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한글목차
양자 캐스케이드 레이저(QCL) 시장 규모는 2025년에 4,336억 4,000만 달러, 2030년에는 5,378억 1,000만 달러에 달할 것으로 예측되고 있습니다. 예측 기간 중(2025-2030년)의 CAGR은 4.4%를 나타낼 전망입니다.
QCL의 주요 장점 중 하나는 중적외선에서 테라헤르츠 영역까지 광범위한 파장 영역을 커버할 수 있다는 점입니다. 이 범용성은 레이저 발광의 정밀한 제어를 가능하게 해, 가스 검지, 분자 분광, 심지어 폭발물이나 약물의 검출 등 다양한 용도에 적합합니다. QCL의 파장 대역을 조정하는 능력은 과학 연구 및 실용적인 용도에 새로운 잠재력을 제공합니다.
주요 하이라이트
양자 캐스케이드 레이저(QCL)는 고출력을 나타내며 고강도로 집광된 빔을 공급할 수 있습니다. 이 특성을 통해 QCL은 LIDAR(Light Detection and Ranging: 광 검출 및 거리 측정)와 같은 장거리 원격 감지 용도에 적합합니다. 또한, QCL의 고출력은 다양한 분광 기술에서 효율적이고 정확한 측정을 가능하게 하며, 과학 연구 및 산업 응용 분야에서 신뢰할 수 있는 결과를 보장합니다.
양자 캐스케이드 레이저(QCL)는 독특한 특성으로 인해 정밀의료 활동에 다양한 용도가 있습니다. QCL은 전자기 스펙트럼의 중간 적외선 및 테라헤르츠 영역에서 작동하는 컴팩트한 반도체 기반 레이저입니다. 고분해능 분광, 발광 파장의 정밀한 제어, 고출력을 제공합니다. 양자 캐스케이드 레이저(QCLs) 시장은 세계 병원 수 증가와 의료 현장에서의 신기술의 채용에 의해 향후 수년간 크게 확대될 것으로 보입니다.
양자 캐스케이드 레이저(QCLs)는 군 및 방위 분야에서 가스 센싱과 화학물질 검출에 광범위한 응용이 있습니다. 중적외 영역의 발광 범위와 고감도와 같은 QCL의 독특한 특성은 다양한 가스 및 화학 물질의 식별 및 정량화에 적합합니다.
SIPRI 보고서에 따르면 북미 군사비는 2022년 9,000억 달러 이상에 달했습니다. 같은 해 동아시아의 군사비는 거의 4,000억 달러로, 중유럽과 서유럽의 군사비는 세 번째로 높았습니다. 이는 시장 성장을 가속할 것으로 예상됩니다.
양자 캐스케이드 레이저(QCL)의 고가의 초기 관련 비용은 특정 QCL 설계, 제조 공정, 파장 범위, 출력, 원하는 성능 특성 등 다양한 요인에 따라 달라집니다. 동시에, 그 변동 때문에 QCL의 업프론트 비용에 대한 정확한 숫자를 제시하는 것은 어렵습니다.
QCL은 고주파 능력을 통해 밀리미터파와 테라헤르츠 통신과 같은 고급 무선 통신 시스템의 개발에 채택할 수 있습니다. 이러한 시스템은 초고속, 대용량의 무선 데이터 전송을 실현하고, 통신 네트워크의 새로운 가능성을 열 가능성을 가지고 있습니다. 5G의 보급률이 높아짐에 따라 5G 스마트폰의 보급률도 증가하고 있으며 조사 대상 시장의 확대를 뒷받침할 것으로 추정됩니다.
양자 캐스케이드 레이저(QCL) 시장 동향
산업용 최종 사용자 산업이 큰 시장 점유율을 차지
QCL은 고출력 및 고휘도, 넓은 파장 범위, 장기 안정성, 고속 펄스 발생, 컴팩트성, 고체성, 가스 감지 감도 및 선택성 향상으로 산업 용도에 널리 사용됩니다. QCL은 산업 환경 모니터링에 적합합니다. QCL은 뛰어난 감도, 정확성 및 선택성을 통해 미량 가스 및 오염물질의 검출 및 분석에 도움이 됩니다. QCL 기반 센서 및 시스템이 가스 감지, 산업 공정 제어, 배출 가스 모니터링, 공기질 모니터링 등 효율성, 컴플라이언스 및 환경 지속가능성을 개선할 수 있는 분야에 있을 수 있습니다.
QCL은 산업 지역의 공기 품질을 모니터링합니다. QCL 기반 센서는 미립자 케이스, 오존, 이산화질소, 일산화탄소, 휘발성 유기 화합물을 포함한 다양한 대기 오염 물질을 검출하고 계산할 수 있습니다. 이 센서는 공기의 질을 조사하고, 오염원을 파악하고, 적극적인 완화 조치를 수행하는 데 사용할 수 있는 항상 실시간 데이터를 제공합니다.
Industry 4.0의 출현으로 산업용 사물인터넷(IIoT) 개념에 대한 산업계와 공정 자동화 업계의 관심이 높아지고 있습니다. 또한, 산업 환경 모니터링의 현저한 수요 증가가 추출 양자 캐스케이드 레이저 시장의 세계의 흥분을 이끌고 있습니다. 다양한 분야에서 인더스트리 4.0이 진행되고 있기 때문에 특히 중국, 인도, 호주, 한국 등의 신흥국에서는 프로세스 오토메이션 기술의 채용이 크게 급증하고 있습니다.
세계의 여러 지역에서 제조업이 성장하고 있는 것이 시장의 성장을 뒷받침하고 있습니다. 예를 들어 중국은 기술 발전, 인프라 개발, 숙련 노동자, 정부 정책, 이니셔티브를 통해 제조 부문에서 현저한 성장을 이루었습니다. 중국 국가 통계국에 따르면 2023년 중국의 산업 생산은 2022년에 비해 약 4.6% 증가했습니다.
다양한 산업에서의 자동화 증가는 공장 환경에서 양자 캐스케이드 레이저의 채택을 증가시킬 것으로 예측됩니다. 예를 들어 IFR의 예측에 따르면 2024년까지 전 세계 공장에서 가동하고 있는 산업용 로봇은 51만 8,000대로 증가할 것으로 예측됩니다. 설치 대수가 가장 많은 지역은 호주, 아시아로, 2020년에만 추정 26만 6,000대가 설치되었습니다. 2024년까지 아시아, 호주에서 산업용 로봇의 설치 대수는 37만대에 이를 것으로 예상됩니다. 또한 IFR에 따르면 산업용 로봇의 출하 대수는 향후 수 년간 대폭 증가하고 있으며, 전 세계적으로 약 45만 3,000대가 출하된 2022년의 피크를 상회할 것으로 예측되고 있습니다.
큰 성장이 예상되는 아시아태평양
중국의 의료 및 의료 분야는 진보된 진단과 치료에 점점 더 집중되고 있으며 큰 성장을 경험하고 있습니다. QCL은 호기 분석, 비침습적 포도당 모니터링, 질병 검출 및 모니터링을 위한 분자 분광법과 같은 의료 용도에 사용됩니다. 헬스케어 분야가 확대됨에 따라 이러한 분야에서 QCL 수요가 증가할 것으로 예상됩니다.
중국에서는 식생활과 라이프스타일 변화, 급속한 도시화, 산업화로 심장마비, 뇌졸중, 관상동맥질환, 심부전 등 심혈관질환 부담이 증가하고 있습니다.
2023년 5월, 연구자들은 중국의 2,025개 병원 데이터를 사용하여 대기 오염이 부정맥의 위험을 증가시킨다는 것을 발견했습니다. 본 조사에서는 심방세동, 심방조동, 조박, 상실성빈박(심박수가 비정상적으로 빠르는 심장질환) 등의 증상성 부정맥 급성 발병 환자 190,115명을 대상으로 하였습니다. 중국의 322개 도시를 대상으로 한 대규모 조사에서는 대기 오염에 대한 노출이 부정맥 위험 상승으로 이어질 것으로 판단되었습니다.
일본은 'Society 5.0'을 향해 급속히 전진하고 있으며, 이 새로운 초스마트 사회에서 인간 발달의 4대 단계 5장을 소개합니다. 모든 것이 IoT 기술로 연결되어 모든 기술이 통합되어 삶의 질이 극적으로 향상되었습니다.
또한 이 전략의 대상이 되는 주요 부문은 제조업(7,780만 달러), 인프라(6억 4,320만 달러), 개호·의료(5,500만 달러), 농업(6,620만 달러)입니다. 이러한 제조업의 확대는 조사한 시장 성장을 더욱 뒷받침합니다.
QCL 수요는 일본의 ICT 부문에 투자함으로써 일본의 ICT 부문을 촉진할 가능성이 높습니다. 예를 들어, 세계 주요 통신 투자 지주 기업 중 하나인 소프트뱅크는 최근 2023년 홋카이도에 대규모 데이터센터를 건설할 계획을 발표했습니다. 신설되는 데이터센터는 4,000만-6,000만 평방 피트(2억 6,600만-4억 달러)의 용량이 전망되고 있어 일본 최대급의 데이터센터가 될 전망입니다.
한국 정부는 반도체 산업의 연구 개발 및 설비 투자와 관련된 세제 우대 조치를 강화할 의향을 표명했습니다. 이 움직임은 이 분야의 기업이 2026년까지 최소 340조원을 투자하도록 장려하기 위한 것입니다.
또한 정부는 2022년까지 반도체 기술자 양성센터를 설립하여 향후 10년간 15만명 이상의 전문가를 양성할 계획입니다. 이러한 조치는 한국 기업이 세계의 비메모리 칩 시장 점유율을 2030년까지 3%에서 10%로 끌어올리는 것을 지원하기 위한 것입니다. 이러한 노력은 업계의 성장을 가속하고 자동화 및 제어 시스템에서 QCL의 큰 수요를 창출할 것으로 보입니다.
양자 캐스케이드 레이저(QCL) 시장 개요
양자 캐스케이드 레이저 시장은 세계 기업과 중소기업을 포함한 다양한 상황을 특징으로 합니다. 이 시장의 주요 진출기업은 하마마츠 포토닉스 주식회사, Thorlabs Inc., Adtech Optics Inc., Mirsense SAS, Leonardo Drs Inc. 등입니다. 이러한 기업들은 제품 라인을 강화하고 지속적인 경쟁력을 확보하기 위해 파트너십 형성 및 인수와 같은 전략을 추진하고 있습니다.
2024년 1월 - Thorlabs와 IRsweep은 개발한 중적외 분광 센싱 플랫폼을 새로운 용도으로 확장하기 위해 라이선싱 및 기술 이전 계약(TTA)을 체결. Thorlabs는 Irsweep의 특허받은 QCL 기반 DFM-Comb 분광기를 활용하여 기존의 광대역 스펙트럼 파워와 튜너블 레이저 스펙트럼의 유연성을 단일 장치에 통합한 고성능 감지 플랫폼을 구축합니다. 이 새로운 도구를 통해 솔러브스는 가스 감지, 환경 모니터링, 화학 분석 등 다양한 용도에 강력한 솔루션을 제공할 수 있습니다.
2023년 10월 - 블록 엔지니어링은 차세대 소형 양자 캐스케이드 레이저를 발표했습니다. 이 새로운 QCL은 레이저 출력이 6배로 향상되고 열적 및 시간적 안정성이 까다로운 향상과 독자적인 펄스 설계 기능으로 최소한의 전자 회로를 실현한다고 합니다. 이 회사의 sQCL은 컴팩트한 레이저 모듈로 5.4-12.8 미크론 범위 내에서 2-3 미크론 파장 범위에서 조정할 수 있습니다.
기타 혜택 :
엑셀 형식 시장 예측(ME) 시트
3개월의 애널리스트 서포트
목차
제1장 서론
조사의 전제조건과 시장 정의
조사 범위
제2장 조사 방법
제3장 주요 요약
제4장 시장 인사이트
시장 개요
업계의 매력도 - Porter's Five Forces 분석
공급기업의 협상력
구매자의 협상력
신규 참가업체의 위협
대체품의 위협
경쟁 기업간 경쟁 관계
COVID-19의 영향과 기타 거시 경제 요인이 시장에 미치는 영향
제5장 시장 역학
시장 성장 촉진요인
의료 활동에 있어서의 정밀함에의 요구의 고조
군 및 방위 분야에 있어서의 가스 검지·화학물질 검지 용도 수요 증가
시장의 과제
선행 투자 비용의 높이
제6장 시장 세분화
유형별
패브리 페로 레이저
분포 피드백형 레이저
파장 가변 외부 공진기 레이저
동작별
상용파
펄스파
최종 사용자 산업별
산업
의료
군 및 방위
통신
음식
기타 최종 사용자 산업
지역별
북미
미국
캐나다
유럽
영국
독일
프랑스
아시아
중국
일본
한국
인도
호주 및 뉴질랜드
라틴아메리카
중동 및 아프리카
제7장 경쟁 구도
벤더 포지셔닝 분석
기업 프로파일
Hamamatsu Photonics KK
Thorlabs Inc.
Adtech Optics Inc.
Mirsense SAS
Leonardo Drs Inc.
Nanoplus Nanosystems and Technologies GmbH
Inphenix Inc.
Alpes Lasers SA
Sacher Lasertechnik Gmbh
Block Engineering Inc.
제8장 투자 분석
제9장 시장의 미래
SHW
영문 목차
영문목차
The Quantum Cascade Lasers Market size is estimated at USD 433.64 billion in 2025, and is expected to reach USD 537.81 billion by 2030, at a CAGR of 4.4% during the forecast period (2025-2030).
One of the significant advantages of QCLs is their ability to cover a wide range of wavelengths, from the mid-infrared to the terahertz region. This versatility allows precise control over the laser emission, making them suitable for various applications like gas sensing, molecular spectroscopy, and even detecting explosives and drugs. The ability to tune the wavelength range of QCLs opens new possibilities for scientific research and practical applications.
Key Highlights
Quantum cascade lasers exhibit high output power, enabling them to deliver intense and focused beams. This characteristic makes QCLs well-suited for long-range remote sensing applications, such as LIDAR (Light Detection and Ranging), where the laser beam needs to travel significant distances. In addition, the high output power of QCLs allows for efficient and accurate measurements in various spectroscopic techniques, ensuring reliable results in scientific research and industrial applications.
Quantum Cascade Lasers (QCLs) have various applications in precision medical activities due to their unique properties. QCLs are compact, semiconductor-based lasers operating in the mid-infrared and terahertz regions of the electromagnetic spectrum. They offer high-resolution spectroscopy, precise control of emission wavelengths, and high-power output. The Quantum Cascade Lasers (QCLs) laser market is expected to expand significantly over the coming years due to the rise in hospitals and the adoption of new technologies in medical settings worldwide.
Quantum Cascade Lasers (QCLs) have extensive applications in gas sensing and chemical detection in the military and defense sectors. The unique properties of QCLs, such as their mid-infrared emission range and high sensitivity, make them well-suited for identifying and quantifying various gases and chemicals.
According to a report by SIPRI, military expenditures in North America reached more than USD 900 billion in 2022. East Asia spent almost USD 400 billion that year, with Central and Western Europe spending the third highest. This is expected to propel market growth.
The high up-front associated costs of Quantum Cascade Lasers (QCLs) can vary depending on various factors, including the specific QCL design, manufacturing processes, wavelength range, power output, and desired performance characteristics. At the same time, it is challenging to provide an exact figure for the up-front costs of QCLs due to the variability.
With their high-frequency capabilities, QCLs can be employed in the development of advanced wireless communication systems, such as millimeter-wave and terahertz communication. These systems have the potential to provide ultra-fast, high-capacity wireless data transfer, opening up new possibilities for telecommunications networks. With the rising penetration of 5G, the penetration of 5G smartphones is also growing, which is estimated to rev the expansion of the studied market.
Quantum Cascade Lasers (QCL) Market Trends
Industrial End-User Industry to Hold Significant Market Share
QCLs are broadly used in industrial applications due to their high power and brightness, broad wavelength coverage, long-term stability, rapid pulse generation, compactness, solid-state nature, and increased sensitivity and selectivity for gas sensing. QCLs are suitable for industrial environmental monitoring. They help detect and analyze trace gases and pollutants due to their great sensitivity, preciseness, and selectivity. Possibilities exist in areas where QCL-based sensors and systems can improve efficiency, compliance, and environmental sustainability, such as gas sensing, industrial process control, emissions monitoring, and air quality monitoring.
QCLs monitor air quality in industrial zones. QCL-based sensors can detect and calculate a variety of air pollutants, including particulate case, ozone, nitrogen dioxide, carbon monoxide, and volatile organic compounds. These sensors give constant, real-time data that can be used to examine air quality, identify pollution sources, and perform targeted mitigation actions.
The emergence of Industry 4.0 has garnered widespread interest among industrialists and process automation industries in the industrial Internet of Things (IIoT) concept. Additionally, a notable rise in demand for industrial environmental monitoring has led to a global boost in the extractive quantum cascade lasers market. The ongoing trend of Industry 4.0 in different sectors has resulted in a considerable surge in the adoption of process automation technologies, especially in emerging economies like China, India, Australia, and South Korea.
The growing manufacturing sector in several regions globally is likely to aid the market's growth. For instance, China experienced significant growth in its manufacturing sector due to technological advancements, infrastructure development, skilled labor, government policies, and initiatives. According to the National Bureau of Statistics of China, China's industrial production increased by about 4.6% in 2023 compared to 2022.
The increase in automation in various industries is anticipated to augment the adoption of quantum cascade lasers in factory settings. For instance, according to the IFR forecasts, the global adoption is expected to increase to around 518,000 industrial robots operational across factories all around the globe by 2024. Australia/Asia was the region with the most installed units; an estimated 266,000 units were fitted in 2020 alone. It is estimated that by 2024, industrial robot installations in Asia/Australia will reach 370,000 units. Also, according to IFR, industrial robot shipments are projected to rise significantly in the coming years, surpassing the peak in 2022 when around 453,000 industrial robots were shipped globally.
Asia Pacific Expected to Witness Significant Growth
China's healthcare and medical sectors are experiencing significant growth, with an increasing focus on advanced diagnostics and treatment. QCLs are used in medical applications such as breath analysis, non-invasive glucose monitoring, and molecular spectroscopy for disease detection and monitoring. The demand for QCLs in these areas is expected to rise as the healthcare sector expands.
China has been facing an increasing burden of cardiovascular diseases, including heart attack, stroke, coronary artery disease, heart failure, and other conditions, due to dietary & lifestyle changes, rapid urbanization, and industrialization.
In May 2023, using data from 2,025 hospitals in China, researchers found that air pollution raises the risk of irregular heartbeat. The study included 190,115 patients with acute onset of symptomatic arrhythmia, including atrial fibrillation, atrial flutter, premature beat, and supraventricular tachycardia (a heart condition that causes abnormally fast heart rate). Exposure to air pollution was determined to be linked to an increased risk of irregular heartbeat in an extensive study of 322 Chinese cities.
Japan is rapidly moving toward "Society 5.0", thus introducing the fifth chapter to the four major stages of human development in this new ultra-smart society. All things are connected through IoT technology, and all technologies are getting integrated, dramatically improving the quality of life.
Moreover, key sectors coming under this strategy are manufacturing (USD 77.8 million), infrastructure (USD 643.2 million), nursing and medical (USD 55 million), and agriculture (USD 66.2 million). Such expansion in the manufacturing industry further propels the studied market growth.
The demand for QCLs is likely to propel the Japanese ICT sector owing to the country's investment in the ICT sector. For instance, SoftBank, one of the world's leading telecommunications investment holding companies, recently announced plans to build a large data center in the Japanese city of Hokkaido in 2023. The new data center, which is expected to have a capacity of 40 to 60 million square feet (USD 266 to 400 million), is expected to be one of the largest data centers in Japan.
The government of South Korea has declared its intention to augment tax incentives associated with research and development and facility investment in the semiconductor industry. This move aims to encourage companies in the sector to invest a minimum of KRW 340 trillion by 2026.
Furthermore, the government plans to establish a semiconductor engineer training center by 2022 to provide over 150,000 experts for the next decade. These measures are intended to assist South Korean companies in elevating their share in the global non-memory chip market from 3% to 10% by 2030. Such initiatives will drive the industry's growth and create significant demand for QCLs in automation and control systems.
Quantum Cascade Lasers (QCL) Market Overview
The quantum cascade laser market is characterized by its varied landscape, which includes global corporations and small and medium-sized businesses. Key participants in this market encompass Hamamatsu Photonics KK, Thorlabs Inc., Adtech Optics Inc., Mirsense SAS, and Leonardo Drs Inc. These companies are engaging in strategies like forming partnerships and pursuing acquisitions to bolster their product line and secure a lasting competitive edge.
January 2024 - Thorlabs and IRsweep entered a Licensing and Technology Transfer Agreement (TTA) to extend the Mid-IR spectral sensing platform developed into new applications. Thorlabs will take advantage of Irsweep's patented QCL-based DFM-Comb spectroscopy instruments to create a high-performance sensing platform that combines the power of conventional broadband spectrum with the flexibility of tunable laser spectrum into a single device. This new tool will allow Thorlabs to provide a powerful solution for various applications, such as gas detection, environmental monitoring, and chemical analysis.
October 2023 - Block Engineering released its next generation of compact quantum cascade lasers. The new QCLs claim to offer a six-fold increase in laser power, orders of magnitude better thermal and temporal stability, and minimal electronics with unique pulse design capabilities. The company's sQCL is a compact laser module that can be tuned across a 2-3 micron wavelength range within a more significant 5.4 to 12.8 micron span.
Additional Benefits:
The market estimate (ME) sheet in Excel format
3 months of analyst support
TABLE OF CONTENTS
1 INTRODUCTION
1.1 Study Assumptions and Market Definition
1.2 Scope of the Study
2 RESEARCH METHODOLOGY
3 EXECUTIVE SUMMARY
4 MARKET INSIGHTS
4.1 Market Overview
4.2 Industry Attractiveness - Porters Five Forces Analysis
4.2.1 Bargaining Power of Suppliers
4.2.2 Bargaining Power of Buyers
4.2.3 Threat of New Entrants
4.2.4 Threat of Substitutes
4.2.5 Intensity of Competitive Rivalry
4.3 Impact of COVID-19 Aftereffects and Other Macroeconomic Factors on the Market
5 MARKET DYNAMICS
5.1 Market Drivers
5.1.1 Growing Need For Precision in the Medical Activities
5.1.2 Increased Demand of Gas Sensing and Chemical Detection Applications in the Military and Defense
