スピントロニクス市場規模・シェア分析- 成長動向と予測（2023年～2028年）
株式会社グローバルインフォメーション（所在地：神奈川県川崎市、代表者：樋口 荘祐、証券コード：東証スタンダード 4171）は、市場調査レポート「スピントロニクス市場規模・シェア分析- 成長動向と予測（2023年～2028年）」（Mordor Intelligence Pvt Ltd）の販売を9月7日より開始しました。
【当レポートの詳細目次】
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スピントロニクス市場規模は2023年に10億9,000万米ドルと推定され、2028年には51億5,000万米ドルに達すると予測され、予測期間中（2023-2028年）のCAGRは36.43%で成長します。
スピントロニクス市場は黎明期にあり、かなりの部分がまだ研究と技術革新に大きく依存しています。さらに、COVID-19の初期段階では、世界中で全国的なロックダウンや工場閉鎖が発生したため、市場の供給面にも影響が及びました。しかし、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産業が需要と採用の大幅な急増を示したため、このシナリオは市場の調査範囲を拡大しました。
主なハイライト
スピントロニクス技術の最新の進歩は、垂直磁気異方性を持つナノ薄膜構造に基づいています。この効果はスピン軌道トルク（SOT）と呼ばれ、磁性金属または非磁性金属を交互に積層した多層スタックを設計することで改善できます。これらのシステムは、次世代の磁気抵抗ランダムアクセスメモリー（MRAM）デバイスで利用されるスピン軌道トルク磁化スイッチングに使用される重要な要素です。
例えば、IMDEA NanocienciaのPaolo Perna博士が指導するSpinOrbitronics研究チームは、対称Pt/Co/Pt三層膜のPtとCoの間に極薄のCu中間膜を挿入すると、界面的にスピン軌道トルクの増大が可能になることを観察しました。このことは、Cu/PtおよびCo/Cu界面におけるスピンメモリーロスの効果が、スピン軌道トルクの増大とスピンホール磁気抵抗の減少の両方に関与していることを示しています。
近年、スピントロニクスは、新しいタイプの磁気メモリであるMRAM（Magnetic Random Access Memory）の工業生産が、この分野の多くの主要企業（サムスン、INTEL、TSMC、Global Foundries）によって開始されたことで、マイクロエレクトロニクス市場において勢いを増しています。長距離にわたる電子の変位を制御するための包括的な実験的取り組みが行われているが、電子の移動後に電子スピンのコヒーレンスを維持することは依然として困難です。個々の電子スピンは5mの距離でコヒーレントに変位するため、電子のスピンを長距離にわたって制御することは、産業界にとって難しい課題でした。スピントロニクス技術を集積した製品は、電気自動車、MRAM、産業用モーター、データストレージなどに応用されています。
ここ数年、スピントロニクス技術は、従来のストレージ・デバイスに比べ、より能動的なデータ伝送能力とストレージ容量の増加により、データ・ストレージ・デバイスにも広く導入されています。
現在、スピントロニクス・デバイス、例えば磁気トンネル接合は、低い動作温度や材料選択における厳しい制約といった限界に悩まされています。こうした制約を克服するために、市場ではEURAMETなどの組織による新たな研究開発活動が行われています。実際、スピントロニクス技術は、磁気記憶装置と先端半導体マイクロエレクトロニクスまたはナノエレクトロニクスの主要要素を1つのチップに統合することができます。
スピントロニクス市場の動向
消費電力の低減による電子機器でのスピントロニクス需要の増加が市場を牽引する見通し
スピントロニクスに基づくデバイスが電子デバイスに取って代わり、はるかに低い電力レベルでより優れた性能を発揮することが期待されています。電子デバイスは電子の運動を通信や電力に利用するのに対し、スピントロニクス・デバイスは静止した電子の伝達可能な性質、スピンや角運動量を利用します。スピントロニクスは、計算やメモリー機能を実行するのに必要な労力を軽減します。
東京大学の研究者たちは、スピントロニクスに基づくメモリ・デバイスが、低消費電力で高速を実現する可能性があることを報告しました。そこで彼らは、誘導電流の存在下で磁気状態を低電力で素早く切り替えることができる、スピントロニクスに基づく新しいタイプのメモリを開発しました。
過去10年間、スピントロニクス技術は、技術の微細化と同時に、電子回路における消費電力の増大という現在の問題を解決できることから、大きな注目を集めてきました。スピントロニクスに基づく構造は、低消費電力、スタンバイ・リークゼロ、無限大の耐久性、良好な読み出し・書き込み性能、不揮発性、容易な3次元集積能力など、CMOS技術をベースとする現在の電子回路との融合を可能にします。IoTやスマートデバイスのような動向は、低消費電力で多くの機能を扱えるメモリ部品への需要を高め、スピントロニクスの範囲を拡大しています。
世界の半導体業界は、ストレージを維持・強化できる材料、システム、デバイスの開発を概説し、将来の技術開発に一貫して投資しており、現在のICの計算能力を向上させながら低消費電力を必要とするため、スピントロニクスの範囲は拡大すると予想されます。米国を拠点とするデータ・ストレージ企業、シーゲイト・テクノロジーは、スピントロニクス・メムリスタの研究を行っています。スピントロニクスに基づくトランジスタは、電子回路基板をスピントロニクスに置き換える可能性もあります。スピントロニクスはナノテクノロジーにおける新興分野のひとつであり、急速に成長しています。
DOEのアルゴンヌ国立研究所にある米国エネルギー省科学局ユーザー施設、アドバンスト・フォトン・ソース（APS）を利用する研究者たちは、電子スピンを操作する方法を研究し、スピントロニクス用の新材料を開発しています。
最近、アラバマ大学バーミンガム校物理学科の研究者が、米国国防総省空軍科学研究局から、磁気トポロジカル系の構造、トポロジカル、磁気転移を引き起こす外圧とひずみのモデリングと予測に関して、3年間で30万米ドルの助成金を獲得しました。この調査の成功は、トポロジカル電流を用いた低エネルギー消費スピントロニクスデバイスのための次世代量子計測デバイスの開発に役立つと期待されています。
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