北米計算生物学市場 サイズとシェア 2025 - 2034

北米の計算生物学市場規模

北米の計算生物学市場は、2024年に34億米ドルと推定されました。Global Market Insights Inc.が発表した最新レポートによると、市場は予測期間中に年平均成長率（CAGR）11.8%で成長し、2025年の38億米ドルから2034年には102億米ドルに達すると予測されています。計算生物学市場は、臨床試験における計算設計の採用拡大、時間的制約を伴う医薬品開発コストの上昇、創薬および医薬品開発の進展、バイオインフォマティクスとデータサイエンスの進歩、政府による支援政策など、複数の主要因により成長しています。
 

マルチオミクス研究の拡大、個別化医療への需要の高まり、臨床試験および疾患モデリングにおける計算ツールの利用は、市場成長を促進する主要因の一部です。市場では、Thermo Fisher Scientific、Illumina Inc.、QIAGEN、BIO-RAD Laboratories、Dassault Systèmesなどの主要企業が大きな存在感を示しています。これらの主要企業は、創薬の加速、予測モデリングの精度向上、個別化医療の実現に向けて、AIを活用したプラットフォーム、マルチオミクスデータの統合、拡張性に優れたクラウドネイティブソリューション、協業パートナーシップに注力しています。
 

市場規模は2021年の18億米ドルから2023年には29億米ドルに拡大しました。パンデミックにより、ウイルスのリアルタイム追跡やワクチン開発における迅速なゲノム評価の重要性が明らかになりました。COVID-19パンデミック以降、ゲノム監視、変異追跡、ワクチン開発を目的とする計算生物学アプローチの開発と投資が継続しており、公衆衛生および製薬の両分野で成長を生み出しています。
 

さらに、人工知能（AI）と機械学習（ML）は、予測モデリング、パターン認識、データ分析の自動化を通じて、計算生物学の分野にも変革をもたらしています。これらの技術を活用することで、研究者は生物学的シミュレーションと医薬品開発パイプラインの精度および速度を最適化できます。
 

従来の医薬品開発プロセスは、時間とコストがかかります。例えば、公表データによると、新薬を市場に投入するまでには平均で約10〜15年を要し、開発費は最大26億米ドルに達する可能性があります。この難しさから、研究開発プロトコルの円滑化、試行錯誤の削減、製品開発サイクルの早期段階における有望な医薬品候補の特定を可能にする計算生物学分野のツールが必要とされています。これらのツールは、生物システムのモデリング、薬物相互作用のモデル化、オミクスデータの分析などに利用され、実験室での実験を大幅に削減するとともに、臨床試験の失敗を最小限に抑えています。
 

また、学術機関、業界企業、政府機関の連携により、業界の成長はさらに促進されると予測されています。こうしたパートナーシップは、学術研究の専門知識、業界のリソース、政府の支援を組み合わせることで、イノベーションを推進します。学術機関は新たな発見に貢献し、企業は資金と商業化への道筋を提供し、政府機関は規制に関する指針とインフラを提供します。これらの組織は、知識とリソースを結集することで、計算生物学ツールの開発を進め、トランスレーショナルリサーチを促進し、科学的イノベーションのヘルスケアおよび製薬分野における実用化を支援することで、市場成長を後押ししています。
 

計算生物学は、アルゴリズム、データ分析、および／または高性能コンピューティングを組み合わせた学際的な分野であり、生物システムのモデリング、複雑な生物学的データ（ゲノミクス、プロテオミクス）の分析、創薬、疾患モデリング、個別化医療の迅速化などに応用されています。この分野は、現代のライフサイエンスおよび製薬分野の研究開発に不可欠な要素です。
 

北米の計算生物学市場の動向

リアルタイムのゲノム監視、生物学分野におけるデジタルツインの採用拡大、クラウドベースのバイオインフォマティクスプラットフォームの普及が、地域市場の成長を形成する主要な動向となっています。
 

• 計算生物学の分野は、クラウドコンピューティングの導入により急速に変化しており、研究者や企業がデータを分析・保存するための、拡張性、安全性、費用対効果に優れたインフラが活用されています。研究者や企業は、高額な物理インフラへの投資に制約されることなく、高度なバイオインフォマティクスツールを遠隔で利用し、大規模なデータセットを用いて機関間で協力できます。この動向は、研究の進展を加速させ、コスト面の障壁を低減する重要なイノベーションを反映しています。
   
• さらに、生物システムのデジタルツインが、創薬、疾患モデリング、その他の関連用途で注目を集め始めています。これにより、研究者は高額な物理実験や実証データを必要とせずに、仮説を検証し、結果を予測し、治療法を最適化できます。
   
• また、リアルタイムのゲノム監視は、感染症や新たな変異株の追跡に不可欠です。計算生物学技術により、迅速なシーケンシング、変異解析、国際規模でのデータ共有が可能になります。この動向は新型コロナウイルス感染症のパンデミックによって加速し、現在では、日常的な公衆衛生対応や世界規模の疾病監視における標準的な要素となっています。
   

北米の計算生物学市場の分析

主要な市場動向を把握するには

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2021年の市場規模は 18億米ドルで、2022年には 23億米ドルに拡大し、2023年には 29億米ドルに達しました。高度な計算プラットフォームや革新的なソリューションの採用拡大が、業界の成長を大きく後押ししています。
 

ツール別に見ると、北米の計算生物学市場は、分析ソフトウェアおよびサービス、データベース、ハードウェアに分類されます。分析ソフトウェアおよびサービスのセグメントは、2024年に 43.4% の主要シェアを占めました。分析ソフトウェアおよびサービスに対する需要の高まりは、オミクスデータ量の増加、高度なモデリングツールの必要性、創薬や精密医療における AI 主導の洞察の活用拡大によって促進されています。同セグメントは、予測期間中に年平均成長率（CAGR）12.2% で成長し、2034年までに 46億米ドルを超えると予測されています。
 

• 生物学的データがより複雑化し、非常に大量に生成されるなか、それらを処理するためにソフトウェアおよびサービスのセグメントが大きく勢いを増しています。研究者や製薬企業は、臨床データ、ゲノムデータ、プロテオームデータをより迅速に解釈するため、より優れた分析ツールを求めています。
   
• これらのツールにより、研究者は仮説をより迅速に評価し、予測モデルを開発し、データを効果的に可視化できるようになります。これらはいずれも、創薬や個別化医療に不可欠な要素です。
   
• さらに、使いやすいインターフェース、クラウドコンピューティングへの対応、AI 機能を備えたソフトウェアへの需要が高まっており、学術研究、医療、バイオテクノロジー分野におけるイノベーションと導入を促進しています。
   
• さらに、データベースセグメントは 2024 年に 2 番目に大きな規模となり、市場規模は 12 億米ドルに達しました。生物学的データベースの成長が加速しており、研究者や企業は、ゲノムデータ、プロテオームデータ、臨床データなど、大量かつ多様なデータを一元的なデータストアに保存・整理できるようになっています。
   
• 生物学的データベースは、相互運用性、データ共有、リアルタイムでの情報アクセスを可能にし、共同研究、規制当局への申請、データ主導型のヘルスケアソリューションの高度化に寄与しています。
   
• ハードウェアセグメントの市場規模は、2024 年に 7 億 300 万米ドルに達しました。複雑な生物学的シミュレーション、大規模なゲノムシーケンシング、AI ベースの分析に対応するため、高性能コンピューティング（HPC）ハードウェアの需要が高まっています。
   
• さらに、データ生成量の増加に伴い、リアルタイム分析や研究・臨床プロジェクトにおける計算ワークフローの高度化を支えるため、GPU、クラウドサーバー、クラウドコンピューティングおよびストレージ基盤など、拡張性と効率性に優れたコンピューティングハードウェアインフラストラクチャーが求められています。
   

用途別に見ると、北米の計算生物学市場は、細胞・生物学的シミュレーション、創薬・疾患モデリング、前臨床医薬品開発、臨床試験、人体シミュレーションソフトウェアに分類されます。細胞・生物学的シミュレーションセグメントは最大シェアを占め、2024 年の市場規模は 12 億米ドルに達しました。
 

• 細胞・生物学的シミュレーションセグメントでは、複雑な生物学的プロセスをインシリコでシミュレーションできるため、市場需要が強く、これが成長を牽引しています。これにより、非常に高コストで労働集約的な実験室での実験の必要性が軽減されます。
   
• さらに、シミュレーションは、疾患プロセスや薬物相互作用の理解、細胞における反応の予測において極めて有用です。システム生物学や個別化医療の普及に伴い、多くの研究者や製薬企業が、シミュレーションツールを活用して発見のスピードを高め、治療アプローチを最適化し、疾患の前臨床モデリングを可能にすることで臨床開発コストを削減することへの関心を高めています。
   
• 創薬・疾患モデリングセグメントは、予測期間中に年平均成長率（CAGR）12.2%で、より高いペースで成長すると予測されています。製薬企業が候補薬をより迅速かつ低コストで特定する方法を求めていることから、同セグメントは堅調な成長率で拡大しています。
   
• 計算生物学におけるバーチャルスクリーニング、標的同定、リード最適化の活用により、初期段階の実際の創薬研究開発（R&D）に必要な時間とリソースを削減できます。
   
• 疾患モデリングは、AI やマルチオミクスデータと組み合わせて、疾患の進行や治療反応をシミュレーションすることも可能であり、精密医療の取り組みにおいて特に重要です。
   
• また、前臨床医薬品開発セグメントの市場規模は、2024 年に 5 億 90 万米ドルに達しました。計算生物学は、実際の患者試験に先立ち、候補薬の薬物動態、薬力学、安全性プロファイルをシミュレーションするために広く利用されています。
   
• これらのツールは、生体システムにおける薬物の反応を予測できるため、前臨床薬理試験での動物モデルの使用を削減し、候補薬が臨床試験へ移行する可能性を高めることができます。
   
• さらに、臨床試験セグメントは著しい成長を記録し、2034 年までに 12 億米ドルに達すると予測されています。計算生物学ツールは、生物学的反応のシミュレーション、臨床試験デザインの改善、患者データのより効率的な分析に有用です。これらの手法により、臨床試験コストが削減され、精度が向上するとともに、規制当局の承認プロセスが効率化されます。
   

サービス別に見ると、北米の計算生物学市場は、委託型と社内型に分類されます。2024年は、費用対効果の高いアプローチ、高度なツールや専門知識へのアクセスなどの利点により、委託型セグメントが 56.8% の過半数の市場シェアを占めました。
 

• 製薬企業やバイオテクノロジー企業が、受託研究機関（CRO）や計算生物学を専門とする組織への委託を進めていることから、委託サービスに対する需要が大幅に高まっています。このモデルにより、組織は社内で能力を構築するための間接費を負担することなく、コストを削減し、高度な技術や専門人材を活用できます。
   
• 受託機関は、計算生物学のモデルやツールの導入を推進しています。これらは、プロジェクトの迅速な完了、拡張性、柔軟性など、さまざまな利点を提供するためです。特に中小規模の組織にとって、柔軟性は重要な要素となることが少なくありません。
   
• さらに、医薬品開発がますます複雑化し、データ主導型になるとともに、時間も要するようになるなか、イノベーションを促進し、業務運営の負担を軽減するための有効な戦略と見なされています。
   
• 社内型セグメントの市場規模は、2024年に 14億米ドルに達しました。製薬企業や学術機関における社内型の計算生物学サービスは、組織が独自データや独自能力を完全に管理したい場合などに必要となります。組織は、データセキュリティと知的財産の所有権を維持し、将来の研究開発活動を支援するために、計算生物学サービスを利用しています。
   
• また、社内型サービスは大幅に高コストとなる可能性がある一方、既存のワークフローや電子カルテシステムなどとの柔軟性や相互運用性を大幅に高めることができます。
   

最終用途別に見ると、北米の計算生物学市場は、商用と学術・研究に分類されます。2024年は、主に産業分野でこうしたツールやソリューションの導入が拡大したことにより、商用セグメントが 58.8% の過半数の市場シェアを占めました。
 

• 製薬、バイオテクノロジー、ヘルスケア企業では、より広範な規模で計算生物学を導入し始める企業が増えています。これらの企業は、高度なモデリング、シミュレーション、分析を活用して、創薬を迅速化し、研究開発費を削減するとともに、個別化治療法をより効率的に開発しています。
   
• さらに、企業が競争優位性を獲得し、医薬品をより迅速に市場投入し、規制当局の承認をより円滑に取得する方法を模索するなか、計算生物学に対する需要が高まっています。
   
• 学術・研究セグメントの市場規模は、2024年に 14億米ドルに達しました。計算生物学ソリューションに対する需要は、学術・研究分野におけるゲノミクス、システム生物学、分子モデリングの進歩によって大きく牽引されています。大学や研究機関は、複雑な生物学的データを分析し、生物学的プロセスをシミュレーションし、再現可能な結果を共有するために、高度なソフトウェアアプリケーションに依存しています。
   
• さらに、生物学、コンピューターサイエンス、データサイエンスの研究を組み合わせた学際的研究も拡大しており、需要を押し上げています。また、生命科学研究に対する政府および民間からの資金提供が増加していることから、学術分野で計算プラットフォームやアプリケーションを利用する研究者が増えています。
   

この市場を形成する主要なセグメントについて詳しく知る

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米国の計算生物学市場規模は、2021年と2022年にそれぞれ17億米ドル、22億米ドルであった。2024年の市場規模は32億米ドルに達し、2023年の27億米ドルから増加した。先進的なツールおよびフレームワークを統合し、医薬品開発プロセスの迅速化に大きく注力する動きが、市場成長を促進すると予測される。
 

• 米国は、強固なバイオテクノロジー・エコシステム、先進的な研究開発能力、官民協力を背景に、計算生物学分野の先駆者となっている。
   
• 大手製薬企業やテクノロジー企業の多くは、AIを活用した医薬品開発、ゲノミクス、精密医療など、影響力の大きい分野に多額の投資を行っている。研究機関や国立研究所も、アルゴリズム、データ、生物学的モデリングの高度化において重要な役割を果たし、大きく貢献している。
   
• さらに、米国では、デジタルヘルス技術の成長をますます支える有利な規制環境が整備されている。人材の豊富さ、高度なインフラ、イノベーションを重視する文化は、同国の成長を促進し、業界における主導的地位を維持すると予想される要因の一部である。
   

カナダは北米計算生物学市場で大きなシェアを占め、2024年の市場規模は1億9,520万米ドルであった。
 

• カナダでは、優れた学術研究環境、政府による支援プログラム、拡大するライフサイエンス産業を背景に、計算生物学ソリューションの需要が増加している。
   
• 大学や研究機関は、ゲノミクス、プロテオミクス、システム生物学における重要な進展に向けて、バイオインフォマティクスツールの導入を開始している。
   
• 同国で精密医療と公衆衛生が重視される傾向が強まっていることも、疾患のモデリングや治療法の開発を目的とした計算プラットフォームの利用を促進している。
   
• さらに、カナダの機関と世界的なバイオテクノロジー企業は、イノベーションを促進するための連携を拡大しており、これにより計算生物学はカナダのライフサイエンス・エコシステムにおける重要な要素となっている。
   

北米計算生物学市場シェア

Thermo Fisher Scientific、Illumina Inc.、QIAGEN、BIO-RAD Laboratories、Dassault Systèmesなど、市場で事業を展開する主要企業は、業界で大きな存在感を示している。これらの企業は、強力な製品ポートフォリオ、規制当局の承認、継続的なイノベーション、業界の主要なステークホルダーとの提携を組み合わせることで、主要な地位を維持している。
 

北米の計算生物学市場は競争が激しく、既存のバイオテクノロジー企業、新興スタートアップ、学術機関、テクノロジー企業が混在している。この分野のイノベーターは、AIにより最適化された創薬、複数のオミクスデータの統合、クラウドベースのバイオインフォマティクスプラットフォームに注力している。
 

さらに、多くの企業が研究および商業化を加速するため、大学や医療システムとの戦略的提携を進めている。オープンソースソフトウェアと独自ソフトウェアの双方が利用されており、柔軟性と拡張性が確保されている。
 

また、SchrödingerやCertaraなどの新興企業も市場への参入を進めており、製薬研究開発プロセスの一環として、より高度なモデリング手法やバイオシミュレーション手法を提供している。
 

北米計算生物学市場の主要企業

北米の計算生物学業界で事業を展開する主な企業には、次のような企業がある。

• aganitha
• Atomwise
• Benevolent
• BIODIGITAL
• BIO-RAD
• cadence
• CERTARA
• compugen
• DASSAULT SYSTEMES
• deep genomics
• DNAnexus
• Genedata (Danaher)
• GINKGO
• Illumina
• instem
• QIAGEN
• Schrödinger
• Thermo Fisher SCIENTIFIC
   
• Thermo Fisher Scientific

Thermo Fisher Scientificは、2024年に約 12%のシェアを占め、北米の計算生物学市場で首位の地位を確立した。同社は、研究開発、製造、診断、臨床サービスを組み合わせ、ライフサイエンスのバリューチェーン全体にわたるエンドツーエンドの統合に注力している。同社の戦略は、医薬品開発と精密医療を加速するため、積極的な合併・買収、デジタルトランスフォーメーション、AI主導のイノベーションを重視している。また、主要な地位を維持するため、持続可能性と地域展開にも多額の投資を行っている。
 

• Illumina Inc.

Illuminaは、シーケンシングの領域を超え、マルチオミクスとAIを活用したデータ解釈へと事業の軸足を移している。同社の新部門であるBioInsightは、大規模なオミクスデータセットを活用した創薬に向け、製薬企業との提携を目指している。同社は、プロテオミクス（SomaLogicの買収など）へ事業を拡大するとともに、臨床での導入を促進し、シングルセルゲノミクスおよび集団規模のゲノミクスにおけるイノベーションを推進している。
 

• QIAGEN

QIAGENの戦略の中心は、統合型の分子診断およびライフサイエンスツールを提供する「Sample to Insight」モデルである。同社は、高成長プラットフォームに注力する一方、コンパニオン診断と自動化ソリューションを拡大している。戦略的なM&A、地域市場への浸透、業務効率の向上が、同社の成長計画の主要な柱となっている。
 

北米の計算生物学業界ニュース：

• 2025年6月、Illumina, Inc.は、Standard BioToolsとSomaLogicを買収する正式契約を締結したと発表した。この動きにより、成長が続くプロテオミクス市場におけるIlluminaの存在感が高まる見込みである。これにより、同社は業界での存在感をさらに高めることが期待される。
   
• 2024年12月、QIAGENは、複雑な生物学的データの解釈を簡素化・迅速化するために設計された新機能、Ingenuity Pathway Analysis（IPA）Interpretの提供開始を発表した。この取り組みにより、同社は継続的な機能強化とアップデートを通じて、サービス提供を拡充し、ユーザー体験を向上させた。
   
• 2024年11月、NVIDIAは、創薬を進展させ、分子設計を加速するオープンソースプラットフォームNVIDIA BioNeMo Frameworkの提供開始を発表した。このプラットフォームは、業界のさまざまな関係者向けにデジタル生物学の高速化とスケール拡大を実現することに注力している。
   
• 2024年4月、マイクロバイオーム科学企業であるSeed Healthは、包括的なマルチオミクスデータセットであるHuman Phenotype Projectを基盤とするCODAプラットフォームを立ち上げた。CODAは、次世代型の精密プロバイオティクスおよびマイクロバイオームを標的とする介入策の発見・開発に向けた計算生物学プラットフォームである。この製品の投入により、同社は業界での存在感をさらに高めることが期待される。
   

北米の計算生物学市場調査レポートは、以下のセグメントについて、2021〜2034年の売上高（百万米ドル）に関する推計と予測を含む、業界の詳細な分析を掲載している。

ツール別市場

• 分析ソフトウェアおよびサービス
• データベース
• ハードウェア

用途別市場

• 細胞・生物学的シミュレーション
  • 計算ゲノミクス
  • 計算プロテオミクス   
  • 薬理ゲノミクス
  • その他のシミュレーション
• 創薬・疾患モデリング
  • 標的同定
  • 標的検証
  • リード化合物探索
  • リード化合物最適化
• 前臨床医薬品開発
  • 薬物動態学
  • 薬力学
• 臨床試験
  • 第I相
  • 第II相
  • 第III相
  • 第IV相
• 人体シミュレーションソフトウェア

サービス別市場

• 受託
• 自社内

最終用途別市場

• 商用
• 学術・研究

上記の情報は、以下の国を対象としています。

• 米国
• カナダ