2D材料市場

市場の定義

2D材料市場には、通常1つまたは2つの原子が厚い材料の生産、開発、および商業化が含まれます。これらの2次元材料は、例外的な電気導電率、機械的強度、独特の光学特性など、バルクの対応物を区別するなど、バルクのカウンターパートとは一線を画すユニークな特性を示します。

2D材料市場概要

世界の2D材料市場の規模は、2023年に1億3,0004.8百万米ドルと評価され、2024年の1億3,44.1百万米ドルから2031年までに1億7,020万米ドルに成長すると予測されており、予測期間中は3.67％のCAGRを示しました。。この成長は、電子機器、エネルギー貯蔵、航空宇宙、バイオテクノロジーなどの産業における高度な材料の需要の増加によって引き起こされます。

グラフェンの革新、遷移金属ジチャルコネイド（TMD）、およびその他の2D材料は、柔軟な電子機器、高性能バッテリー、および量子コンピューティングの革新を促進し、市場の拡大を促進することが期待されています。

研究開発への投資の増加と相まって、生産方法の継続的な進歩は、2D材料のスケーラビリティと商業的実行可能性を高めることが期待されています。

グローバル2D材料業界で事業を展開する大手企業は、Graphenea、Inc。、Haydale Graphene Industries PLC、Versarien™Plc、Nanoxplore Inc.、Cabot Corporation、ACS Material、Graphene Industries、American Swan＆Co。Ltd、2-Dtech Graphene、Planartech、Smart-element Ltd.

市場は、エネルギー効率の高いデバイス、再生可能エネルギーソリューション、および次世代電子機器の環境に優しい代替品を提供する2D材料を提供する持続可能性に重点を置いていることからさらに恩恵を受けています。さまざまなセクターにわたる2D材料の採用の増加は、今後数年間の市場の成長に大きく貢献すると予想されています。

• 2023年1月、レイロン材料は2D Techと提携して、持続可能なグラフェンベースの革新を促進しました。このコラボレーションは、エネルギー貯蔵やエレクトロニクスなど、さまざまなアプリケーション向けのグラフェンのユニークな特性を活用することにより、環境に優しいソリューションの開発を進めることを目的としています。

重要なハイライト

1. 世界の2D材料市場規模は、2023年に1億3,04.8百万米ドルで記録されました。
2. 市場は、2024年から2031年まで3.67％のCAGRで成長すると予測されています。
3. 北米は2023年に33.32％のシェアを保持し、4億3,470万米ドルの価値がありました。
4. グラフェンセグメントは、2023年に4億6,590万米ドルの収益を集めました。
5. コンシューマーエレクトロニクスセグメントは、2031年までに566.3百万米ドルに達すると予想されます。
6. アジア太平洋地域は、予測期間中に4.31％のCAGRで成長すると予想されています。

マーケットドライバー

「エレクトロニクスと半導体技術の進歩」

2D材料市場は、エレクトロニクスおよび半導体技術の進歩に大きく影響されます。特に、グラフェンや遷移金属ジチャルコゲニド（TMD）などの材料は、次世代の電子デバイスの開発に不可欠な、高い電子移動度や柔軟性を含む例外的な特性を示します。

需要が小さく、より速く、より効率的なデバイスのために増加するにつれて、従来の材料がパフォーマンスの限界に近づいています。 2D材料は、コンパクトなデザインとパフォーマンスの向上を可能にすることでソリューションを提供し、柔軟な電子機器、高性能トランジスタ、センサー、および量子コンピューティングに最適です。

それらの潜在的なアプリケーションは範囲です柔軟な電子機器、高性能トランジスタ、センサー、および量子コンピューティング。この可能性は、かなりの投資と研究を推進しています。

• 2024年3月、Graphene FlagshipとAdvanced Materials 2030イニシアチブは、「産業リーダーシップのためのアドバンスマテリアル」イニシアチブにおける提案されたパートナーシップの役割を概説するためのオンラインワークショップを開催しました。

市場の課題

「スケーラビリティと製造」

スケーラビリティと製造は、グラフェンやTMDなどの2D材料の商業化に大きな課題をもたらします。実験室のスケール生産により可能性が示されていますが、産業レベルまでのスケールを拡大することは依然として困難です。

化学蒸気堆積（CVD）、液相剥離、および機械的切断を含む既存の生産方法、効率、コスト、一貫性の直面の制限。たとえば、CVDは高品質の材料を生産できます。ただし、それは高価で遅いため、高温が必要であり、スケーラビリティが制限されます。

液相の剥離は、よりスケーラブルであるが、一貫性のない材料品質をもたらすことが多く、溶媒を除去するための追加のステップを必要とするため、複雑さとコストが追加されます。機械的切断は、小規模生産に効果的ですが、労働集約的であり、大量製造に適していません。

ロールツーロール（R2R）処理は、有望なソリューションを提供し、コストを削減して連続的なハイスループット生産を可能にします。化学蒸気堆積（CVD）を強化する努力は、効率の向上と生産率の向上に焦点を当てています。

さらに、液相剥離が最適化されており、より大量の高品質の材料を生産しています。一貫した材料品質を確保するために、自動化されたハイスループットテスト方法の開発が開発されています。

さらに、2D材料の費用対効果の高いスケーラブルな製造ソリューションの開発を加速するためには、学界と産業のコラボレーションが不可欠です。

市場動向

「2D材料と新興技術の統合」

2D材料市場に影響を与える主要な新しい傾向は、特に量子コンピューティング、ウェアラブルデバイス、ナノメディシンなどの分野で、これらの材料と新興技術との統合の増加です。

研究者は、これらの高度な分野でブレークスルーを可能にするために、グラフェン、Mxenes、TMDなどの材料の可能性を調査しています。たとえば、量子コンピューティングのための量子ドット、医療診断用のバイオセンサー、ウェアラブル用の柔軟で伸縮性のある電子機器の2D材料が使用されています。

これらの技術が進むにつれて、2D材料の需要は成長し、高成長部門の革新と商業化を促進すると予想されます。この傾向は、次世代の技術の進歩を形作る上での2D材料の拡大する役割を強調しています。

• 2023年5月、NanoxploreはVoltaxploreの株式と知的財産の両方の完全な所有権を獲得し、MartinreaはNanoxploreの株式持分を21.1％から22.7％に増やしました。この開発は、NanoxPloreを新興市場の重要なプレーヤーとして位置づけ、さらなる研究と投資を促進する可能性があります。

2D材料市場レポートスナップショット

セグメンテーション	詳細
素材によって	グラフェン、遷移金属ジチャルコゲニド（TMDC）、黒リン、窒化ホウ素
アプリケーションによって	家電、航空宇宙、ヘルスケア、エネルギー、その他
地域別	北米：米国、カナダ、メキシコ
	ヨーロッパ：フランス、英国、スペイン、ドイツ、イタリア、ロシア、ヨーロッパのその他
	アジア太平洋：中国、日本、インド、オーストラリア、ASEAN、韓国、アジア太平洋地域の残り
	中東とアフリカ：トルコ、アラブ首長国連邦、サウジアラビア、南アフリカ、中東の残りのアフリカ
	南アメリカ：ブラジル、アルゼンチン、南アメリカの残り

市場セグメンテーション

• 材料（グラフェン、遷移金属ジチャルコゲン化物（TMDC）、黒リン、および窒化ホウ素）：グラフェンセグメントは、主に、エレクトロニック、エネルギー貯蔵、および例外的な電気的にサポートされているセンサーなどの用途での広範な採用により、2023年に4億6,590万米ドルを獲得しました。
• アプリケーション（コンシューマーエレクトロニクス、航空宇宙、ヘルスケア、エネルギーなど）：2023年には、2023年に33.32％のシェアを保持しました。これは、主にスマートフォン、ウェアラブル、ディスプレイなどのデバイスで軽量、柔軟な、および高性能材料の需要の増加に起因しています。

2D材料市場地域分析

地域に基づいて、グローバル市場は北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東、アフリカ、ラテンアメリカに分類されています。

北米2D材料市場は、2023年に約33.32％のシェアを獲得し、434.7百万米ドルと評価されました。この優位性は、地域の大手テクノロジー企業、学術機関、および高度な材料の革新を推進する研究機関の強い存在に起因しています。

特に、米国はこの成長に大きく貢献しており、R＆Dへの多大な投資と、電子機器、エネルギー貯蔵、航空宇宙の用途向けの2D材料の商業化です。自動車やヘルスケアなどの産業における2D材料の採用の増加は、地域の市場の成長に貢献すると予想されています。

• 2024年12月、Semiconductor Startup Destination 2Dは、CMOS互換プロセス条件下での高品質のグラフェンのウェーハスケール合成の成功を成功させ、グラフェンプロセス技術の専門知識を活用しました。

アジア太平洋地域の2D材料産業は、予測期間にわたって4.31％のCAGRで成長するように設定されており、急速な工業化、高度な電子機器の需要の増加、およびエネルギー効率の高い技術に重点を置いています。

中国、日本、韓国などの国は、研究と商業化の最前線にあり、グラフェンおよびその他の2D材料に半導体、エネルギー貯蔵、および再生可能エネルギーの用途向けに大きな投資があります。

ナノテクノロジーのイノベーションをサポートする有利な政府政策と相まって、この地域の拡大する製造能力は、地域の市場の成長をさらに加速することが期待されています。

規制枠組み

• 米国 環境保護庁（EPA）2D材料などのナノ材料を含む化学物質の製造、使用、および分布を規制する毒性物質制御法（TSCA）を管理します。 TSCAの下で、メーカーは、商取引に導入される前に、グラフェンやその他の2D材料を含む新しい化学物質について、EPAに事前製造通知（PMN）を提出する必要があります。
• 米国 食品医薬品局（FDA）医療機器の生物学的評価のためにISO 10993-1の使用に関するガイダンスを提供します。この標準は、医療機器やMxenesなどの材料の生体適合性の評価とテストの概要を示しています。
• 米国特許商標庁（USPTO）グラフェンや遷移金属ジチャルコゲン化物などの2D材料の革新の特許を含む知的財産権を監督します。特許試験と手順の付与を通じて、新しい技術とプロセスの保護を保証します。
• 国際電気技術委員会（IEC）電気、電子、および関連技術の国際標準を開発および公開するグローバル標準組織です。これは、2D材料を含むものを含む新興技術の安全性、信頼性、および相互運用性を確保する規制とフレームワークの開発において重要な役割を果たします。

競争力のある風景

グローバルな2D材料市場は、確立された企業と新興企業の両方を含む多くの参加者によって特徴付けられています。これらの企業は、グラフェン、モリブデンジスルフィド、窒化窒化ホウ素などの2D材料を含む用途の開発に焦点を当てています。

戦略的パートナーシップ、合弁事業、および広範な研究開発（R＆D）の取り組みを通じて、業界のプレーヤーは、柔軟な電子機器、次世代バッテリー、柔軟な技術のためのこれらの材料の商業化に焦点を当てています。医療機器。

特に2D材料がセンサー、フォトセクター、エネルギー効率の高いデバイスなどの競争上の優位性を提供する分野では、多くの新興スタートアップがニッチ市場をターゲットにしています。

• 2023年6月、グラフェンフラッグシップおよびAdvanced Materials 2030イニシアチブ（AMI2030）は、2D材料を含む高度な材料の分野におけるHorizon Europeとその後継FP10の下で欧州パートナーシップを共同で求めました。 このイニシアチブは、グラフェンと関連する2D材料に重点を置いて、最先端の材料の開発と商業化を加速し、高度な材料技術におけるヨーロッパの世界的なリーダーシップを強化することを目指しています。

2D材料市場の主要企業のリスト：

• Graphenea、Inc。
• Haydale Graphene Industries Plc
• Versarien™plc
• Nanoxplore Inc.
• Cabot Corporation
• ACS材料
• グラフェン産業
• アメリカの要素
• Thomas Swan＆Co。Ltd
• 2-dtechグラフェン
• PlanArtech
• Smart-Elements Gmbh
• オシラ
• 北欧のバイオグラファイトAB
• Planartech（Holdings）Ltd。

最近の開発（M＆A/パートナーシップ/契約/新製品の発売）

• 2024年10月、トヨタリサーチインスティテュートオブノースアメリカ（TRINA）とQuantum ComputingのリーダーであるXanaduは、材料科学シミュレーションの進歩において量子コンピューティングを活用するための新しいプロジェクトを開始しました。このコラボレーションは、材料科学の進歩を伝統的に遅らせてきた課題を克服する際の量子コンピューティングの重要性の増加を強調しています。
• 2024年1月、Azo Nano Partners、Uppsala University、Columbia Universityのコラボレーションにより、新しい2次元量子材料が発見されました。この材料は、セリウム、シリコン、ヨウ素（CESII）の原子型層で構成されており、重いフェルミオンを特徴とする2次元構造の最初の既知の例を表しており、量子材料研究の進歩の大きな可能性を提供します。
• 2023年2月、Haydaleは、2D材料の画像ベースの特性評価手法を開発するために、革新的な英国の助成金を受け取りました。このプロジェクトの目的は、イメージングテクノロジーを使用してグラフェンやその他のナノ材料などの材料の分析を進め、その特性とパフォーマンスをよりよく理解することを目的としています。