に正比例した電流を生成するため、外部バイアス電圧が不要です。さらに、光起電力モードのフォトダイオードは、広い光強度範囲にわたって線形応答を示します。線形性は、光センシングやイメージングなど、正確で信頼性の高い測定が求められるアプリケーションにおいて有利です。線形応答により、光信号の正確な定量化と解釈が可能になり、太陽光発電モードの成長に大きく貢献します。
光伝導モードは、予測期間中に市場で最も高いCAGRを記録すると予想されています。市場の成長は、光伝導モードのフォトダイオードが光起電力モードのフォトダイオードと比較して高い感度を提供できることに起因しています。光伝導モードでは、フォトダイオードに逆バイアスを印加することで光電流を増幅し、感度を向上させることができます。この逆バイアスにより、フォトダイオードは、科学研究、光子計数、低光量イメージングなど、微弱光検出や微弱信号測定を必要とする用途に使用できます。さらに、光起電力フォトダイオードと比較して応答時間が速いため、光通信、データ伝送、高周波センシングなどの高速検出に適しています。高速応答時間により迅速な信号検出と処理が可能になり、予測期間中のフォトダイオード市場のトレンド加速に大きく貢献します。
エンドユーザーセグメントは、通信、航空宇宙・防衛、ヘルスケア、自動車、家電、その他に分類されます。
2022年には、フォトダイオードが光通信システムで光信号を電気信号に変換したり、電気信号を光信号に変換したりするために広く使用されているため、通信分野が最大の市場シェアを占めました。さらに、データ速度の高速化とネットワーク容量の拡大を実現する5G技術の登場も市場の成長に貢献しています。フォトダイオードは、5Gネットワークで使用される高速光信号の受信と変換、そして携帯電話基地局と中央ネットワークインフラ間のデータ伝送において重要な役割を果たします。さらに、政府は通信インフラの改善に多額の投資を行っており、市場の成長をさらに加速させています。
予測期間中、民生用電子機器は市場で最も高いCAGRを記録すると予想されています。市場の成長は、民生用電子機器における周囲光センサー用フォトダイオードの採用増加によるものです。フォトダイオードは周囲の光強度を測定し、デバイスのディスプレイの明るさやキーボードのバックライトの自動調整を可能にします。この機能により、最適な視認性とエネルギー効率が確保され、ユーザーの快適性が向上し、バッテリー寿命が延びます。さらに、フォトダイオードは赤外線(IR)LEDと組み合わせて使用され、民生用電子機器における近接センサーの実現にも活用されています。赤外線を放射し、その反射光を検出することで、通話中の画面の暗転やジェスチャーベースのコントロールなど、近くにある物体の有無を判断します。結論として、セグメント別トレンド分析では、上記の要因が総合的に、予測期間中のコンシューマーエレクトロニクス業界の成長を牽引していることを示しています。
地域セグメントには、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東・アフリカ、ラテンアメリカが含まれます。
アジア太平洋地域は、2022年に2億7,689万米ドルと最大の市場シェアを占め、フォトダイオード市場では2030年に5億2,562万米ドルに達し、8.5%という最も高いCAGRを記録すると予測されています。さらに、この地域では、中国が2022年に33.40%の最大収益シェアを占めました。フォトダイオード市場分析によると、アジア太平洋地域はフォトダイオードを含む電子部品の主要な製造拠点です。この地域には、中国、日本、韓国、台湾、シンガポールなど、電子機器製造産業が発達したいくつかの国が含まれます。拡大する電子機器製造産業は、スマートフォン、タブレット、テレビなどの民生用電子機器における周囲光センサー用のフォトダイオードの需要を高めています。その結果、電子機器製造産業の拡大は、アジア太平洋地域のフォトダイオード市場の拡大を促進することに著しく貢献しています。例えば、インド携帯電話・電子機器協会(ICEA)によると、インドの電子機器製造業界は、2015~2016年度の371億米ドルから2020~2021年度には673億米ドルに成長しました。
世界のフォトダイオード市場は非常に競争が激しい市場です。主要プレーヤーは、市場での競争力を維持するために、買収、合併、製品イノベーションといった戦略を採用しています。最新のフォトダイオード業界を構成する主要市場プレーヤーは以下の通りです。–
フォトダイオードは光エネルギーを電流に変換する半導体デバイスです。
光通信システムでは、光信号を電気信号に変換したり、電気信号を光信号に変換したりするためにフォトダイオードが広く利用されているため、通信分野が市場を支配しています。さらに、データ速度の向上とネットワーク容量の拡大を実現する5G技術の登場も、市場の成長に貢献しています。
InGaAs フォトダイオードは、NIR 範囲で高い応答性と量子効率を示し、高感度で光を電気信号に変換するため、最も速い CAGR を記録すると予想されています。
アジア太平洋地域は、電子機器製造業界の拡大により、フォトダイオード市場に最も大きな影響を与えると予想されています。