Markt für Elektronenmikroskopie – Globale Branchengröße, Anteil, Trends, Chancen und Prognosen, segmentiert nach Typ (Rasterelektronenmikroskop, Transmissionselektronenmikroskop, Reflexionselektronenmikroskop, Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop), nach Produkttyp (Tisch-/Tischgerät und konventionell), nach Anwendung (Biowissenschaften, Geo- und Umweltwissenschaften, Materialwissenschaften, Hal

Marktübersicht

Der globale Markt für Elektronenmikroskopie wurde im Jahr 2023 auf 2,14 Milliarden USD geschätzt und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein beeindruckendes Wachstum mit einer CAGR von 8,47 % bis 2029 verzeichnen. Der globale Markt für Elektronenmikroskopie wird hauptsächlich von technologischen Fortschritten angetrieben, die zur Entwicklung hochauflösender Elektronenmikroskope geführt haben, die detaillierte Bilder auf Nanoebene aufnehmen können. Diese technologischen Innovationen haben die Anwendungen der Elektronenmikroskopie in verschiedenen Bereichen wie Materialwissenschaften, Biowissenschaften und Halbleiterindustrie erheblich erweitert. Die steigende Nachfrage nach Nanotechnologieforschung und das Studium komplexer biologischer Strukturen treiben die Einführung von Elektronenmikroskopietechniken voran. Die zunehmende Verbreitung chronischer Krankheiten und Infektionskrankheiten hat einen Bedarf an fortschrittlichen Diagnoseinstrumenten geschaffen, wobei die Elektronenmikroskopie eine entscheidende Rolle beim Verständnis von Krankheitsmechanismen und der Entwicklung therapeutischer Interventionen spielt. Regierungsinitiativen zur Finanzierung von Forschungsprojekten und der Fokus akademischer Institutionen auf die Verbesserung der wissenschaftlichen Forschungskapazitäten tragen zum weltweiten Marktwachstum der Elektronenmikroskopie bei.

Wichtige Markttreiber

Technologische Fortschritte

Der globale Markt für Elektronenmikroskopie erlebt eine unaufhaltsame Dynamik, die hauptsächlich durch die ständige Weiterentwicklung der Technologie bei Elektronenmikroskopiesystemen vorangetrieben wird. Diese Fortschritte läuten eine neue Ära der Mikroskopie ein, die sich durch beispiellose Präzision und Auflösung auszeichnet. Innovationen wie aberrationskorrigierte Elektronenoptik, revolutionäre Elektronenquellen und hochmoderne Detektoren haben gemeinsam einen Paradigmenwechsel bei den Bildgebungsmöglichkeiten eingeleitet. Mit diesen Fortschritten haben Elektronenmikroskope bisherige Grenzen überwunden und ermöglichen es Forschern, mit beispielloser Klarheit und Präzision in die komplexe Welt der Nanostrukturen einzudringen.

Im April 2024 leisten Forscher in Manchester Pionierarbeit bei der Entwicklung eines revolutionären Transmissionselektronenmikroskops (TEM), dem weltweit ersten seiner Art, das modernste Bildgebung und Spektroskopie nahtlos mit künstlicher Intelligenz und automatisierten Arbeitsabläufen integriert (bekannt als AutomaTEM).

Steigende Nachfrage aus den Biowissenschaften

Der Biowissenschaftssektor steht an vorderster Front des Wachstums auf dem Markt der Elektronenmikroskopie und übt aufgrund der unverzichtbaren Rolle, die Elektronenmikroskopietechniken bei der Förderung der biologischen Forschung spielen, einen tiefgreifenden Einfluss aus. Die Elektronenmikroskopie wird in zahlreichen Disziplinen der Biowissenschaften eingesetzt und ist ein wichtiger Baustein bei der Untersuchung komplexer Zellstrukturen, subzellulärer Organellen, Viren, Proteine und diverser biologischer Moleküle. Die steigende Nachfrage nach hochmodernen Bildgebungsverfahren, insbesondere in Bereichen wie Strukturbiologie, Zellbiologie, Neurowissenschaften und Mikrobiologie, unterstreicht die zentrale Bedeutung der Elektronenmikroskopie. Forscher verlassen sich auf die beispiellose Fähigkeit der Elektronenmikroskopie, hochauflösende Bilder auf Nanoebene aufzunehmen, wodurch sie die Komplexität grundlegender Lebensprozesse mit beispielloser Detailgenauigkeit und Präzision entschlüsseln können. Während die Wissenschaft immer tiefer in die Feinheiten lebender Organismen eindringt, erweist sich die Elektronenmikroskopie als unverzichtbares Werkzeug, das Innovationen und Entdeckungen im Bereich der Biowissenschaften vorantreibt.

Steigende Nachfrage aus den Materialwissenschaften

Die Elektronenmikroskopie ist ein unverzichtbares Werkzeug im Bereich der Materialforschung und -entwicklung und bietet beispiellose Einblicke in die komplexe Welt der Materialien auf atomarer und molekularer Ebene. Diese Fähigkeit ermöglicht es Forschern, mit außergewöhnlicher Präzision tief in die Mikrostruktur, Morphologie, Zusammensetzung und Eigenschaften verschiedener Materialien einzudringen und so unser Verständnis ihres Verhaltens und ihrer Funktionalität zu revolutionieren.

In den letzten zehn Jahren hat sich die Kryo-Elektronenmikroskopie (Kryo-EM) als wirksame Technik zur Aufklärung komplizierter Strukturen komplexer Moleküle herausgestellt. Derzeit haben Wissenschaftler des Laboratory of Molecular Biology (MRC-LMB) des Medical Research Council im Vereinigten Königreich zusammen mit ihren Partnern ein neuartiges Design entwickelt, das die Kosten der Kryo-EM um bis zu 90 Prozent senken könnte.

Zunehmende Nutzung der Nanotechnologie

Die zunehmende Nutzung der Nanotechnologie in verschiedenen Branchen treibt die Nachfrage nach Elektronenmikroskopie an. Nanotechnologie umfasst die Manipulation und Entwicklung von Materialien auf Nanoebene, um neuartige Strukturen und Geräte mit einzigartigen Eigenschaften und Funktionen zu schaffen. Die Elektronenmikroskopie ist unverzichtbar für die Visualisierung und Charakterisierung von Nanomaterialien, Nanostrukturen und Nanogeräten und erleichtert Forschung und Entwicklung in Bereichen wie Nanoelektronik, Nanomedizin, Nanomaterialien und Nanokompositen.

Wichtige Marktherausforderungen

Technologische Komplexität und Kosten

Eine der größten Herausforderungen für den globalen Elektronenmikroskopiemarkt ist die Komplexität und die Kosten, die mit fortschrittlichen Elektronenmikroskopiesystemen verbunden sind. Diese Systeme bieten zwar eine beispiellose Auflösung und Bildgebungsfähigkeiten, erfordern jedoch oft spezielle Schulungen und Fachkenntnisse, um effektiv zu funktionieren. Die hohen Anfangsinvestitionen und laufenden Wartungskosten stellen für viele Forschungseinrichtungen und Labore, insbesondere solche mit begrenzten finanziellen Mitteln, ein Hindernis für die Einführung dar. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, sind innovative Ansätze erforderlich, um die Komplexität und Kosten von Elektronenmikroskopiesystemen zu reduzieren und gleichzeitig ihre Leistung und Zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten.

Probenvorbereitung und -handhabung

Wichtige Markttrends

Zunehmende Anwendungen in der Halbleiterindustrie

Die Halbleiterindustrie ist ein wichtiger Endnutzer der Elektronenmikroskopie für Prozessentwicklung, Qualitätskontrolle und Fehleranalyse. Elektronenmikroskopietechniken wie SEM und TEM werden in der Halbleiterindustrie häufig zur Prüfung von Halbleiterbauelementen, zur Analyse von Halbleitermaterialien und zur Charakterisierung von Nanostrukturen und Dünnschichten eingesetzt. Mit der fortschreitenden Miniaturisierung von Halbleiterbauelementen und der Entwicklung fortschrittlicher Materialien und Fertigungstechniken wird die Nachfrage nach Elektronenmikroskopie in der Halbleiterindustrie voraussichtlich deutlich steigen.

Regierungsinitiativen und Finanzierung

Segmentelle Einblicke

Typ

Basierend auf dem Typ sticht das Transmissionselektronenmikroskop (TEM) als dominierende Technologie hervor und revolutioniert die Art und Weise, wie Forscher Proben auf Nanoebene visualisieren und analysieren. TEM bietet beispiellose Auflösung und Abbildungsmöglichkeiten und ist daher in einer Vielzahl wissenschaftlicher Disziplinen unverzichtbar, darunter Materialwissenschaften, Biologie, Nanotechnologie und Halbleiterforschung.

Einer der Schlüsselfaktoren für die Dominanz von TEM auf dem Elektronenmikroskopiemarkt ist sein außergewöhnliches Auflösungsvermögen. TEM kann eine Auflösung im Subnanometerbereich erreichen, wodurch Forscher einzelne Atome und Moleküle mit beispielloser Detailgenauigkeit beobachten können. Diese hohe Auflösung ermöglicht die Untersuchung von Nanomaterialien, Nanopartikeln, biologischen Strukturen und Halbleiterbauelementen auf atomarer Ebene und liefert wertvolle Einblicke in deren Struktur, Morphologie, Zusammensetzung und Eigenschaften. TEM bietet vielseitige Bildgebungsmodi und -techniken und ist daher für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet. Von der herkömmlichen Hellfeldbildgebung bis hin zu fortschrittlichen Techniken wie hochauflösendem TEM (HRTEM), Elektronenbeugung und energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDS) bietet TEM Forschern ein umfassendes Toolkit zur Charakterisierung von Materialien und Analyse ihrer Eigenschaften. Diese Vielseitigkeit macht TEM in Forschungsfeldern wie der Materialwissenschaft unverzichtbar, wo das Verständnis der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Materialien für die Entwicklung fortschrittlicher Materialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften von entscheidender Bedeutung ist.

Einblicke in den Endbenutzer

Basierend auf dem Endbenutzer erweisen sich akademische und Forschungseinrichtungen als die dominierenden Benutzer, die die Nachfrage nach Elektronenmikroskopiesystemen und -diensten antreiben. Diese Institutionen spielen eine entscheidende Rolle bei der Förderung der wissenschaftlichen Forschung in verschiedenen Bereichen, darunter Materialwissenschaft, Biologie, Nanotechnologie und Halbleitertechnologie. Einer der Hauptgründe für die Dominanz akademischer und Forschungseinrichtungen auf dem Markt für Elektronenmikroskopie ist ihr breites Spektrum an Forschungsaktivitäten und -anwendungen. Akademische Einrichtungen stehen an vorderster Front der wissenschaftlichen Erforschung und betreiben Grundlagenforschung, um die Geheimnisse der Natur zu entschlüsseln und innovative Technologien zu entwickeln. Die Elektronenmikroskopie dient den Forschern dieser Einrichtungen als Eckpfeilerinstrument, da sie ihnen ermöglicht, Materialien auf Nanoebene mit beispielloser Detailgenauigkeit und Präzision zu visualisieren und zu analysieren.

Akademische und Forschungseinrichtungen verfügen häufig über spezielle Einrichtungen und Labore, die mit hochmodernen Elektronenmikroskopiesystemen ausgestattet sind. Diese Einrichtungen decken ein breites Spektrum an Forschungsanforderungen ab und bieten Lehrkräften, Studenten und Mitarbeitern Zugang zu fortschrittlichen Mikroskopietechniken und -instrumenten. Die Verfügbarkeit einer solchen Infrastruktur fördert eine kollaborative Forschungsumgebung und erleichtert interdisziplinäre Studien in verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen. Akademische und Forschungseinrichtungen treiben die Nachfrage nach Elektronenmikroskopie durch ihre Beiträge zu wissenschaftlichen Veröffentlichungen, Konferenzen und Gemeinschaftsprojekten voran. Forscher dieser Institutionen veröffentlichen regelmäßig bahnbrechende Forschungsarbeiten, die die Fähigkeiten der Elektronenmikroskopie bei der Aufklärung grundlegender wissenschaftlicher Phänomene und der Lösung realer Probleme demonstrieren. Diese Veröffentlichungen unterstreichen nicht nur die Bedeutung der Elektronenmikroskopie in der akademischen Forschung, sondern wecken auch das Bewusstsein und Interesse von Branchenvertretern und politischen Entscheidungsträgern.

Regionale Einblicke

Nordamerika erweist sich als die dominierende Region, die erheblichen Einfluss ausübt und eine erhebliche Nachfrage nach Elektronenmikroskopiesystemen und -diensten antreibt. Mehrere Schlüsselfaktoren tragen zur Dominanz Nordamerikas auf diesem Markt bei und festigen seine Position als Vorreiter auf dem Gebiet fortschrittlicher Mikroskopietechnologien. Einer der Haupttreiber hinter Nordamerikas Führungsposition auf dem Elektronenmikroskopiemarkt ist das robuste Forschungs- und Entwicklungsökosystem (F&E) der Region. Nordamerika ist die Heimat zahlreicher weltbekannter akademischer Institutionen, Forschungsorganisationen und Technologieunternehmen, die sich aktiv an bahnbrechender wissenschaftlicher Erforschung und Innovation beteiligen. Diese Unternehmen nutzen die Elektronenmikroskopie als wichtiges Werkzeug zur Untersuchung von Materialien, biologischen Proben und Strukturen im Nanomaßstab und treiben so die Nachfrage nach anspruchsvollen Mikroskopielösungen voran.

Neueste Entwicklungen

• Im Februar 2024 hat Thermo Fisher Scientific Inc. sein Angebot für das 200-kV-Kryo-Transmissionselektronenmikroskop (Kryo-TEM) mit der Einführung des Thermo Scientific E-CFEG erweitert. Ursprünglich als Mehrwertkomponente für das leistungsstärkste 300-kV-Kryo-TEM des Unternehmens konzipiert, ist das E-CFEG jetzt auch als Option für das 200-kV-Kryo-TEM Thermo Scientific Glacio 2 erhältlich. Mit dieser innovativen Kombination will Thermo Fisher Scientific die Bildgebungsfähigkeiten der 200-kV-Kryo-TEM-Plattform verbessern. Aktuelle Daten von Thermo Fisher Scientific unterstreichen die Wirksamkeit dieser Kombination bei der Erzeugung hochauflösender Strukturen. Mithilfe des Thermo Scientific E-CFEG mit dem 200-kV-Kryo-TEM haben Forscher eine bemerkenswerte 1,5-Å-Auflösungsstruktur von Apoferritin erreicht. Diese Leistung stellt einen bedeutenden Meilenstein in der Kryo-TEM-Bildgebung dar, da sie die Fähigkeit demonstriert, mit einem handelsüblichen, mit 200 kV betriebenen Instrument ultrahochauflösende Strukturen zu erhalten.
• JEOL Ltd. kündigte am 30. Mai 2024 die Markteinführung des neuen Elektronenmikroskops JEM-120i an. Dieses fortschrittliche Mikroskop wurde nach den Grundprinzipien „Kompakt“, „Benutzerfreundlich“ und „Erweiterbar“ entwickelt. Elektronenmikroskope spielen in verschiedenen Bereichen eine entscheidende Rolle, darunter Biotechnologie, Nanotechnologie, Polymere und fortschrittliche Materialien. Da die Anwendungsbereiche immer weiter zunehmen, besteht eine wachsende Nachfrage nach Instrumenten, die für Forschungs- und Testzwecke zugänglich und einfach zu verwenden sind. Als Antwort auf diese sich entwickelnden Bedürfnisse stellt das JEM-120i ein Mikroskop der nächsten Generation dar, das sowohl für Anfänger als auch für erfahrene Benutzer geeignet ist und eine verbesserte Benutzerfreundlichkeit vom Betrieb bis zur Wartung bietet.
• Im Mai 2024 kündigte Hitachi High-Tech Corporation („Hitachi High-Tech“) die Veröffentlichung der hochauflösenden Schottky-Rasterelektronenmikroskope SU3900SE und SU3800SE an, die für die präzise und effiziente Beobachtung großer und schwerer Proben auf Nanoebene entwickelt wurden. Das Modell SU3900SE verfügt über einen Probentisch, der schwere Proben mit einem Gewicht von bis zu 5 kg aufnehmen kann. Dieser Tisch ist der größte unter den Rasterelektronenmikroskopen (REM) von Hitachi High-Tech und eignet sich daher für Proben mit einem Durchmesser von bis zu 300 mm und einer Höhe von 130 mm – ungefähr 1,5-mal größer als sein Vorgänger, das SU5000. Diese Fähigkeit reduziert den Bedarf an zusätzlicher Probenvorbereitung wie Schneiden und rationalisiert den Gesamtprozess. Zusätzlich wird die Probe mithilfe eines motorisierten 5-Achsen-Tisches (X, Y, Z, Neigung und Drehung) manipuliert, was eine umfassende Kontrolle für detaillierte Beobachtung und Analyse ermöglicht.
• Im Februar 2023 wurde das Joint Electron Microscopy Center bei ALBA (JEMCA) eingeweiht. Diese Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Forschungseinrichtungen hat zur Gründung einer neuen Einrichtung innerhalb des ALBA-Synchrotron-Komplexes geführt, die der Bereitstellung von Elektronenmikroskopiediensten für die wissenschaftliche Gemeinschaft gewidmet ist. Das Zentrum wird acht Partnerorganisationen dienendem Institut für Molekularbiologie von Barcelona (IBMB-CSIC), dem katalanischen Institut für Nanowissenschaft und Nanotechnologie (ICN2), dem Institut für biomedizinische Forschung (IRB Barcelona), dem Zentrum für Genomregulierung (CRG), dem Institut für Materialwissenschaften von Barcelona (ICMAB-CSIC), dem spanischen Nationalen Forschungsrat (CSIC), der Autonomen Universität Barcelona (UAB) und dem ALBA Synchrotron selbst. Das Projekt erhielt zu Beginn auch entscheidende Unterstützung vom Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).

Wichtige Marktteilnehmer

• Merck KGaA
• JEOL Ltd.
• Carl Zeiss AG
• Danaher Corporation
• Olympus Corporation
• Nikon Instruments, Inc.
• Hitachi High-TechnologiesCorporation
• Oxford Instruments plc
• Bruker Corporation
• Hirox Europe