クライオクーラー市場レポート

市場の概要:

世界のクライオクーラー市場規模は2023年に31億米ドルに達した。今後、IMARC Groupは、2032年までに市場は52億米ドルに達し、2024年から2032年の間の 成長率（CAGR）は5.5%を示すと予測している。効率的な冷却システムの拡大、物理学、化学、材料科学など様々な研究分野でのクライオクーラーの幅広い利用、凍結療法と凍結保存の出現は、市場を推進する主な要因の一部である。

クライオクーラーは、しばしば絶対零度に近い極低温を達成・維持するために設計された高度な装置である。材料やシステムを周囲温度よりかなり低い温度まで冷却することが要求される様々な科学、医療、産業用途において、極めて重要な役割を果たしています。熱力学の原理と高度な工学技術を利用することで、クライオクーラーは対象領域から効率的に熱を除去し、温度を下げることができます。クライオクーラーは、研究者が超低温での物質のユニークな特性を探求することを目的とする物性物理学などの分野で幅広く使用されている。これらの冷却器は、ボーズ-アインシュタイン凝縮体のような新しい物質の状態を作り出し、研究することを可能にする。さらに、超伝導技術においても不可欠であり、超伝導磁石や量子デバイスの動作を可能にしている。

超伝導体、磁石、電力システムの生産に必要な効率的な冷却システムの拡大が世界市場を牽引している。さらに、凍結療法と凍結保存の出現が市場を拡大している。凍結療法は治療目的で極低温に体をさらすことを含み、凍結保存は将来の使用のために生物学的サンプルを凍結保存することを含む。両分野とも関心が高まっており、クライオクーラーの需要に寄与している。さらに、クライオクーラーは、電子部品の性能と寿命を維持するために冷却が不可欠な半導体製造などの産業でも使用されている。産業が進歩し、より繊細で高性能な技術を採用し続けるにつれて、クライオクーラーの需要は伸びている。また、食品・飲料業界では、冷凍や保存などのプロセスに極低温冷却が使用されています。クライオクーラーは、このプロセスのための特定の温度条件を維持するためのアプリケーションを見つけるかもしれません。さらに、物理学、化学、材料科学のような様々な研究分野では、実験や研究のために極低温を必要とします。クライオクーラーは、実験室での低温の達成と維持に使用されます。

クライオクーラー市場の動向／牽引役：

ヘルスケア分野で高まる極低温アプリケーションの需要

クライオクーラーは、磁気共鳴画像装置（MRI）や凍結保存システムなどの医療機器に不可欠な部品である。MRI装置では、超伝導マグネットを超低温に維持するためにクライオクーラーが使用され、精密なイメージングと診断を可能にしている。再生医療や個別化治療などの医学研究や治療の進歩は、凍結保存技術に大きく依存している。クライオクーラーは、細胞や組織、さらには臓器の保存に必要な低温を維持し、移植や研究目的での生存性を確保する上で重要な役割を果たしている。医療業界が正確な診断と革新的な治療に焦点を当てながら進化を続ける中、信頼性が高く効率的なクライオクーリング・ソリューションへの需要がクライオクーラー市場の成長を促進すると予測されている。

宇宙・衛星技術の拡散

人工衛星や宇宙観測機器は、極端な高温と低温の間を行き来する極端な温度条件の中で作動することがよくあります。クライオクーラーは、赤外線センサー、検出器、その他の宇宙望遠鏡や観測プラットフォームの高感度コンポーネントを冷却するために採用されています。これらの冷却器は、安定した温度を維持することで最適な性能を確保し、宇宙から収集されるデータの精度と鮮明度を高めます。地球観測、通信衛星、惑星間ミッションへの関心が高まる中、宇宙環境の厳しさに耐えるクライオクーラーの需要は急増する見込みです。さらに、キューブサットなどの衛星の小型化により、これらの小型宇宙船の熱管理要件に対応できる小型、軽量、高効率のクライオクーラーが必要とされている。

超伝導技術と量子コンピューティングの進歩

超伝導材料は、極低温に冷却されると電気抵抗がゼロになり、強力な磁石や高感度センサーの実現が可能になる。クライオクーラーは、これらの材料の超伝導状態を維持するために極めて重要であり、粒子加速器用の高磁場マグネットや核融合研究、さらにエネルギー効率の高い送電などの応用を可能にする。量子力学の原理を利用して計算速度を飛躍的に向上させる量子コンピューティングは、量子情報の基本単位である量子ビットを絶対零度に近い温度で維持し、量子ノイズや量子エラーを減らすことに依存している。クライオクーラーは量子コンピュータの基本的な構成要素であり、量子ビットの安定動作に適した環境を作り出す。量子至上主義の追求が続き、産業界が量子コンピューティングの実用化を模索する中、こうした最先端技術に合わせたクライオクーラーの需要は今後も堅調に推移するだろう。

クライオクーラー 産業区分：

IMARC Groupは、世界のクライオクーラー市場レポートの各セグメントにおける主要動向の分析と、2024年から2032年までの世界、地域、国レベルでの予測を提供しています。当レポートでは、タイプ、熱交換器タイプ、運転サイクル、温度、用途に基づいて市場を分類しています。

タイプ別内訳：

• パルス管
• ギフォード・マクマホン
• ジュール・トムソン
• ブレイトン
• スターリング
   

ギフォード・マクマホンが市場を独占

本レポートでは、タイプ別に市場を詳細に分類・分析している。これには、パルス型、ギフォード・マクマホン型、ジュール・トムソン型、ブレイトン型、スターリング型が含まれる。報告書によると、ギフォード・マクマホンが最大のセグメントを占めている。

ギフォード・マクマホンのクライオクーリング技術は、低温を実現する方法として広く採用され、確立されており、数多くのアプリケーションの礎となっている。ギフォード・マクマホンの極低温冷却装置は、数ケルビンの低温に到達することが可能で、科学、工業、商業など幅広い用途に利用されています。これらの冷却器は、物質科学、凝縮系物理学、超伝導研究など、極低温での物質の探求が不可欠な分野で幅広く使用されている。さらに、ギフォード・マクマホンのクライオクーラーは、超伝導マグネット、クライオポンプ、量子デバイスなどの最先端技術の開発にも役立っています。さらに、ギフォード・マクマホンのクライオクーラーの効率性と有効性は、産業界全体で広く採用される一因となっています。

熱交換器タイプ別内訳：

• 回収型熱交換器
• 再生熱交換器
   

再生熱交換器が市場で最大のシェアを占める

本レポートでは、熱交換器のタイプ別に市場を詳細に分類・分析している。回収式熱交換器、と再生熱交換器が含まれる。同レポートによると、再生熱交換器が最大のセグメントを占めている。

再生熱交換器は、冷却システムの異なるコンポーネント間の熱の効率的な移動を促進することにより、クライオクーラーの動作において極めて重要な役割を果たします。このタイプの熱交換器は、熱再生の概念を利用しており、熱はサイクルのある段階で高温ガスから熱交換器内の固体マトリックスに伝達され、別の段階で再び低温ガスに伝達されます。この循環プロセスにより、クライオクーラーの冷却効率が向上する。再生熱交換器が注目されるのは、コンパクトで軽量な設計を維持しながら、高い冷却能力を達成できることに根ざしている。さらに、操作が簡単で堅牢なため、さまざまな分野で広く採用されています。

オペレーティング・サイクル別の内訳：

• オープンループ・サイクル
• クローズド・ループ・サイクル
   

本レポートでは、オペレーティング・サイクルに基づく市場の詳細な分類と分析を行っている。これには、オープンループサイクルとクローズドループサイクルが含まれる。

オープンループ・サイクルは、効率的かつ効果的な冷却を実現するための重要なアプローチである。このサイクルでは、気体がオリフィスを通して膨張し、ジュール・トムソン効果によって温度が低下する。オープンループ型クライオクーラーは、中程度の冷却能力を必要とする用途で広く利用されており、数ケルビンの温度範囲で動作することが多い。複雑な機械部品を使用せずに低温を実現できるため、科学実験における検出器、センサー、サンプルチャンバーの冷却などの用途に適しています。

一方、クローズドループ型クライオクーラーは、再生型クライオクーラーやスターリング冷凍機と呼ばれることが多く、圧縮と膨張を繰り返すことで冷却を行います。医療用画像処理、航空宇宙、最先端の科学研究など、より高い冷却性能と精度が要求される用途に特に適している。極低温から室温まで幅広い温度を達成できる汎用性の高さでも知られ、多様なシーンに適応できる。クローズド・ループ・サイクルの効率性と信頼性は、一貫した安定した冷却が不可欠な状況において有利である。

温度別の内訳：

• 1K-5K
• 5.1K-10K
• 10.1K-50K
• 50.1K-100K
• 100.1K-300K
   

同レポートでは、温度別に市場を詳細に分類・分析している。これには1K-5K、5.1K-10K、10.1K-50K、50.1K-100K、100.1K-300Kが含まれる。

5.1K～10Kの温度領域は、多くの科学、工業、研究用途において非常に重要な意味を持つ。この温度領域では、いくつかの材料や現象が明確な特性を示すため、研究者や技術者にとって注目の的となっている。例えば、超伝導はこの温度領域で一般的になり、粒子加速器や磁気共鳴画像装置（MRI）などの用途に使用される高磁場超伝導マグネットの作成を可能にする。さらに、多くの半導体デバイスやセンサーがこの温度帯で最適に機能し、効率と精度が向上する。この温度範囲は、量子ビットや量子ビットが安定した動作条件を必要とする、新たな量子技術のニーズにも対応している。

逆に、10.1K～50Kの温度範囲は、制御された精密な冷却から恩恵を受ける多様なアプリケーションを網羅しています。科学研究から工業プロセスまで、この温度範囲は多くのニーズに対応します。材料科学では、10.1K～50Kの温度範囲により、物質の新しい状態を調べることができ、量子挙動や相転移に関する洞察が得られます。液化ガス製造や航空宇宙など、極低温冷却に大きく依存している産業では、効率的なオペレーションにこの温度範囲が不可欠であることがよくあります。

用途別内訳：

• スペース
• ヘルスケア
• 軍事・防衛
• その他
   

ヘルスケア市場が最大のシェアを占める

同レポートでは、用途別に市場を詳細に分類・分析している。これには、宇宙、ヘルスケア、軍事・防衛、その他が含まれる。同レポートによると、医療が最大のセグメントを占めている。

極低温アプリケーションは医療診断、治療、研究に革命をもたらし、医療を極低温ソリューション需要の主要な原動力にしている。最も顕著なアプリケーションの1つは磁気共鳴イメージング（MRI）システムにあり、そこでは超伝導マグネットを超低温に維持するための極低温冷却が重要である。これにより、正確なイメージングと診断が保証され、患者のケアと医学的見識が大幅に向上する。さらに、ヘルスケア・セクターは、極低温技術を次のような用途に活用している。バイオバンクと凍結保存は、生物学的サンプル、組織、さらには臓器を極低温で保存することを可能にし、将来の医学的進歩のためにそれらの生存可能性を保持する。さらに、極低温技術は医学研究において重要な役割を担っており、科学者たちは自然条件を模倣した温度で細胞構造、タンパク質相互作用、薬物相互作用を研究することができる。

地域別内訳：

• 北米
  • 米国
  • カナダ
• アジア太平洋
  • 中国
  • 日本
  • インド
  • 韓国
  • オーストラリア
  • インドネシア
  • その他
• ヨーロッパ
  • ドイツ
  • フランス
  • イギリス
  • イタリア
  • スペイン
  • ロシア
  • その他
• ラテンアメリカ
  • ブラジル
  • メキシコ
  • その他
• 中東・アフリカ
   

北米が明確な優位性を示し、クライオクーラー市場の最大シェアを占める

この市場調査報告書は、北米（米国、カナダ）、アジア太平洋（中国、日本、インド、韓国、オーストラリア、インドネシア、その他）、欧州（ドイツ、フランス、英国、イタリア、スペイン、ロシア、その他）、中南米（ブラジル、メキシコ、その他）、中東・アフリカを含むすべての主要地域市場についても包括的な分析を行っている。報告書によると、北米が最大の市場シェアを占めている。

北米は、低温技術の進歩に積極的に貢献する著名な研究機関、大学、テクノロジー企業が集中しています。これにより、革新が促進され、さまざまな産業で最先端の低温冷却ソリューションの創造が進みます。さらに、北米の活気ある航空宇宙および防衛分野は、低温冷却装置の需要に大きく寄与しています。この地域には、宇宙機関、航空宇宙企業、防衛請負業者が多数存在し、宇宙機器、衛星システム、赤外線検出器や熱画像装置などの防衛用途に低温冷却技術が必要です。また、北米の強力な産業基盤と技術革新への重視は、製造プロセス、材料試験、半導体製造などの分野で低温冷却装置の採用を支えています。

競争環境：

クライオクーラーメーカーは、製品の効率、信頼性、性能を高めるため、研究開発に多額の投資を行っている。低温、高冷却能力、エネルギー効率の向上を実現する革新的なクライオクーリング・ソリューションを開発するため、新しい材料、設計、製造技術を模索している。さらに各社は、特定の顧客ニーズや新たな用途に対応するため、クライオクーラーの新モデルや新構成を継続的に革新・導入している。各社は、医療機器から宇宙機器まで、さまざまなシステムに統合できる小型・軽量で信頼性の高いクライオクーラーを設計している。大手企業は、ヘルスケア、航空宇宙、研究、工業プロセスなどの産業にわたる幅広い用途に対応するため、製品ポートフォリオを拡大している。これには、超伝導アプリケーション、量子コンピューティング、衛星技術など、特定のユースケースに最適化されたクライオクーラーの開発も含まれる。

本レポートでは、市場の競争環境について包括的な分析を行っている。主要企業の詳細なプロフィールも掲載している。市場の主要企業には以下のようなものがある：

• Advanced Research Systems Inc.
• Air Liquide S.A.
• AMETEK Inc.
• Brooks Automation Inc.
• Chart Industries Inc.
• Cryomech Inc.
• Honeywell International Inc.
• Lake Shore Cryotronics Inc.
• Northrop Grumman Corporation
• RICOR Cryogenic & Vacuum Systems
• Sumitomo Heavy Industries Ltd.
• Superconductor Technologies Inc.
• Thales Group.
   

最近の動向:

• 2022年11月、住友重機械工業株式会社は、全体的な効率と冷却性能を300％向上させた新型の最高容量77Kクライオクーラーを発売する。
• 2022年3月、クライオメック社は新しいPt310パルスチューブ冷凍機を発表する。これは3ケルビン（K）で最適なヒートリフト性能を発揮し、ドライ希釈冷凍機がミリケルビン・レベルまで温度を下げることを可能にする。
• 2021年12月、タレス・グループはエアバス・ディフェンス・アンド・スペース社と、TRISHNA（高解像度天然資源評価用赤外線画像衛星）衛星専用のクライオクーラー2台の納入契約を締結した。TRISHNAは、解像度とリフレッシュレートに関して画期的な技術を使用する。

クライオクーラー市場レポート範囲:

ステークホルダーにとっての主なメリット:

• IMARC’の業界レポートは、2018年から2032年までの様々な市場セグメント、過去と現在の市場動向、市場予測、クライオクーラー市場のダイナミクスを包括的に定量分析します。
• この調査レポートは、世界のクライオクーラー市場における市場促進要因、課題、機会に関する最新情報を提供しています。
• この調査では、主要な地域市場と急成長している地域市場をマッピングしている。さらに、各地域内の主要な国レベルの市場を特定することも可能である。
• ポーターのファイブ・フォース分析は、利害関係者が新規参入の影響、競合関係、供給者パワー、買い手パワー、代替の脅威を評価するのに役立つ。これは、関係者がクライオクーラー業界内の競争レベルとその魅力を分析するのに役立ちます。
• 競争環境は、利害関係者が競争環境を理解することを可能にし、市場における主要企業の現在のポジションについての洞察を提供します。