![]() マテリアルズ・インフォマティクスの世界市場 2025-2035年The Global Materials Informatics Market 2025-2035 マテリアルズ・インフォマティクス(MI)市場は、データサイエンス、人工知能、材料科学が融合し、新素材の発見と最適化を加速させる、急速に発展している分野である。この成長を促進する中... もっと見る
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サマリー![]()
マテリアルズ・インフォマティクス(MI)市場は、データサイエンス、人工知能、材料科学が融合し、新素材の発見と最適化を加速させる、急速に発展している分野である。この成長を促進する中核的な価値提案は、材料開発のタイムラインを劇的に短縮することである。従来のアプローチでは、コンセプトから商品化まで通常10~20年を要するのに対し、MIを活用した手法ではこれを2~5年に短縮できる可能性がある。この加速は、材料の革新が製品の性能や市場の差別化に直接影響する産業において、大きな競争優位性をもたらす。
MIエコシステムには、いくつかの異なるビジネスモデルが登場している。Citrine Informatics社、Kebotix社、Materials Design社などのSaaS(Software-as-a-Service)プラットフォームは、データサイエンスの専門知識に乏しい材料科学者に特化したツールを提供している。これらのプラットフォームは通常、機能とユーザー数に基づく段階的価格設定のサブスクリプションモデルを採用している。一方、NobleAIのようなMIコンサルタント会社は、特定の材料開発の課題に焦点を当てたプロジェクトベースの契約を提供している。BASF、トヨタ、サムスンなどの大手企業も、社内に相当なMI能力を確立しており、市場導入への第三の道筋を示している。
最近の市場活動の特徴は、ベンチャーキャピタルからの多額の投資であり、いくつかのMI新興企業は5,000万ドルを超える資金調達ラウンドを確保している。同時に、マイクロソフトのAzure Quantum Elementsプラットフォームを筆頭に、大手テクノロジー企業がこの分野に参入しており、中小企業の市場ポジションを崩壊させる可能性がある。また、MIプロバイダーと従来の材料シミュレーションソフトウェア企業との戦略的提携も増加し、より包括的な統合ソリューションが生み出されている。アプリケーション分野別では、電池材料が現在最大のセグメント(市場金額の約30%)を占め、次いで先端ポリマー(20%)、触媒(15%)、合金(12%)となっている。最も強い成長が予測されるのは、医薬品材料探索と再生可能エネルギー用途である。
市場が直面する主な課題には、データの品質と標準化の問題、材料科学とデータ科学を組み合わせた高い専門知識の壁、MI導入に多額の初期費用がかかることから投資回収率への疑問などがある。このような課題にもかかわらず、成功事例が早期導入者の明確な競争上の優位性を実証し、MIアプローチを導入しなければ材料イノベーション能力で遅れをとるリスクがあるというプレッシャーを業界全体に与えているため、市場は今後も急速な拡大を続けると予想される。
世界の材料インフォマティクス市場2025-20』は、急速に発展する材料インフォマティクス(MI)業界を詳細に分析し、現在の技術、市場ダイナミクス、主要プレーヤー、2035年までの将来の成長軌道を検証する。材料探索と最適化が人工知能とデータサイエンスのアプローチをますます活用するようになる中、本レポートは材料バリューチェーン全体の関係者に不可欠な戦略的洞察を提供します。
レポート内容
技術分析
材料インフォマティクスの応用
市場分析
技術タイプおよびアプリケーション分野
地域および業種
ビジネスモデル(SaaS、コンサルティング、インハウス)
エンドユーザータイプおよび企業規模
量子機械学習やニューロモーフィックコンピューティングを含む新技術の評価
R&Dコスト削減や市場投入までの時間短縮を含む経済効果の分析
MI'の持続可能な開発や循環型経済における役割の評価持続可能な開発と循環型経済への取り組みにおける MI の役割
2025-2035 年の世界市場予測と詳細な成長分析
MI プロバイダー、エンドユーザー、投資家への戦略的提言
この包括的な分析には、企業概要、独自技術評価、ビジネスモデル、主要パートナーシップ、ターゲット市場、資金調達の経緯、材料インフォマティクスエコシステム内での戦略的位置付けなどが含まれている。本レポートは、2035年まで急速に進化する市場環境をナビゲートするための実用的なインテリジェンスを、既存の業界リーダーと新興新興企業の両方に提供します。
目次1 EXECUTIVE SUMMARY
1.1 材料情報学とは何か
1.2 材料科学データの問題点
1.3 少ない、あるいは疎なデータへの対応
1.4 材料インフォマティクスを推進する主要技術
1.5 現代の材料科学・工学における重要性
1.6 市場の課題と阻害要因
1.7 最近の業界動向
1.8 市場プレイヤー
1.9 将来市場の展望と機会
1.9.1 材料ラボにおけるAIとロボティクスの統合
1.9.2 材料発見のための量子機械学習
1.9.3 材料データ管理のためのブロックチェーン
1.9.4 材料インフォマティクスにおけるエッジコンピューティング
1.9.5 材料設計における拡張現実と仮想現実
1.9.6 材料モデリングのためのニューロモーフィックコンピューティング
1.9.7 サービスとしての材料情報学(MIaaS)
1.9.8 モノのインターネット(IoT)との統合
1.9.9 グリーンテクノロジーとサーキュラーエコノミー応用
1.10 MIロードマップ
1.11 経済効果分析
1.11.1 材料R&Dにおけるコスト削減
1.11.2 雇用創出と技能開発
1.11.3 伝統的材料産業への影響
1.12 持続可能性と環境
1.12.1 持続可能な開発におけるマテリアルズ・インフォマティクスの役割
1.12.2 材料生産における環境負荷の低減
1.12.3 リサイクル可能な設計とサーキュラー・エコノミー
1.12.4 バイオに着想を得た材料発見
1.13 世界市場予測
2 序論
2.1 データサイエンス時代の到来
2.2 MI出現の背景
2.3 材料情報学開発の動機
2.3.1 発見の加速
2.3.2 コスト削減
2.3.3 グローバルな課題への対応
2.3.4 データ価値の最大化
2.3.5 複雑性への対応
2.3.6 ターゲットを絞った設計の実現
2.3.7 再現性の向上
2.3.8 複合領域の知識の統合
2.3.9 持続可能性のサポート
2.3.10 競争上の優位性
2.4 人工知能(AI)の材料科学・工学への統合
2.4.1 AI の機会
2.5 材料科学データの問題点
2.6 アルゴリズムの進歩
2.7 材料インフォマティクスのカテゴリー
2.8 科学・工学におけるデータ駆動型アプローチへの傾向
2.8.1 バイオインフォマティクス
2.8.2 ケミンフォマティクス
2.8.3 ジオインフォマティクス
2.8.4 健康インフォマティクス
2.8.5 環境インフォマティクス
2.8.6 アストロインフォマティクス
2.8.7 ニューロインフォマティクス
2.8.8 エンジニアリングインフォマティクス
2.8.9 エネルギーインフォマティクス
2.8.10 量子インフォマティクス
2.9 課題
2.10 機械学習の利点
3 技術分析
3.1 概要
3.1.1 スコープとスクリーニング
3.1.2 新種と関係
3.1.3 従来の合成アプローチのループを閉じる
3.1.4 高スループットバーチャルスクリーニング(HTVS)
3.1.5 材料情報学アルゴリズムのインプットとアウトプット
3.2 技術アプローチ
3.2.1 データマイニング
3.2.2 機械学習とAI
3.2.3 ハイスループット計算
3.2.4 データインフラ
3.2.5 可視化ツール
3.2.6 強化学習
3.2.7 自然言語処理
3.2.8 自動実験
3.2.9 ワークフロー管理
3.2.10 量子コンピューティング
3.2.11 QSARとQSPR
3.3 MIアルゴリズム
3.3.1 MIアルゴリズムの種類
3.3.2 自動化された特徴選択
3.3.3 教師あり学習モデル
3.3.3.1 教師あり学習アルゴリズム
3.3.3.2 教師なし学習アルゴリズム
3.3.4 ベイズ最適化
3.3.5 遺伝的アルゴリズム
3.3.6 生成 vs 識別アルゴリズム
3.3.7 深層学習
3.3.8 大規模言語モデル(LLM)と材料R&D
3.4 データインフラ
3.5 データベース
3.6 データベースからビッグデータへ
3.6.1 迅速なデータ生成と収集
3.6.2 材料データベースの統合的利用
3.6.3 データの信頼性
3.7 材料情報学におけるスモールデータ戦略
3.7.1 データ相関の活用
3.7.2 理論と経験に基づく記述子の選択
3.8 物理実験と特性評価によるMI
3.8.1 ハイスループット実験(HTE)
3.8.2 In-situとOperando特性評価
3.8.3 先端イメージングと分光法
3.9 計算材料科学
3.9.1 統合計算材料工学(ICME)
3.9.2 量子コンピューティング
3.10 自律的実験とラボ
3.10.1 完全自律型ラボ
3.11 マルチモーダルデータ統合
3.12 材料特性評価における逆問題
3.13 データ駆動型実験デザイン
3.14 自動化されたデータ解析と解釈
3.15 材料研究におけるロボティクスと自動化
4 材料情報学の応用
4.1 合金設計と最適化
4.1.1 高エントロピー合金設計
4.1.2 アルミニウムおよびチタン合金
4.1.3 金属ガラス合金
4.1.4 ニッケル基超合金
4.2 創薬と医薬品開発
4.2.1 AI駆動型ドラッグデザイン
4.3 金属間化合物
4.4 有機金属化合物
4.5 有機エレクトロニクス
4.6 コーティング
4.7 触媒
4.8 イオン液体
4.9 電池材料
4.9.1 リチウムイオン電池
4.9.2 電池材料探索の加速
4.10 高密度蓄熱材料
4.11 水素系超伝導体
4.12 ポリマーインフォマティクス
4.12.1 積層造形材料の最適化
4.12.2 持続可能なポリマー開発
4.13 ゴム加工
4.14 ナノマテリアル
4.15 二次元材料
4.16 メタマテリアル
4.17 潤滑剤
4.18 熱電材料
4.19 太陽光発電
4.20 建築材料
4.21 バイオマテリアル
5 市場プレイヤー
5.1 主要プレーヤー
5.2 資金調達
5.3 市場戦略
5.4 MIコンソーシアム
5.5 MIにおける企業の取り組み
5.6 戦略的共同研究および契約
5.7 グローバルな取り組み
5.8 研究センターおよび学術活動
6 企業プロフィール(42社のプロフィール)7 研究方法8 参考文献図表リスト表一覧
表1 材料科学データの問題点 12
表2 材料インフォマティクスを牽引する主要技術13
表3材料インフォマティクスにおける市場課題と阻害要因 16
表4 材料インフォマティクス業界の動向 2022-2025年 17
表5 材料インフォマティクスの市場参入企業-比較分析 19
表6 世界の材料インフォマティクス市場規模 2023-2035 (百万米ドル) 37
表 7 材料インフォマティクスにおけるアルゴリズム進歩の主要分野 53
表 8 材料インフォマティクス内の主要カテゴリー 54
表 9 材料における MI の主要課題-種類別タイプ別 64
表 10 技術アプローチ 82
表 11 MI アルゴリズムのタイプ 94
表 12 生成 vs 識別アルゴリズム 102
表 13 ニューラルネットワークのタイプ 103
表 14 材料情報学への投資資金 168
表 15 MI における企業の取り組み173
表 16 MI 戦略的共同研究および契約 174
図一覧
図表 1 従来の材料開発と材料インフォマティクスの比較 11
図表 2 材料インフォマティクス(MI)のロードマップ 28
図表 3 世界の材料インフォマティクス市場規模 2023-2035 (Millions USD) 38
図 4 既存のバイオインフォマティクスフレームワークへの機械学習の組み込み 56
図 5 CI 活用の例 57
図 6 QSPR/QSAR に基づく分子設計手法 92
図 7 ICME プロセス統合および最適化ワークフローの概要 121
図 8 ケムピューター 126
図 9 シトリン・プラットフォームの概要 184
図 10 日立ハイテクケミカル インフォマティクス・マテリアルズ インフォマティクス概念実証 195
Summary![]()
The materials informatics (MI) market represents a rapidly developing sector where data science, artificial intelligence, and materials science converge to accelerate discovery and optimization of new materials. The core value proposition driving this growth is the dramatic reduction in materials development timelines. Traditional approaches typically require 10-20 years from concept to commercialization, whereas MI-enabled methods can potentially compress this to 2-5 years. This acceleration delivers significant competitive advantages in industries where material innovation directly impacts product performance and market differentiation.
Several distinct business models have emerged within the MI ecosystem. Software-as-a-Service (SaaS) platforms from companies like Citrine Informatics, Kebotix, and Materials Design provide specialized tools for materials scientists with limited data science expertise. These platforms typically employ subscription models with tiered pricing based on functionality and user numbers. Meanwhile, MI consultancies like NobleAI offer project-based engagements focusing on specific material development challenges. Major corporations including BASF, Toyota, and Samsung have also established substantial in-house MI capabilities, representing a third pathway to market adoption.
Recent market activity has been characterized by significant venture capital investment, with several MI startups securing funding rounds exceeding $50 million. Simultaneously, large technology companies have entered the space, most notably Microsoft with its Azure Quantum Elements platform, potentially disrupting smaller players' market positions. Strategic partnerships between MI providers and traditional materials simulation software companies have also increased, creating more comprehensive integrated solutions. By application sector, battery materials currently represent the largest segment (approximately 30% of market value), followed by advanced polymers (20%), catalysts (15%), and alloys (12%). The strongest growth is projected in pharmaceutical materials discovery and renewable energy applications.
Key challenges facing the market include data quality and standardization issues, the high expertise barrier combining materials science and data science, and questions about return on investment given the significant upfront costs of MI implementation. Despite these challenges, the market is expected to continue rapid expansion as successful case studies demonstrate clear competitive advantages for early adopters, creating pressure across industries to implement MI approaches or risk falling behind in materials innovation capabilities.
The Global Materials Informatics Market 2025-20 provides an in-depth analysis of the rapidly evolving materials informatics (MI) industry, examining current technologies, market dynamics, key players, and future growth trajectories through 2035. As materials discovery and optimization increasingly leverage artificial intelligence and data science approaches, this report offers essential strategic insights for stakeholders across the materials value chain.
Report Contents include:
Technology Analysis
Applications of Materials Informatics
Market Analysis
Technology type and application area
Geographic region and industry vertical
Business model (SaaS, consulting, in-house)
End-user type and company size
Assessment of emerging technologies including quantum machine learning and neuromorphic computing
Analysis of economic impacts including R&D cost savings and time-to-market acceleration
Evaluation of MI's role in sustainable development and circular economy initiatives
Global market forecasts from 2025-2035 with detailed growth analysis
Strategic recommendations for MI providers, end-users, and investors
This comprehensive analysis includes company overviews, proprietary technology assessments, business models, key partnerships, target markets, funding history, and strategic positioning within the materials informatics ecosystem. The report provides both established industry leaders and emerging start-ups with actionable intelligence to navigate this rapidly evolving market landscape through 2035.
Table of Contents1 EXECUTIVE SUMMARY 10
1.1 What is Materials Informatics? 10
1.2 Issues with Materials Science Data 11
1.3 Dealing with little or sparse data 12
1.4 Key Technologies Driving Materials Informatics 12
1.5 Importance in Modern Materials Science and Engineering 14
1.6 Market Challenges and Restraints 16
1.7 Recent Industry Developments 17
1.8 Market Players 19
1.9 Future Markets Outlook and Opportunities 21
1.9.1 Integration of AI and Robotics in Materials Labs 21
1.9.2 Quantum Machine Learning for Materials Discovery 22
1.9.3 Blockchain for Materials Data Management 23
1.9.4 Edge Computing in Materials Informatics 24
1.9.5 Augmented and Virtual Reality in Materials Design 25
1.9.6 Neuromorphic Computing for Materials Modeling 25
1.9.7 Materials Informatics as a Service (MIaaS) 27
1.9.8 Integration with Internet of Things (IoT) 27
1.9.9 Green Technology and Circular Economy Applications 27
1.10 MI Roadmap 27
1.11 Economic Impact Analysis 29
1.11.1 Cost Savings in Materials R&D 29
1.11.2 Accelerated Time-to-Market for New Materials 30
1.11.3 Job Creation and Skill Development 31
1.11.4 Impact on Traditional Materials Industries 32
1.12 Sustainability and Environmental 33
1.12.1 Role of Materials Informatics in Sustainable Development 33
1.12.2 Reducing Environmental Impact of Materials Production 34
1.12.3 Design for Recyclability and Circular Economy 35
1.12.4 Bio-inspired Materials Discovery 36
1.13 Global Market Forecasts 36
2 INTRODUCTION 39
2.1 Advent of the data science era 39
2.2 Background to the emergence of MI 40
2.3 Motivation for Materials Informatics Development 41
2.3.1 Accelerating Discovery 41
2.3.2 Cost Reduction 42
2.3.3 Addressing Global Challenges 43
2.3.4 Maximizing Data Value 44
2.3.5 Handling Complexity 45
2.3.6 Enabling Targeted Design 46
2.3.7 Improving Reproducibility 47
2.3.8 Integrating Multidisciplinary Knowledge 48
2.3.9 Supporting Sustainability 49
2.3.10 Competitive Advantage 50
2.4 Integration of Artificial Intelligence (AI) into materials science and engineering 50
2.4.1 AI Opportunities 51
2.5 Problems with Materials Science Data 52
2.6 Algorithm Advancements 53
2.7 Materials Informatics Categories 54
2.8 Trend towards data-driven approaches in science and engineering 55
2.8.1 Bioinformatics 55
2.8.2 Cheminformatics 57
2.8.3 Geoinformatics 58
2.8.4 Health Informatics 59
2.8.5 Environmental Informatics 60
2.8.6 Astroinformatics 60
2.8.7 Neuroinformatics 61
2.8.8 Engineering Informatics 61
2.8.9 Energy Informatics 62
2.8.10 Quantum Informatics 63
2.9 Challenges 64
2.10 Advantages of Machine Learning 65
3 TECHNOLOGY ANALYSIS 75
3.1 Overview 76
3.1.1 Scoping and Screening 76
3.1.2 New Species and Relationships 76
3.1.3 Closing the Loop on Traditional Synthetic Approaches 77
3.1.4 High Throughput Virtual Screening (HTVS) 78
3.1.5 Inputs and outputs of materials informatics algorithms 80
3.2 Technology approaches 82
3.2.1 Data Mining 83
3.2.2 Machine Learning and AI 84
3.2.3 High-Throughput Computation 85
3.2.4 Data Infrastructure 86
3.2.5 Visualization Tools 87
3.2.6 Reinforcement Learning 87
3.2.7 Natural Language Processing 88
3.2.8 Automated Experimentation 89
3.2.9 Workflow Management 90
3.2.10 Quantum Computing 91
3.2.11 QSAR and QSPR 92
3.3 MI algorithms 93
3.3.1 Types of MI Algorithms 94
3.3.2 Automated feature selection 96
3.3.3 Supervised learning models 97
3.3.3.1 Supervised Learning Algorithms 98
3.3.3.2 Unsupervised Learning Algorithms 99
3.3.4 Bayesian optimization 100
3.3.5 Genetic algorithms 101
3.3.6 Generative vs discriminative algorithms 102
3.3.7 Deep learning 102
3.3.8 Large Language Models (LLMs) and Materials R&D 104
3.4 Data infrastructure 105
3.5 Databases 107
3.6 Databases to big data 108
3.6.1 Rapid data generation and collection 108
3.6.2 Integrated use of materials databases 109
3.6.3 Data reliability 110
3.7 Small data strategies in materials informatics 111
3.7.1 Utilizing data correlations 112
3.7.2 Selecting descriptors based on theory and experience 113
3.8 MI with Physical Experiments and Characterization 114
3.8.1 High-Throughput Experimentation (HTE) 114
3.8.2 In-situ and Operando Characterization 116
3.8.3 Advanced Imaging and Spectroscopy 118
3.9 Computational Materials Science 120
3.9.1 Integrated Computational Materials Engineering (ICME) 121
3.9.2 Quantum Computing 123
3.10 Autonomous Experimentation and Labs 125
3.10.1 Fully autonomous labs 125
3.11 Multi-modal Data Integration 129
3.12 Inverse Problems in Materials Characterization 130
3.13 Data-driven Experimental Design 131
3.14 Automated Data Analysis and Interpretation 131
3.15 Robotics and Automation in Materials Research 133
4 APPLICATIONS OF MATERIALS INFORMATICS 135
4.1 Alloy Design and Optimization 135
4.1.1 High-Entropy Alloy Design 135
4.1.2 Aluminum and titanium alloys 136
4.1.3 Metallic glass alloys 137
4.1.4 Nickel-base superalloys 137
4.2 Drug Discovery and Development 139
4.2.1 AI-Driven Drug Design 139
4.3 Intermetallics 140
4.4 Organometallics 141
4.5 Organic Electronics 142
4.6 Coatings 144
4.7 Catalysts 145
4.8 Ionic liquids 146
4.9 Battery Materials 148
4.9.1 Lithium-ion batteries 148
4.9.2 Accelerated Battery Material Discovery 149
4.10 High-density Heat Storage Materials 149
4.11 Hydrogen-based Superconductors 150
4.12 Polymer Informatics 152
4.12.1 Optimizing Additive Manufacturing Materials 152
4.12.2 Sustainable Polymer Development 153
4.13 Rubber processing 155
4.14 Nanomaterials 156
4.15 2D materials 158
4.16 Metamaterials 159
4.17 Lubricants 160
4.18 Thermoelectric Materials 161
4.19 Photovoltaics 162
4.20 Construction Materials 164
4.21 Biomaterials 165
5 MARKET PLAYERS 166
5.1 Main Players 166
5.2 Funding 168
5.3 Market Strategies 170
5.4 MI Consortia 172
5.5 Corporate Initiatives in MI 173
5.6 Strategic Collaborations and Agreements 174
5.7 Global Initiatives 176
5.8 Research Centre and Academic Activity 177
6 COMPANY PROFILES 178 (42 company profiles)7 RESEARCH METHODOLOGY 2198 REFERENCES 220List of Tables/GraphsList of Tables
Table 1 Issues with materials science data 12
Table 2 Key Technologies Driving Materials Informatics 13
Table 3 Market Challenges and Restraint in Materials Informatics 16
Table 4 Materials informatics industry developments 2022-2025 17
Table 5 Market players in materials informatics-comparative analysis 19
Table 6 Global materials informatics market size 2023-2035 (Millions USD) 37
Table 7 Key areas of algorithm advancements in materials informatics 53
Table 8 Main categories within Materials Informatics 54
Table 9 Key challenges for MI in materials-by type 64
Table 10 Technology approaches 82
Table 11 Types of MI Algorithms 94
Table 12 Generative vs discriminative algorithms 102
Table 13 Types of neural network 103
Table 14 Materials informatics investment funding 168
Table 15 Corporate Initiatives in MI 173
Table 16 MI Strategic Collaborations and Agreements 174
List of Figures
Figure 1 Comparison of Conventional Materials Development and Materials Informatics 11
Figure 2 Materials Informatics (MI) Roadmap 28
Figure 3 Global materials informatics market size 2023-2035 (Millions USD) 38
Figure 4 Incorporating Machine Learning into Established Bioinformatics Frameworks 56
Figure 5 Example of CI Utilization 57
Figure 6 Molecular design methodology based on QSPR/QSAR 92
Figure 7 Overview of the ICME process integration and optimization workflow 121
Figure 8 Chemputer 126
Figure 9 Citrine Platform Overview 184
Figure 10 Hitachi High-Tech Chemicals Informatics and Materials Informatics proof of concept 195
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