重要なハイライト

スピントロニクスは、固体デバイスにおける電子の固有スピンとそれに関連する磁気モーメントを、基本的な電子の電荷に加えて研究します。スピントロニクスは、メモリと処理能力を向上させつつ、消費電力を削減する次世代ナノエレクトロニクスデバイスの駆動技術です。これらのデバイスでは、スピン偏極が磁気層またはスピン-軌道結合によって制御されます。スピントロニクスの現在の応用は、コンピュータやポータブル音楽プレーヤーで使用されるハードディスクドライブの読み書きヘッドにあります。
さらに、パンデミックの顕著な影響が市場に見られました。さまざまな国の政府によってロックダウンなどのさまざまな抑制措置が講じられ、工業セクターの成長に大きな影響を与えました。その結果、調査された市場での減速が見られました、特に初期段階において。しかしながら、この状況は調査された市場の範囲を拡大させ、データセンターやクラウドコンピューティングのような企業が需要と採用の急増を経験しました。
現代のデータ革命は、部分的に磁気とスピン現象に関する数十年の研究によって促進されています。例えば、巨大磁気抵抗の観察やそれに伴うスピンバルブ読み出しヘッドの進化などのマイルストーンは、デバイス研究を引き続き刺激しています。しかし、データ処理速度の向上やより広範なデータストレージ能力に対するニーズの高まりは、エネルギー消費と環境への懸念を大幅に増加させています。したがって、スピントロニクスにおける研究開発は、エネルギー消費を削減しながら情報処理能力を向上させる必要があります。これは、データストレージ容量が増加し続ける中、エネルギー消費もそれに伴って増加するため重要です。
スピントロニクスは、より高速でエネルギー効率の高い論理演算を可能にすることで、計算性能を向上させることができます。スピントロニクスデバイス（スピンベースのトランジスタやスピン論理ゲートなど）は、従来のCMOS（相補性金属酸化膜半導体）技術の限界を克服し、高速で低消費電力の計算を実現する可能性があります。
この需要は、5Gネットワークの浸透が進んでいることを含むいくつかの要因によって促進されています。5Gネットワークの展開には、増加した帯域幅と接続需要をサポートするために、高速なデータ転送速度が必要です。スピントロニクス技術は、より高速なデータ転送レートを実現できるため、5Gアプリケーションに適しています。
代替技術や材料の容易な入手可能性は、調査対象の市場における重要な課題の一つです。スピントロニクス市場はまだ初期段階にあり、スピントロニック材料と機能を主流のマイクロエレクトロニクスプラットフォームに統合するために対処すべきシステムおよびデバイスレベルの課題に直面しています。
スピントロニクス市場は初期段階にあり、市場の重要な部分はまだ研究と技術革新に大きく依存しています。さらに、供給側はCOVID-19の初期段階で全国的な lockdown と工場閉鎖の影響を受けました。しかし、この状況はデータセンターやクラウドコンピューティングなどの産業で需要と採用が大幅に増加したため、調査対象の市場の範囲を拡大しました。

半導体業界協会（SIA）およびWSTSによると、2023年の半導体売上高は全世界で5151億米ドルに達することが予想されています。半導体は電子機器の重要な部品であり、この業界は非常に競争が激しいです。2023年の前年比減少率は10.3パーセントでしたが、2024年には迅速な回復が期待されています。成長する半導体業界は、調査対象市場の成長を助けることが期待されています。

• スピンダイオード、スピンフィルター、およびスピンフィールド効果トランジスタが市場調査の対象とされています。スピンダイオードは、電気回路における電流の流れを測定できる半導体デバイスです。スピンダイオード産業を形成するいくつかのトレンドがあります。メモリアプリケーションの場合、スピンダイオードが探求されており、その非揮発性、電力へのアクセスの速さ、エネルギー節約の点で潜在的な利点を提供。

スピンフィルターは、スピントロニクスのさまざまなアプリケーションにおいて重要な役割を担っています。スピントロニクスは、情報処理、保存、操作を行うために電子スピンを利用します。これらの装置は、スピン偏極電流を生成、修正、測定するために欠かせないものであり、スピントロニクス技術の進化における基本的要素となっています。

• 現在、量子ドットに基づくスピンフィルターデバイスが注目を集めています。これに関連して、2023年1月に国際的な科学者チームが、実用的な量子ネットワークや量子コンピューターのためのグローバルな取り組みの一環として、量子ドットスピンキュービットの量子コヒーレンスを保存するための飛躍を示しました。これらの技術の応用は、情報転送の安全性から、センサー間の正確な時間同期を必要とする基本的な現象の測定に至るまで、新しい特性を持つ材料や化学物質の探索に至るまで、多くの産業や研究努力を変革するでしょう。

アメリカ物理学会によると、磁性材料からバリア材料への高いスピン注入効率（SIE）と熱スピンフィルター効果（SFE）は、それぞれスピントロニクスデバイスとスピンカロリトロニクスデバイスの高性能にとって重要です。
スピン場効果トランジスタ（Spin-FET）は、フェロ磁性源およびドレイン接点の間に配置された半導体チャネル内のゲート調整スピン-軌道相互作用を利用してトランジスタ機能を引き出す象徴的なスピントロニクスデバイスクラスです。最近、革新的なタイプのスピン-FETが提案されました。これは、量子材料に対するゲート調整されたひずみの形でのユニークな振動転送特性を活用することにより、周波数乗算のような刺激的なアナログアプリケーションにつながる可能性があります。

スピントロニクスに関連する研究活動の増加、半導体製造における世界的な優位性、ファウンドリー、および電子製品製造などのグローバル産業におけるリードは、アジア太平洋地域におけるスピントロニクス技術の範囲を拡大する主要な要因のいくつかです。
中国、日本、シンガポール、韓国などの国々は、スピントロニクス技術に関連する研究への投資が増えているため、調査対象市場の主要な投資家です。それに加えて、インドや東南アジアの他の国々も、製造レベルが高いため、これらの技術の重要なエンドユーザーとして台頭しています。
スピントロニクスの需要は、科学、産業、医療のアプリケーションへの需要の高まりにより、地域で増加しています。主要な市場プレーヤーは、市場シェアと収益性を向上させるために、他の地域でビジネスを拡大しようとしています。例えば、2023年8月にインドのS.N. ボース国立基本科学センターの科学者たちは、スピントロニクスデバイス（スピントロニクストランジスタやダイオードなど）に有用なラシュバ分裂という珍しい量子特性を示す初の2D複合量子材料を開発しました。この材料は、スピントロニクストランジスタ、スピンダイオード、電子スピンの量子特性を利用したスピンフィルターなどのスピントロニクスデバイスの2D基板（例えばグラフェン）とインターフェースすることができます。

• さらに、アジア太平洋地域の半導体産業は、中国、日本、台湾、韓国によって主に推進されています。これらの国は合わせて世界の半導体市場収益の約35％を占めています。韓国には20,000社以上の半導体関連企業があり、その中には2,650社の半導体機器企業、4,078社の半導体材料企業、369社のIC製造企業が含まれています。アジア太平洋地域の電子産業の推定成長率は他の地域と比較して高いです。

追加の利点：

• 1 イントロダクション

  • 1.1 調査の前提条件と市場の定義

  • 1.2 本調査の範囲

• 2 調査手法

• 3 エグゼクティブサマリー

• 4 市場についての洞察

  • 4.1 市場概要

  • 4.2 業界バリューチェーン分析

  • 4.3 業界魅力度 - ポーターのファイブフォース分析

    • 4.3.1 サプライヤーの交渉力

    • 4.3.2 買い手の交渉力

    • 4.3.3 新規参入の脅威

    • 4.3.4 代替品の脅威

    • 4.3.5 競合・競争状況の激しさ

  • 4.4 COVID-19とその他のマクロ経済動向が市場に与える影響

• 5 市場ダイナミクス

  • 5.1 市場の促進要因

  • 5.2 市場の課題

    • 5.2.1 代替技術や代替素材の容易な入手

• 6 スピントロニクス特許の現状

• 7 市場セグメンテーション

  • 7.1 デバイスの種類

    • 7.1.1 メタルベース・デバイス

      • 7.1.1.1 巨大磁気抵抗素子(GMR)
      • 7.1.1.2 トンネル磁気抵抗素子(TMR)
      • 7.1.1.3 スピントランスファートルク装置
      • 7.1.1.4 スピン波ロジックデバイス

    • 7.1.2 半導体デバイス

      • 7.1.2.1 スピンダイオード
      • 7.1.2.2 スピンフィルター
      • 7.1.2.3 スピン電界効果トランジスタ(FET)

  • 7.2 アプリケーション

    • 7.2.1 電動EV・産業用モーター

    • 7.2.2 データストレージ/MRAM

    • 7.2.3 磁気センシング

    • 7.2.4 その他の用途

  • 7.3 地域別

    • 7.3.1 北米

    • 7.3.2 ヨーロッパ

    • 7.3.3 アジア太平洋

    • 7.3.4 その他の地域

• 8 競合情勢

  • 8.1 企業プロファイル

    • 8.1.1 NVE Corporation

    • 8.1.2 Everspin Technologies Inc

    • 8.1.3 Crocus Technology Inc. (Allegro Microsystems, Inc.)

    • 8.1.4 Synopsys Inc

    • 8.1.5 Avalanche Technology Inc

• 9 投資分析

• 10 市場の展望

The Spintronics Market size is estimated at USD 1.49 billion in 2024, and is expected to reach USD 7.03 billion by 2029, growing at a CAGR of 36.43% during the forecast period (2024-2029).

Key Highlights

• Spintronics studies the intrinsic spin of the electron and its associated magnetic moment in solid-state devices, in addition to its fundamental electronic charge. Spintronics is the driving technology behind next-generation nano-electronic devices to increase their memory and processing abilities while reducing power consumption. In these devices, the spin polarization is controlled by magnetic layers or spin-orbit coupling. The current application of spintronics is in the read/write heads of the hard disk drives used in computers and portable music players.
• Furthermore, a notable impact of the pandemic has been observed on the market as various containment measures were taken by governments across multiple countries, such as lockdowns, which significantly impacted the growth of the industrial sector. As a result, a slowdown was witnessed in the studied market, especially during the initial phase. However, the scenario expanded the scope of the market studied as enterprises like data centers and cloud computing witnessed a surge in demand and adoption.
• The contemporary data revolution has, in part, been fostered by decades of research into magnetism and spin phenomena. For instance, milestones such as the observation of giant magnetoresistance and the resulting evolution of the spin-valve read head continue to motivate device research. However, the ever-increasing need for higher data processing speeds and more extensive data storage capabilities has significantly increased energy consumption and environmental concerns. Therefore, ongoing research and development in spintronics should reduce energy consumption while increasing information processing capabilities. This is crucial as data storage capacity continues to increase, leading to a corresponding increase in energy consumption.
• Spintronics can enhance computing performance by enabling faster and more energy-efficient logic operations. Spintronics devices like spin-based transistors and spin logic gates have the potential to overcome the limitations of traditional CMOS (complementary metal-oxide semiconductor) technology and enable high-speed, low-power computing.
• This demand is fueled by several factors, including the growing penetration of 5G networks. The deployment of 5G networks requires higher data transfer speeds to support the increased bandwidth and connectivity demands. Spintronics technology can enable faster data transfer rates, making it suitable for 5G applications.
• The easy availability of substitute technologies and materials is one of the significant challenges in the market studied. The spintronics market is still in its nascent stage and faces challenges at both the system and device levels that need to be addressed to integrate spintronic materials and functionalities into mainstream microelectronic platforms.
• The spintronics market is in its nascent stage, in which a significant portion of the market is still highly dependent on research and technological innovations. Moreover, the supply side of the market was affected in the initial phase of COVID-19 due to nationwide lockdowns and factory closures across the world. However, the scenario expanded the scope of the market studied as industries like data centers and cloud computing witnessed a massive surge in demand and adoption.

Spintronics Market Trends

Semiconductor-based Devices are expected to Witness Major Growth

• According to the Semiconductor Industry Association (SIA) and WSTS, 2023 semiconductor sales were expected to reach USD 515.1 billion worldwide. Semiconductors are crucial components of electronic devices, and the industry is highly competitive. The year-on-year decline rate in 2023 was 10.3 percent, although a swift recovery is expected in 2024. The growing semiconductor industry is expected to aid the studied market's growth.
• Spin diode, spin filter, and spin field-effect transistor are considered for the market study. A spin diode is a semiconductor device that can measure the current flow in an electrical circuit. Several trends are shaping the spin diode industry. In the case of memory applications, spin diodes are being explored and offer potential advantages in terms of their nonvolatility, speed of access to power, and energy savings.
• Spin filters play an essential role in different applications in spintronics, which uses electron spin to perform information processing, storage, and manipulation. These instruments are vital for generating, modifying, and measuring spin-polarized currents, making them a fundamental element in spintronic technology's evolution.
• Currently, spin filter devices based on quantum dots are gaining traction. Adhering to this, in January 2023, an international team of scientists demonstrated a leap in preserving the quantum coherence of quantum dot spin qubits as part of the global push for practical quantum networks and quantum computers. The application of these technologies will transform many industries and research efforts, from the safety of information transfer to the search for materials or chemicals with new properties, such as measurements of fundamental phenomena that require accurate time synchronization between sensors.
• According to the American Institute of Physics, high spin-injection-efficiency (SIE) and thermal spin-filter-effect (SFE) from a magnetic material to a barrier material are crucial to the high performance of a spintronic device and a spin caloritronic device, respectively.
• Spin field effect transistors (Spin-FET) are an iconic spintronic device class exploiting gate-tuned spin-orbit interaction in semiconductor channels interposed between the ferromagnetic source and drain contacts to elicit transistor functionality. Recently, a novel type of spin-FET has been suggested. It could lead to exciting analog applications such as frequency multiplication due to its unique oscillatory transfer characteristics in the form of gate-tuned strain on quantum materials.

Asia Pacific is Expected to Hold a Major Market Share

• An increase in the number of research activities related to spintronics, global dominance in semiconductor manufacturing, foundries, and lead in global industries such as electronic product manufacturing are some of the major factors expanding the scope of spintronics technologies in the Asia-Pacific region.
• Countries like China, Japan, Singapore, and South Korea are prominent investors in the market studied due to increasing investments in research related to spintronics technologies. In addition to that, countries like India and others in Southeast Asia are emerging as significant end users for these technologies due to the high level of manufacturing.
• The demand for spintronics is on the rise for the region, owing to the rising demand for scientific, industrial, and medical applications. The major market players are trying to expand their business in other regions to increase their market share and profitability. For instance, in August of 2023, scientists at S.N. Bose National Centre for Basic Sciences, India, developed the first-of-its-kind 2D Composite Quantum Material that exhibits the exotic quantum property of Rashba splitting, which is useful for Spintronic devices such as Spintronic transistors & Diodes. The material can interface with 2D substrates (Graphene, for example) in Spintronic Devices such as Spin Transistors, Spin Diodes, and Spin Filters that exploit the quantum property of electron spin for higher performance.
• Moreover, The semiconductor industry in the Asia-Pacific region is majorly driven by China, Japan, Taiwan, and South Korea, which together constitute around 35% of the global semiconductor market revenue. South Korea has more than 20,000 semiconductor-related companies, including 2650 semiconductor equipment enterprises, 4078 semiconductor material enterprises, and 369 IC manufacturing enterprises. The estimated growth of the electronic industry in the Asia-Pacific region is higher compared to other regions.

Spintronics Industry Overview

The spintronics market is marked by continual product penetration, limited product distinction, and intense competition. Innovation plays a pivotal role in securing a competitive edge. Notably, key market players like Avalanche Technology, Everspin Technologies Inc., Synopsys Inc., NVE Corporation, and Crocus Technology Inc. (Allegro Microsystems, Inc.) have secured funding to bolster their product innovation in recent years.

In June 2023, Crocus Technology introduced the CT40x, a groundbreaking current sensing solution that redefines current sensing in dynamic, high-demand environments. With exceptional performance and accuracy, it caters to both contact and contactless current sensing applications, seamlessly integrating into diverse power systems. The CT40x TMR sensor ensures uncompromised performance compared to traditional Hall and MR alternatives, facilitating widespread adoption of TMR technology across the market.

In May 2023, NVE expanded its range of smart magnetometers by unveiling the SM223, a high-sensitivity variant of its tunnel magnetoresistance (TMR) smart magnetometers. The heightened sensitivity of this new component enables more precise position control for enhanced robotics and finer current measurement for more efficient motors.

Additional Benefits:

• The market estimate (ME) sheet in Excel format
• 3 months of analyst support

• 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 Value Chain Analysis

  • 4.3 Industry Attractiveness - Porter's Five Forces Analysis

    • 4.3.1 Bargaining Power of Suppliers

    • 4.3.2 Bargaining Power of Buyers

    • 4.3.3 Threat of New Entrants

    • 4.3.4 Threat of Substitutes

    • 4.3.5 Intensity of Competitive Rivalry

  • 4.4 Impact of COVID-19 and Other Macro Economic Trends on the Market

• 5 MARKET DYNAMICS

  • 5.1 Market Drivers

    • 5.1.1 Increasing Demand for Spintronics in Electronic Devices, Due to Lesser Power Consumption

    • 5.1.2 Rising Need for Higher Data Transfer Speed and Increased Storage Capacity

  • 5.2 Market Challenges

    • 5.2.1 Easy Availability of Substitute Technologies and Materials

• 6 SPINTRONICS PATENT LANDSCAPE

• 7 MARKET SEGMENTATION

  • 7.1 Type of Device

    • 7.1.1 Metal Based Devices

      • 7.1.1.1 Giant Magneto Resistance-based Device (GMRs)
      • 7.1.1.2 Tunnel Magneto Resistance-based Device (TMRs)
      • 7.1.1.3 Spin-transfer Torque Device
      • 7.1.1.4 Spin-wave Logic Device

    • 7.1.2 Semiconductor Based Device

      • 7.1.2.1 Spin Diode
      • 7.1.2.2 Spin Filter
      • 7.1.2.3 Spin Field-effect Transistor (FETs)

  • 7.2 Application

    • 7.2.1 Electric Vehicle and Industrial Motor

    • 7.2.2 Data Storage/MRAM

    • 7.2.3 Magnetic Sensing

    • 7.2.4 Other Applications

  • 7.3 Geography

    • 7.3.1 North America

    • 7.3.2 Europe

    • 7.3.3 Asia Pacific

    • 7.3.4 Rest of the World

• 8 COMPETITIVE LANDSCAPE

  • 8.1 Company Profiles

    • 8.1.1 NVE Corporation

    • 8.1.2 Everspin Technologies Inc

    • 8.1.3 Crocus Technology Inc. (Allegro Microsystems, Inc.)

    • 8.1.4 Synopsys Inc

    • 8.1.5 Avalanche Technology Inc

• 9 INVESTMENT ANALYSIS

• 10 FUTURE OF THE MARKET