バーチャル・プロトタイプとは、物理的な製品やシステムをデジタルで表現したもので、生産前のテストや検証に使用される。仮想環境での包括的なテストやシミュレーションを可能にすることで、設計プロセスの合理化、コスト削減、開発サイクルの加速に活用される。
バーチャル・プロトタイプの主な構成要素は、ソフトウェアとハードウェアである。ソフトウェアとは、コンピュータ上で動作するプログラムやアプリケーションのことで、これによってユーザーはバーチャル・プロトタイプの設計やシミュレーションを行うことができる。ツールには、コンピュータ支援設計(CAD)、コンピュータ支援エンジニアリング(CAE)、コンピュータ支援製造(CAM)、数値流体力学(CFD)、有限要素解析(FEA)などがあり、製品設計・開発、テスト・検証、トレーニング、教育など、さまざまな用途で使用されている。エンドユーザー産業には、自動車、航空宇宙、石油、化学、政府・軍事、ヘルスケア、通信、エレクトロニクス、エンターテインメントなどがある。
なお、この市場の見通しは、世界的な貿易関係と関税の急激な変化によって影響を受けている。本レポートは、改訂された予測や定量化された影響分析を含む最新の状況を反映するため、納品前に更新される予定である。報告書の「提言」と「結論」のセクションは、目まぐるしく変化する国際環境に対応するための戦略を示すために更新される予定である。
2025年春、米国の関税の急速な引き上げとそれに伴う貿易摩擦は、情報技術分野、特にハードウェア製造、データインフラ、ソフトウェア展開に大きな影響を及ぼしている。輸入半導体、回路基板、ネットワーク機器に対する関税の引き上げは、ハイテク企業、クラウド・サービス・プロバイダー、データセンターの生産・運用コストを引き上げている。ノートパソコン、サーバー、家電製品の部品をグローバルに調達している企業は、リードタイムの長期化と価格上昇圧力に直面している。これと並行して、特殊なソフトウェア・ツールに対する関税と主要国際市場からの報復措置により、グローバルなITサプライチェーンが混乱し、米国で開発された技術に対する海外需要が減少している。こうした課題を乗り切るため、同部門は国内チップ製造への投資を加速させ、サプライヤー基盤を多様化し、AI主導の自動化を導入してオペレーションの回復力とコスト効率を高めている。
バーチャル・プロトタイプの市場規模は近年急激に拡大している。2024年の8億ドルから2025年には10億ドルに、年平均成長率(CAGR)23%で成長する。歴史的期間の成長は、製品シミュレーションの需要増加、物理的プロトタイプのコスト上昇、市場投入までの時間短縮の必要性、環境問題、規制圧力に起因する。
仮想プロトタイプ市場規模は、今後数年で飛躍的な成長が見込まれる。2029年には年平均成長率(CAGR)21%で21億ドルに成長する。予測期間の成長は、リモートワーク文化の高まり、デジタルツインの需要、持続可能性の重視、サイバーセキュリティへの注目の高まり、スマート製造業の普及などに起因すると考えられる。予測期間の主なトレンドには、デジタルツイン技術の台頭、プロトタイピングにおける仮想現実(VR)と拡張現実(AR)の利用の増加、仮想プロトタイピングにおける予測分析の統合、共同仮想プロトタイピングプラットフォームの出現、仮想プロトタイピングにおける安全なデータ共有のためのブロックチェーンの採用などがある。
今後5年間の成長率21.4%という予測は、この市場に関する前回の予測から0.5%の小幅な減少を反映している。この減少は主に米国と他国との間の関税の影響によるものである。3Dモデリングソフトウェアライセンスや精密センサーに影響を及ぼす関税は、特に自動車や航空宇宙分野での米国におけるラピッドプロトタイピングの取り組みを妨げる可能性がある。また、相互関税や、貿易緊張の高まりと制限による世界経済と貿易への悪影響により、その影響はより広範囲に及ぶだろう。
市場は以下のように区分できる:
コンポーネント別ソフトウェア; ハードウェア
ツール別ツール別: CAD(Computer Aided Design)、CAE(Computer Aided Engineering)、CAM(Computer Aided Manufacturing)、CFD(Computational Fluid Dynamics)、FEA(Finite Element Analysis)
アプリケーション別製品設計・開発、テスト・検証、トレーニング・教育
エンドユーザー産業別自動車産業; 航空宇宙産業; 石油産業; 化学産業; 政府・軍需産業; ヘルスケア産業; 通信産業; エレクトロニクス産業; エンターテインメント産業
コンシューマ・エレクトロニクスの普及が、バーチャル・プロトタイプ市場を牽引すると予想される。民生用電子機器とは、個人が日常的に使用するために設計された電子機器のことで、一般的には娯楽、通信、生産性向上の目的で使用される。コンシューマ・エレクトロニクスの採用は、手頃な価格の増加、消費者のライフスタイルの進化、コネクテッド・デバイスへの需要の高まりによるものです。コンシューマ・エレクトロニクスにおけるバーチャル・プロトタイプは、物理的な製造の前に、迅速かつコスト効率の高いテストと製品設計の改良を可能にする。例えば、2023年10月、中国上海市の地方行政機関である上海市人民政府によると、中国のコンシューマー・エレクトロニクスの小売総売上高は、今年4%増の2兆2,000億元(3,050億米ドル)になると予想され、2024年には成長ペースがさらに5%に増加すると見込まれている。そのため、家電製品の普及が仮想プロトタイプ市場を牽引している。
バーチャル・プロトタイプ市場で事業を展開する主要企業は、自動車用チップのバーチャル・プロトタイプのようなシミュレーションと仮想化技術を活用して、製品開発プロセスを合理化し、自動車分野の進化する要求に応えている。車載用チップの仮想プロトタイプは、さまざまな自動車システムを動かす物理的なチップのデジタル表現やシミュレーションである。例えば、2024年3月、英国の半導体・ソフトウェア設計企業であるアーム・ホールディングス社は、Armv9アーキテクチャに基づくArm Automotive Enhancedシリーズを自動車業界に投入し、車載AIアプリケーション向けにサーバークラスの性能を約束した。これらの新しいAEプロセッサーは、最新のソフトウェア定義自動車(SDV)におけるAI搭載機能、強化された性能、機能安全性に対する需要の高まりに対応するよう設計されている。アームはまた、これらの新しいAEプロセッサの仮想プロトタイプを提供することで、自動車パートナーが物理的なシリコンが入手可能になる前からソフトウェア開発を開始できるようにし、市場投入までの時間を最大2年短縮する。さらに、最新チップの仮想プロトタイプを提供することで、開発者は、物理チップがIP提供から1~2年後に到着する従来の線形チップ設計サイクルを回避し、より早期にアプリケーション開発を開始することができます。
2023年8月、電子設計自動化(EDA)ソフトウェアと関連サービスを提供するシノプシス社(本社:米国)は、PikeTec GmbH社を非公開の買収金額で買収した。この買収により、シノプシスのバーチャル・プロトタイプ市場におけるポジションは強化され、複雑化する自動車業界のソフトウェア定義車両に合わせた包括的なテスト/検証ソリューションが提供される。PikeTec GmbHはドイツに本社を置く企業で、自動車に特化したバーチャル・プロトタイピングとソフトウェア・テスト用テスト自動化ツールを専門としている。
バーチャル・プロトタイプ市場に参入している主な企業は、Siemens AG、Qualcomm Technologies Inc.、NVIDIA Corporation、Rockwell Automation、Dassault Systèmes SE、Hexagon AB、Keysight Technologies、Synopsys Inc.、Autodesk Inc.、Cadence Design Systems Inc.、Arm Holdings、ANSYS Inc、PTC、National Instruments Corp.、The MathWorks Inc.、Mentor Graphics Corporation、Altair Engineering Inc.、Aspen Technology Inc.、図研、TWI Ltd.、Imagination Technologies、Corel Corporation、ESI Group、Imperas Software Ltd.、Magillem Design Services、Carbon Design Systems Inc.
2024年のバーチャルプロトタイプ市場では、北米が最大地域であった。アジア太平洋地域は予測期間中に最も急成長する地域となる見込み。バーチャルプロトタイプ市場レポート対象地域は、アジア太平洋、西欧、東欧、北米、南米、中東、アフリカ。
バーチャルプロトタイプ市場レポート対象国は、オーストラリア、ブラジル、中国、フランス、ドイツ、インド、インドネシア、日本、ロシア、韓国、英国、米国、カナダ、イタリア、スペインです。