世界のSiC繊維市場は、2023年から2032年までに64億米ドルから306億米ドルまでの収益増加が見込まれ、2024年から2032年の予測期間にかけて年平均成長率（CAGR）が 19％で成長すると予測されています。
シリコンカーバイド（SiC）結晶はSiC繊維を生成し、これには炭素、シリコン、および酸素も含まれています。これらの繊維は軽量で非常に耐久性があり、陸上ガスタービンエンジンの過酷な条件や極端な温度に耐えることができます。この堅牢性が、電子機器業界での採用を推進する主な要因です。SiC繊維は、自動車、エネルギー、および航空宇宙などの様々な分野で応用されています。特に、防衛および航空宇宙産業において、過酷な環境に対する耐性が重要視される場合に、SiC繊維はその高い引張強度、靭性、および高温に対する耐性が評価されています。
航空宇宙分野におけるSiC繊維の需要の高まり
航空宇宙産業における部品製造において、軽量シリコンカーバイド（SiC）繊維の利用が増加していることは、今後数年間で市場成長の重要な推進要因となると予想されます。直径が5から150マイクロメートルのこれらの繊維は、主にシリコンカーバイド分子で構成されており、高い耐熱性、化学的安定性、高弾性率、軽量性、および耐久性などの重要な特性を備えています。
これらの特性により、SiC繊維は熱エンジン断熱材、タービン内のナノチューブ、セラミックマトリックス複合材料（CMC）、および金属合金の代替品など、様々な航空宇宙用途に適しています。
さらに、航空宇宙産業においてSiC繊維を使用することは、航空機エンジンの重量を大幅に削減し、燃料効率を向上させることで、航空宇宙企業に環境的および経済的な利点をもたらします。
その結果、様々な航空機部品の製造におけるSiC繊維の需要は大幅に増加すると予想されます。さらに、中国やインドなどの発展途上国における航空機や戦闘機の近代化が、最先端の機能を備えることで、シリコンカーバイド繊維市場のシェアを拡大させると見込まれています。
SiC繊維の高コスト
過去10年間で、シリコンカーバイド（SiC）繊維の製造方法において大きな進展があり、ほとんどのセラミックマトリックス複合材料（CMC）および核用途の特性要件を満たす、ほぼ化学量論的な小径繊維の製造が可能となりました。しかし、製造コストが依然として非常に高く、低コストを求める用途での使用を妨げています。SiC繊維強化CMCのコストは主にSiC繊維のコストによって決まり、最終部品コストの50%以上を占めています。
SiC繊維の高コスト（1トンあたり800米ドルから2,000米ドル）は、シリコンの20倍から50倍も高くなっています。この高コストは、シリコンカーバイドの高い融点のため、標準的な成長方法が実用的でないことからくる製造の難しさに起因しています。また、シリコンカーバイドを進展させるために必要な機械の複雑さとサイズも、全体的なコストに寄与し、SiCベースの繊維の価格を引き上げています。その結果、この要因が市場全体の成長を妨げる可能性があります。
シリコンカーバイド繊維の高価格は、その製造における大幅な進展にもかかわらず、様々な用途での採用に課題をもたらしています。CMCにおけるSiC繊維のコスト独占と高い製造費用が、優れた特性から利益を得られる産業での広範な使用を妨げています。
シリコンカーバイド繊維の製造において大きな進展が見られる一方で、その生産に伴う高コストは依然として広範な用途での採用の障壁となっており、市場全体の成長を遅らせる可能性があります。
先進SiC繊維の開発
世界的に認められた研究機関からの最先端の進展が、高温構造用途に特化した高度なシリコンカーバイド繊維の開発を推進しています。製品の操作特性を向上させることを目的とした革新的な設計や加工技術の進化により、主要な企業には製品ポートフォリオを充実させる機会が提供されると予測されています。
さらに、高温環境でのSiC繊維の性能向上に対する関心の高まりにより、研究開発活動が活発化しています。特に、BJS Ceramics GmbHやフラウンホーファー高温軽量構造センター（HTL）などの主要なSiC繊維メーカーは、シリコンカーバイドの生産を拡大し、非酸化物SiC繊維の製造を行っています。
非酸化物シリコンカーバイド繊維は、スーパー金属合金、酸化物セラミック複合材料、炭素繊維複合材料、単一複合材料などの複合材料の製造に応用されています。その結果、複合材料、スーパー合金、および耐熱材料の産業利用の増加が、シリコン繊維に対して有利な市場機会を創出すると期待されています。
フォーム別
連続シリコンカーバイド繊維セグメントは、2023年に世界市場の大部分を占めており、予測期間において顕著な年平均成長率（CAGR）を経験すると予測されています。これらの繊維は高放射線環境で優れた性能を発揮するため、原子力発電業界で非常に高い需要があります。
さらに、連続フィラメントで強化されたセラミックマトリックス複合材料は、大幅な軽量化と高い靭性を提供し、航空宇宙および防衛産業における大型の重要部品の製造に適しています。さらに、ファイバートウの取り扱いの容易さや、複雑な形状の複合材料の製造に使用できる能力も、その広範な使用に貢献しています。
連続シリコンカーバイド繊維セグメントは、高放射線環境での優れた性能により、原子力発電業界からの関心が高まっており、優位性を維持すると予想されています。さらに、強化されたセラミックマトリックス複合材料と連続フィラメントは、高い靭性と大幅な軽量化を提供し、このセグメントの継続的な成長に貢献しています。
用途別
複合材料セグメントは、2024年から2032年にかけて収益面で年平均成長率（CAGR）を経験すると予想されています。非酸化物シリコンカーバイド繊維で強化された複合材料は、過酷な環境条件や構造用途で優れた性能を発揮します。これらの複合材料は、一体型複合材料や金属スーパー合金と比較してより多くの利点を提供し、その結果、需要が増加しています。
シリコンカーバイド繊維で強化された複合材料は、優れたクリープ破断耐性と低い熱透過性および熱伝導率を示します。さらに、これらの複合材料は、特定の温度、寿命、応力、および環境条件に対応する能力を組み込むように調整することができるため、予測期間において複合材料セグメントを推進します。
SiC繊維で強化された複合材料の大きな利点は、最適なアーキテクチャ、コーティング、およびマトリックス材料を選択することで、特定の要件に合わせてカスタマイズできる点です。さらに、製品はどの配合でも一貫した強度特性を示し、部品メーカーに柔軟性を提供します。
マイクロ波用途におけるエレクトロスピンシリコンカーバイド繊維の人気の高まりは、予測期間において製品需要を促進すると期待されています。この製品は、シートの厚さに沿って小さな繊維の方向を変えることで、マイクロ波放射下で優れた吸収性能を示し、これが予測期間において需要を加速すると予想されています。
エンドユーザー別
エネルギーおよび電力セグメントは、予測期間において最大の市場シェアを維持し、最も高い年平均成長率（CAGR）を経験すると予想されています。シリコンカーバイド（SiC）繊維は、高い剛性、圧縮強度、および耐熱衝撃性を特徴としており、様々なエネルギーおよび電力部品に適しています。
シリコンカーバイド（SiC）繊維は、ガスタービンの内部断熱材としてのセラミックマトリックス複合材料や、高温炉の耐火物として使用され、燃焼室近くの金属シートの溶融を防ぎます。ガスタービン、核反応炉、炉などの様々な装置におけるSiC繊維の利用は、重要な世界市場のトレンドを示しています。
さらに、全世界の先進国および発展途上国では、急速に原子力施設が建設されています。例えば、現在、16か国で約50基の原子炉が建設中であり、主に中国、インド、ロシア、およびUAEに焦点が当てられています。したがって、断熱材としてSiC繊維を重要なコンポーネントとして組み込む原子炉の需要が高まることで、エネルギーおよび電力分野におけるシリコンカーバイド繊維市場の拡大が期待されます。
地域別分析
アジア太平洋地域は、予測期間において最も高い年平均成長率（CAGR）を経験し、2020年にはSiC繊維市場の収益で最大のシェアを占めると予想されています。中国の防衛部門の急速な拡大は、SiC繊維メーカーに高品質のSiC繊維を生産するよう促しています。中国の軍事および安全保障開発に関する報告書によると、この国は軍用武器や戦闘機の進化とアップグレードに向けた取り組みを強化しています。
さらに、インドや日本などの国々で新しい原子力発電所の建設が進められており、断熱材として耐熱性材料であるSiC繊維の使用が急増しています。これらの要因が、アジア太平洋地域におけるSiC繊維市場の成長を促進しています。
インドでは、2023年の一人当たり電力消費量が985 kWhに達し、総エネルギー消費量は2020年以降、年率6.5％の割合で大幅に増加しており、そのうち2023年には5％増加して1.14 Gtoeに達しました。この成長により、インド政府および地方当局がこの地域にさらに多くの発電所を設立する可能性があり、高温用途に広く使用されるSiC繊維の需要が増加すると期待されます。このトレンドは市場で大きな注目を集め、追加の市場需要を取り込むための重要な戦略として浮上しています。
主要企業のリスト：
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