セラミックマトリックス複合材料市場規模、シェア、成長および産業分析、製品別（炭化ケイ素、酸化物/酸化物、炭素/炭素、その他）、最終用途産業別（航空宇宙および防衛、自動車、エネルギーおよび電力、産業、その他）、および地域分析、 2025-2032

セラミックマトリックス複合材料市場概要

Kings Research によると、世界のセラミックマトリックス複合材料市場規模は 2024 年に 132 億 5,000 万米ドルと評価され、2025 年の 144 億米ドルから 2032 年までに 278 億 7,000 万米ドルに成長すると予測されており、予測期間中に 9.89% の CAGR を示します。

この成長は、航空宇宙、自動車、エネルギー、防衛などのさまざまな最終用途分野における先進複合材料の採用の増加によるものです。さらに、極端な温度や過酷な動作条件に耐えることができる軽量で高強度の材料に対する需要が高まっているため、特にタービン エンジン、ブレーキ システム、熱保護用途での統合が加速しています。

主要な市場ハイライト:

1. セラミックマトリックス複合材料の市場規模は、2024 年に 132 億 5,000 万米ドルと推定されています。
2. 市場は、2025 年から 2032 年にかけて 9.89% の CAGR で成長すると予測されています。
3. 北米は 2024 年に 34.21% の市場シェアを保持し、評価額は 45 億 3,000 万米ドルでした。
4. カーボン/カーボン部門は、2024 年に 54 億 6,000 万米ドルの収益を獲得しました。
5. 航空宇宙・防衛部門は、2032 年までに 97 億 6,000 万米ドルに達すると予想されています。
6. アジア太平洋地域は、予測期間を通じて 10.63% の CAGR で成長すると予想されます。

セラミックマトリックス複合材業界で活動する主要企業は、CoorsTek Inc.、Lancer Systems、General Electric Company、Axiom Materials、Spirit AeroSystems, Inc.、3M、Ultramet、COIC、Touchstone Advanced Composites、Fraunhofer ISC、SGL Carbon、UBE Corporation、Morgan Advanced Materials、applicated Thin Films Inc.、および CFCCARBON CO, LTD です。

重要な産業における燃料効率、排出削減、パフォーマンス向上への関心の高まりにより、市場の成長がさらに促進されています。さらに、繊維強化、セラミック加工技術における継続的な革新と、産業および海洋分野での用途の拡大により、セラミックマトリックス複合材料の採用が促進されています。

• 2024年6月、シュプリンガー・ネイチャー・リミテッドは、北杭大学と中南大学の研究者らによる、インクジェット印刷とレーザー焼結で作られたセラミックマトリックス複合フィルムに関する研究を発表した。このフィルムは、2 倍の硬度と弾性率、3.8 倍高い破壊靱性、最大 86.6 メガパスカルの強力な結合、および最大 1050 ℃ の安定性を示しました。

過酷な環境における熱的および機械的安定性

市場の成長は、高度なエンジニアリング用途全体で極度の熱的および機械的ストレスに耐えることができる材料に対するニーズの高まりによって推進されています。これらの複合材料は、従来の金属や合金が酸化、熱劣化、構造疲労により機能しなくなる高温環境において優れた性能を発揮します。

航空宇宙、防衛、エネルギーなどの業界は、熱衝撃、腐食、機械的摩耗に対する優れた耐性を必要とするタービンブレード、熱シールド、排気システムなどのコンポーネントにセラミックマトリックス複合材料を活用しています。この需要は、材料の低密度と高い強度対重量比によってさらにサポートされ、ミッションクリティカルな運用における燃料効率とシステムの信頼性の向上を可能にします。

その結果、次世代の熱材料および構造材料への投資により、過酷で要求の厳しい環境で動作する分野全体でセラミックマトリックス複合材料の採用が加速しています。たとえば、ロールスロイスが開発しているのは、炭化ケイ素次世代ジェットエンジンで使用されるセラミック基複合材料は、より高い動作温度に耐え、熱効率を向上させ、エンジン全体の重量を軽減します。

これらの複合材料は、タービンシュラウドや燃焼器ライナーなどの高温セクション向けに設計されており、従来の超合金と比較して優れた耐熱性と耐久性を備えています。

脆化と微小亀裂の危険性

脆性と微小亀裂のリスクは、特に航空宇宙、自動車、エネルギーなどの分野において、セラミックマトリックス複合材料市場の成長に大きな課題をもたらしています。

セラミック材料の固有の脆さは、機械的ストレスや熱サイクル下で微小亀裂の発生と伝播を引き起こし、コンポーネントの構造的完全性と寿命を損なう可能性があります。これらの微小亀裂は材料の靭性を低下させ、早期破損につながる可能性があり、重要な用途での広範な採用が制限されます。

これらの課題を軽減するために、メーカーは改良された繊維強化技術と最適化されたマトリックス配合によってセラミックマトリックス複合材の靱性を高めることに重点を置いています。

連続繊維の組み込みや繊維とマトリックスの界面の設計などの技術により、亀裂のたわみとエネルギー吸収の制御が可能になり、亀裂の成長を防ぐことができます。さらに、加工方法と熱処理の進歩により、微細構造の均一性が向上し、脆性が軽減され、耐久性が向上しました。

製造技術と材料技術の進歩

製造技術と材料技術の進歩により、生産効率、精度、拡張性が向上し、セラミックマトリックス複合材料業界は大きく変化しています。

化学蒸気浸透、ポリマー浸透および熱分解、積層造形などの最新の製造技術により、微細構造制御が強化され、欠陥が低減された複雑なセラミック複合構造の製造が可能になります。

これらのイノベーションにより、高性能コンポーネントのより迅速でコスト効率の高い製造が促進され、航空宇宙、自動車、エネルギー、防衛分野のアプリケーションがサポートされます。

強化されたプロセスオートメーションとリアルタイム品質監視システムは、一貫した製品の信頼性を実現し、製造エラーを最小限に抑えることで、全体的な生産コストとリードタイムを削減します。

さらに、デジタルツールと高度なシミュレーション手法の統合により、設計と製造のワークフローが最適化され、カスタマイズされた軽量で耐久性のあるセラミック複合ソリューションの開発が可能になります。

• 2025 年 1 月、クランフィールド大学は南クイーンズランド大学と協力して、ACCORD (セラミックマトリックス複合材料研究開発の加速) プロジェクトを開始しました。 Research England から 0.02 万米ドルの資金提供を受けたこのイニシアチブは、時代遅れの方法を最新化し、サプライチェーンの課題に対処し、持続可能性を促進することにより、セラミックマトリックス複合材の製造を進歩させることを目的としています。

セラミックマトリックス複合材料市場レポートのスナップショット

市場の細分化

• 製品別（炭化ケイ素、酸化物/酸化物、炭素/炭素、その他）：炭素/炭素セグメントは、主にその卓越した耐熱性と強度により、2024年に54億6,000万米ドルを稼ぎ出し、航空宇宙および防衛用途で非常に好まれています。
• 最終用途産業別（航空宇宙・防衛、自動車、エネルギー・電力、工業用、その他）：燃料効率を向上させ、過酷な動作条件に耐えるための軽量で高性能な材料に対する需要の高まりにより、航空宇宙・防衛部門は2024年に36.54%のシェアを獲得した。

セラミックマトリックス複合材料市場地域分析

地域に基づいて、世界市場は北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東およびアフリカ、南米に分類されています。

北米のセラミックマトリックス複合材の市場シェアは、2024 年に約 34.21% となり、その価値は 45 億 3,000 万米ドルに達しました。この優位性は、大手航空宇宙および防衛メーカーの存在、セラミックマトリックス複合材料の研究開発への多大な投資、および先端材料技術の早期導入に起因しています。

北米の確立された製造インフラと熟練した労働力が市場の持続的な成長を支えています。防衛近代化、再生可能エネルギー開発、先端複合材料研究に重点を置いた政府の好意的な取り組みが、この拡大をさらに推進しています。

さらに、自動車、エネルギー、工業製造などの業界における高性能セラミックマトリックス複合材料の需要の高まりが、この地域の市場成長に貢献しています。

• 2024年1月、米国エネルギー省科学技術情報局は、高炭化収率のプレセラミック樹脂を使用することで、セラミックマトリックス複合材料の製造におけるコストのかかるセラミック浸透工程を排除する新しい製造プロセスを発表した。このアプローチにより、コストを削減しながら材料の品質が維持され、セラミックマトリックス複合材料が集光型太陽光発電などの業界での競争力を高めます。

アジア太平洋地域のセラミックマトリックス複合材料産業は、予測期間中に 10.63% の CAGR で成長すると予想されています。この成長は、航空宇宙、自動車、エネルギー分野における工業化と技術進歩にますます注目が集まっており、高性能セラミックマトリックス複合材料の需要が高まっていることが原因です。

政府の政策と技術革新に支えられ、この地域の産業基盤は拡大しており、先進的な複合材料と最新の製造方法の採用が促進されています。

さらに、アジア太平洋地域におけるインフラプロジェクトと再生可能エネルギー設備の増加により、業界全体でセラミックマトリックス複合材の採用がさらに加速しています。さらに、業界関係者と学術機関との戦略的協力により、先進的なセラミックマトリックス複合材料の継続的な革新が推進され、市場の成長が促進されています。

規制の枠組み

• 欧州連合では、化学物質の登録、評価、認可および制限 (REACH) 規制は、製造業者にリスクの評価と管理を義務付けることで、セラミック マトリックス複合材料中の物質の安全な使用を保証します。これはプレセラミックポリマーや繊維強化材などの材料に適用され、人体と環境の両方の安全性を促進します。
• 米国では、環境保護庁 (EPA) は、大気浄化法および資源保護および回収法に基づいて、セラミックマトリックス複合材の製造に関連する排出および廃棄物の管理慣行を規制しています。これらの規制は、CMC 製造に伴う高温処理および化学物質の使用における環境コンプライアンスを確保することを目的としています。
• 日本で、労働安全衛生法および化審法は、セラミック複合材料を含む先端材料の製造および応用における労働者の安全と環境保護を規制しています。

競争環境

セラミックマトリックス複合材料市場には、確立された世界的メーカーと新興の地域プレーヤーが混在しており、継続的な技術革新、生産能力の強化、戦略的提携を通じて製品の提供と市場での存在感を拡大しようと努めています。

企業は、セラミック複合材料の耐熱性、靭性、製造性を向上させるための研究開発に多額の投資を行っていると同時に、生産コストの削減にも注力しています。

• 2024 年 7 月、SRI インターナショナルは、極度の高温と腐食環境に耐えるように設計された高度なセラミック マトリックス複合材料の開発を発表しました。新しいプロセスは耐久性を向上させ、コストのかかる浸透工程を排除することで製造コストを削減します。これらの材料は、集中的な用途に最適です。太陽光発電、極超音速車両保護、熱交換器、核融合炉など、高性能でコスト効率の高い複合材料の大幅な進歩を示しています。

彼らは、航空宇宙、自動車、エネルギー、防衛産業における需要の高まりに対応するために、先進的で軽量かつ耐久性のある複合材料を開発しています。さらに、これらの企業は業界関係者や研究機関と積極的に連携して、特殊な用途に合わせて複合ソリューションを調整し、世界中でその導入を加速しています。

セラミックマトリックス複合材料市場の主要企業:

• クアーズテック株式会社
• ランサーシステムズ
• ゼネラル・エレクトリック社
• 公理マテリアル
• スピリットエアロシステムズ株式会社
• 3M
• ウルトラメット
• COIC
• タッチストーン アドバンスト コンポジット
• フラウンホーファー ISC
• SGLカーボン
• 宇部興産株式会社
• モーガン アドバンスト マテリアルズ
• アプライド・シン・フィルムズ株式会社
• CFCカーボン株式会社

最近の開発（製品発売）

• 2024年2月, 三菱化学グループは、摂氏1,500度までの条件に耐えるように設計された、ピッチベースの炭素繊維で強化された高温耐性セラミックマトリックス複合材料を導入しました。この材料は宇宙分野での応用を目的としており、東京とパリで開催される主要な航空宇宙展示会で展示される予定です。