世界の宇宙製造市場：ペロブスカイト太陽電池、グラフェン・固体リチウム電池、その他（～2040年）
宇宙製造市場の市場規模は、2030年には46億米ドルと推定され、2040年には628億米ドルに達すると予測され、2030年から2040年までの年平均成長率は29.7%です。宇宙製造市場の成長の主な原動力は、宇宙での製造を可能にする主要な実現技術の開発です。これらには、3Dプリンターなどのハードウェアの小型化、コンポーネントの遠隔組み立てのための宇宙ロボット工学の開発、低資源での製造を可能にするエネルギー効率の高いプロセスなどが含まれます。 このような実現技術の開発は、過去数年間に見られた1kg当たりの打ち上げコストの減少傾向とともに、地上市場だけでなく宇宙で直接使用される製品を大規模に製造するのに役立ちます。
市場動向
推進要因 地上での製造に対する宇宙での製造の利点
宇宙環境は、精密さとゼロに近いコンタミネーションを必要とする電子機器や先端材料の製造に適しています。微小重力は対流と沈殿を減少させ、より均質で純粋な環境をもたらします。これにより、特に性能が向上した高品質の製品が生まれます。宇宙での先端材料の製造は、宇宙環境での制限のない結晶形成を利用することもできます。宇宙では、浮力による対流によって結晶成長が妨げられることがないため、より大きく、純度が高く、均一な結晶が得られます。これは、エレクトロニクス、光学、材料科学など、結晶の品質が最も重要な産業にとって非常に重要です。2022年、宇宙インフラ企業であるRedwire社は、2021年にISSに打ち上げられた同社の工業用結晶化施設で製造された最初の宇宙成長光学結晶を販売しました。同社の宇宙で製造された光学結晶は、オハイオ州立大学の電子顕微鏡施設であるCEMAS（Center for Electron Microscopy and Analysis）の研究者に売却され、サンプルは1kgあたり約200万ドルの価値があると評価されました。
制約： 主要製造原料の入手不能による生産規模の制限
豊富な地球資源がないことが独特の障害となっています。伝統的な製造業は、地球上で容易に入手できる原材料の入手可能性に依存しています。これは、電力、水、その他の資源の継続的な供給を必要とするスケーラブルな生産には制約となります。他の惑星の採掘や抽出、精製に関する現在の技術レベルは、まだ初期段階にあります。そのため、宇宙居住の計画は、依然として地球から目的惑星への補給ミッションに依存することになります。軌道上に前哨基地を設置すれば、打ち上げ回数を減らすことができますが、利用可能な月や火星の資源を完全に利用できないという重要な制約は残ります。
機会： 有人宇宙旅行や宇宙居住に使用される、宇宙空間で製造される製品の新市場。
火星探査のような有人惑星間ミッションでは、深宇宙の過酷な環境に長期間耐えられる製品が求められます。宇宙製造企業は、このようなミッション用に設計された特殊な機器や部品を製造することができます。これには、信頼性の高い推進システム、耐放射線素材、高度な生命維持技術、堅牢な通信機器などが含まれます。ミッションクリティカルな製品を提供することで、これらの企業は長期宇宙ミッションの成功に不可欠な存在となります。
宇宙居住施設や有人惑星間ミッションをターゲットとした宇宙製造製品の新宇宙市場は、宇宙製造企業にとって比類のないチャンスです。宇宙環境特有のニーズに合わせて製品をカスタマイズし、製造プロセスを最適化し、持続可能性を育み、コラボレーションとイノベーションを取り入れることで、これらの企業は、この変革の時代における宇宙探査の先駆者として自らを位置づけることができます。
課題 宇宙ベースの製造エコシステムにおける主要技術の長い成熟期間
宇宙ベースの製造エコシステムの開発には、探査や資源管理、遠隔監視、電力供給、部品の交換、修理、検査など、いくつかの主要技術の成熟が必要です。さらに、これらのシステムに関わるコンポーネントは耳から供給する必要があるため、ペイロードの質量と目的地からの距離を考慮すると、かなりの量の燃料補給が必要です。このように、宇宙補給の確立は、宇宙製造の枠組みを確立するためのもう一つの重要な要素になると予想されます。
宇宙ベースのインフラで高いTRLレベルを達成するための課題は多面的であり、プロセスの宇宙認定、信頼性要件、リソース管理、宇宙環境でのプロトタイピングなどが含まれます。このような厳しい要件は、開発スケジュールに直接影響を与えると予想され、パートナーシップや共同研究、ハードウェアの小型化、3Dプリンターやロボットアセンブリの軽量コンポーネントのための先端材料開発を通じて緩和する必要があります。
製品技術別では、量子ドットディスプレイが予測期間中に最も高いCAGRを記録する見込み
製品技術に基づき、宇宙製造市場は12のコアサブセグメントに区分されます： ペロブスカイト太陽電池、グラフェンおよび固体リチウム電池、プロトン交換膜電池、牽引モーター、水素推進システム、インシュリン、電磁メタマテリアルアンテナ、完全球ベアリング、量子ドットディスプレイ、組織・器官、ズブラン光ファイバー、ゼオライト結晶。量子ドットディスプレイ分野は、従来のLEDや現行技術に比べて高品質な出力を持つ量子LEDディスプレイの採用が増加していることから、予測期間中に最高のCAGRを記録する見込み。
2030年には北米が最高市場シェアを占める見込み
2030年には北米が最高シェアを占める見込み。この地域市場の成長は、主要産業や研究施設において、メタムテリアル・アンテナ、牽引モーター、ZBLANファイバーなど、微小重力環境で製造される高品質材料の需要が増加していることに起因しています。これらの製品の製造プロセスの自動化に対する主要企業の投資の増加も、予測期間中の地域市場の成長に貢献すると期待されています。
主要企業
Allevi Inc.（米国）、Global Graphene Group, Inc.（米国）、Le Verre Fluore Fiber Solutions（フランス）、Nedstack Fuel cell Technology BV（オランダ）、Echodyne Corporation（米国）などは、宇宙製造企業の大手企業です。 これらの企業は、北米、欧州、アジア太平洋地域、その他の地域にわたって、設備の整った製造施設と強力な販売網を有しています。
この調査レポートは、宇宙空間製造市場を用途、産業、タイプ、ソリューションに基づいて分類しています。
セグメント
サブセグメント
製品技術別
ペロブスカイト太陽電池
グラフェンと固体リチウム電池
プロトン交換膜電池
トラクション・モーター
水素推進システム
インシュリン
電磁メタマテリアルアンテナ
完全球体ベアリング
量子ドットディスプレイ
組織・臓器
ズブラン光ファイバー
ゼオライト結晶
最終用途別
政府・軍事
商業用
用途別
地上
宇宙
地域別
北米
ヨーロッパ
アジア太平洋
RoW（その他の地域）
2023年7月、NedStack BVはAVLとの戦略的パートナーシップを発表。
2023年5月、ABBはシーメンスの低電圧NEMAモータ製品ラインを買収（過酷用途および汎用モータを含む）。
2022年2月、エコーダイン社はノースロップ・グラマン社との戦略的パートナーシップを発表。
【目次】
1 はじめに （ページ – 23）
1.1 調査目的
1.2 市場の定義
表1の包含と除外
1.3 調査範囲
1.3.1 対象市場
図1 宇宙空間製造市場のセグメンテーション
1.3.2 対象地域
1.3.3 考慮した年数
1.4 考慮した通貨
表2 米ドル為替レート
1.5 制限事項
1.6 利害関係者
2 調査方法 （ページ – 27）
2.1 調査データ
図 2 報告書の作成フロー
図3 調査デザイン
2.1.1 二次データ
2.1.1.1 二次資料からの主要データ
2.1.2 一次データ
2.1.2.1 一次資料からの主要データ
2.1.2.2 一次インタビューの内訳
図4 一次インタビューの内訳：企業タイプ別、呼称別、地域別
2.2 要因分析
2.2.1 導入
2.2.2 需要側指標
2.2.3 供給側指標
2.2.4 景気後退の影響分析
2.3 市場規模アプローチ
2.3.1 ボトムアップアプローチ
2.3.1.1 市場規模推定手法
図5 市場規模推計手法：ボトムアップアプローチ
2.3.2 トップダウンアプローチ
図6 市場規模推定手法：トップダウンアプローチ
2.4 データ三角測量
図7 データ三角測量
2.5 調査の前提
図8 調査の前提条件
2.6 調査の限界
2.7 リスク分析
3 EXECUTIVE SUMMARY（ページ – 37）
図 9 2030 年までに最大の市場シェアを占めるのは組織／器官分野
図 10 2040 年までに最大の市場シェアを占める量子ドットディスプレイ分野
図11 2030年から2034年にかけて最も成長する市場は日本
図12 2035年から2040年にかけて最も成長する市場は日本と韓国
4 PREMIUM INSIGHTS （ページ – 41）
4.1 宇宙空間製造市場におけるプレーヤーにとっての魅力的な機会
図13：積層造形技術と3Dプリンティング技術の進歩が市場を牽引
4.2 宇宙空間製造市場、製品技術別（2030年）
図14 組織・器官分野が2030年までに市場を支配
4.3 宇宙空間製造市場：製品技術別（2030～2034年）
図15 2034年までに牽引モーター分野が市場を席巻
4.4 宇宙空間製造市場：製品技術別（2035年～2040年）
図 16 2040 年までに量子ドットディスプレイ分野が最大の市場シェアを占める見込み
4.5 宇宙空間製造市場：地域別
図 17 アジア太平洋地域が 2030～2034 年に最も急成長する地域市場
図18 2035年から2040年にかけて最も急成長するその他の地域市場
5 市場概観（ページ数 – 45）
5.1 はじめに
5.2 市場ダイナミクス
図 19 宇宙空間製造市場：促進要因、阻害要因、機会、課題
5.2.1 推進要因
5.2.1.1 アディティブ・マニュファクチャリングと3Dプリンティング技術の進歩
5.2.1.2 地上製造に対する宇宙製造の優位性
5.2.1.3 政府機関や民間企業による宇宙ベースのインフラ整備の機運の高まり
5.2.1.4 打ち上げコストの低下
5.2.2 阻害要因
5.2.2.1 宇宙ベースの製造技術の成熟に伴う高コスト
5.2.2.2 主要な製造原材料が入手できないことによる生産規模の制限
5.2.3 機会
5.2.3.1 有人宇宙旅行や宇宙居住施設で使用される宇宙製造製品のニーズ
5.2.3.2 拡大する衛星コンステレーションにおける宇宙サービスの新市場
5.2.4 課題
5.2.4.1 ISRUベースの製造プロセスのための利用可能な資源の精製と利用
5.2.4.2 宇宙ベースの製造エコシステムにおける主要技術の長い成熟スケジュール
5.3 バリューチェーン分析
図20 宇宙空間製造市場のバリューチェーン分析
5.4 顧客のビジネスに影響を与えるトレンドと破壊的要因
図21 宇宙空間製造市場に影響を与えるトレンドとディスラプション
5.5 宇宙空間製造市場のエコシステム
5.5.1 著名企業
5.5.2 民間企業および小規模企業
5.5.3 エコシステム
図 22 宇宙空間製造市場のエコシステムマップ
表3 宇宙空間製造市場のエコシステム
5.6 ポーターの5つの力分析
図23 宇宙空間製造市場：ポーターの5つの力分析
表4 宇宙空間製造市場：ポーターの5つの力分析
5.6.1 新規参入の脅威
5.6.2 代替品の脅威
5.6.3 サプライヤーの交渉力
5.6.4 買い手の交渉力
5.6.5 競合の激しさ
5.7 規制情勢
表5 北米：規制機関、政府機関、その他の組織
表6 欧州：規制機関、政府機関、その他の組織
表7 アジア太平洋地域：規制機関、政府機関、その他の組織
表8 その他の地域：規制機関、政府機関、その他の団体
6 業界動向（ページ番号 – 61）
6.1 導入
6.2 技術動向
6.2.1 3Dプリンティング技術の宇宙認定と小型化
6.2.2 宇宙用ハードウェアのロボット組立製造方法
6.2.3 宇宙船・衛星部品のモジュール製造
6.3 ユースケース分析
6.3.1 ユースケース1：宇宙空間での微細加工
6.3.2 ユースケース2：宇宙工場向けコボットとAIロボット
6.3.3 ユースケース3：高度バイオインク
6.4 メガトレンドの影響
6.4.1 人工衛星用ソーラーパネル製造
6.4.2 ミッション延長機の開発
6.5 特許分析
表9 主要特許一覧
7 宇宙内製造市場、製品技術別（ページ数 – 72）
7.1 はじめに
図 24 2030 年から 2034 年にかけて最も高い CAGR を記録する量子ドットディスプレイ分野
図25 2035年から2040年にかけて最も高い成長率を記録する量子ドットディスプレイ分野
表 10 宇宙空間製造市場、製品技術別、2030～2034 年（百万米ドル）
表 11 宇宙空間製造市場：製品技術別、2035～2040 年（百万米ドル）
7.2 ペロブスカイト太陽電池
7.2.1 持続可能で効率的な太陽光発電ソリューションの需要に対応するペロブスカイト太陽電池
7.3 グラフェンと固体リチウム電池
7.3.1 グラフェンと固体電池技術の採用により従来の電池への依存度が低下
7.4 プロトン交換膜電池（PEMC）
7.4.1 労働集約的なPEMC製造工程の自動化による製造の合理化
7.5 牽引モーター
7.5.1 列車の従来のモーターを置き換える強力な電気駆動装置
7.6 水素推進システム
7.6.1 複雑な製造上の課題を軽減する微小重力環境
7.7 インシュリン
7.7.1 高価な救命薬の需要増大は宇宙製造によって支えられる
7.8 電磁メタマテリアルアンテナ
7.8.1 地上での製造コストを削減する先進的アンテナの低資源製造
7.9 完璧な球体ベアリング
7.9.1 軍事任務能力強化のための正確でリアルタイムの標的情報の必要性
7.10 量子ドット・ディスプレイ
7.10.1 微小重力環境での精密製造が高品質ディスプレイの採用を促進
7.11 組織・器官
7.11.1 臓器や組織のバイオプリントを可能にする新しい製造プロセス
7.12 ZBLANファイバーオプティクス
7.12.1 費用対効果の高い高品質光ファイバーの宇宙製造
7.13 ゼオライト結晶
7.13.1 高品質のゼオライト結晶製造を可能にする微小重力条件
…
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レポートコード：AS 8837