超材料市场规模、份额及趋势分析报告，按类型（电磁、太赫兹、可调谐、光子、FSS、其他（手性、非线性等））、应用（天线与雷达、传感器、隐身装置、超透镜、光声滤波、其他（太阳能、吸收器等））、最终用户（医疗保健、电信、航空航天与国防、电子、其他）和地区（北美、欧洲、亚太、中东和非洲、拉丁美洲）划分，预测期为2022-2030年。

超材料市场增长驱动因素

来自航空航天和国防行业的高需求

改进的天线技术对于高效的军事、航空航天和国防通信至关重要。可靠、高效且实时的通信对于以网络为中心的数字化战场作战至关重要，能够将准确信息传递给相关人员。天线是国防、航空航天和军事系统中一个至关重要但有时却被忽视的组成部分。雷达也使用军用天线为导弹提供制导，以实现精确的目标跟踪。预计边境渗透、恐怖活动、国际冲突以及易受攻击的边境地区将增加对超材料在航空航天和国防应用领域的需求，从而推动军用天线市场的发展。

为了维护和平与安全，各国都在加大对国防工业的投资。此外，各国政府每年都会在预算中拨出专项资金用于国防工业。目前，航空航天和军事工业正处于“超级周期”，部分原因是由于大量的订单积压，这可能会在未来十年推动该行业的生产增长。由于上述所有因素，该行业对超材料的需求正在上升。这种需求将在预测期的后期成为市场发展的关键驱动力。

增加天线在通信中的应用

近年来，电信行业对微波应用表现出越来越浓厚的兴趣。工程超材料能够产生特殊的电磁信号。这些材料展现出多种折射特性，包括负折射率（NRI）和左手材料（LHM）。因此，这类材料对于微波元件的制造以及高效天线的设计和生产至关重要。在磁感应（MI）通信系统中，环形天线被封装在负磁导率的超材料外壳中。理论上，利用超材料增强的同步辐射（SR）通信系统和小型环形天线，可以实现约20米的通信距离和可接受的数据速率。因此，在偏远地区使用这些材料可能会显著影响通信连接。

利用超材料天线，人们可以在0.38米处聚焦比衍射极限远六倍的距离。采用这些超材料制成的手机天线尺寸缩小了五倍，带宽达到700兆赫至2.7吉赫。科学家们目前正在开展宽角阻抗匹配（WAIM）技术的研究。研究表明，超材料能够为相控阵天线提供卓越的宽角阻抗。超材料在5G天线中的应用也日益广泛。上述所有因素，包括超材料天线在反导系统、海洋监视系统、空间监视系统、飞机防撞系统和防空系统中的应用，预计将在预测期内推动超材料市场的发展。

市场限制

超材料合成成本

超材料的制造工艺包括能够生成高度三维微纳尺度结构以及包含多种组成材料的同一结构的工具。这些工艺需要大量的资本投入和研发投入。设计和制造此类高度表征的结构需要最先进的机械设备。因此，超材料的合成是一个耗时且至关重要的过程。近年来，增材制造也被视为一种潜在的生产工艺。

此外，制造超材料的原材料包括各种纳米颗粒，这些颗粒价格昂贵。电泳沉积（EPD）工艺利用电场将带电纳米颗粒从溶液沉积到基底上。由于应用范围有限，超材料的大规模生产仍处于起步阶段。由于制造成本高昂，全球企业大多从事中小规模的超材料​​合成。因此，缺乏能够以足够工业规模生产各种超材料的经济型技术，限制了超材料市场发挥其应有的潜力。

市场机遇

对无线移动通信的需求不断增长

过去十年，对无线移动通信系统的需求不断增长。自2010年国际电信联盟批准IMT-Advanced（IMT-A）标准以来，第四代（4G）无线通信技术已在全球范围内部署。基于4G通信系统的互联网协议架构，随着互联网流量的持续增长，接入互联网的智能异构无线设备数量预计将呈指数级增长。在无线通信系统中应用超材料能够显著提高频谱效率和能量效率。

第五代（5G）无线通信技术正处于高级研发阶段，预计将于2021年推出。然而，受新冠肺炎疫情影响，其推出可能会有所延迟。5G通信系统的传输速率预计将远高于4G系统，峰值数据速率可达10 Gbps，每个小区的带宽为8~10 bps/Hz。随着电信行业的持续发展，5G网络技术的商用推广有望开启通信设备的新时代。超材料在5G技术组件中的应用日益广泛，例如，基于超材料的大规模天线设计可用于大规模多输入多输出（MIMO）通信系统。此外，基于超材料的反射器也被用于增强5G信号传播。

随着物联网 (IoT)、移动媒体和自动驾驶汽车预计在预测期内，超材料在无线通信系统中的应用数量将大幅增长。这些移动通信系统中使用的组件需要紧凑且不影响效率，而这正是超材料的优势所在。超材料组件的应用将彻底革新所有无线和移动技术，从而推动整个行业的发展。

细分市场分析

按类型分析

电磁材料细分市场占据最大的市场份额，预计在预测期内将以31.9%的复合年增长率增长。电磁超材料是一种人工材料，其结构经过精心设计，能够提供一系列天然材料或复合材料难以甚至无法实现的响应。超材料的一些显著特性包括负折射率（即磁响应和电响应同时为负）、完美（亚波长）透镜效应以及电磁隐形斗篷。这些特性推动了该细分市场的增长。

通过应用分析

天线和雷达领域占据最大的市场份额，预计在预测期内将以31.8%的复合年增长率增长。超材料最重要的用途之一是作为天线。利用超材料的特殊性质可以改善天线的性能。超材料涂层已被用于增强电性能极低且外观精美的偶极子接收设备的辐射和协调能力。超材料表面天线（MSA-T）的开发属于接收设备创新领域的一个新类别。它无需使用移动部件或昂贵的平台移动部件，即可在大范围内快速、精确地控制射频棒。由于上述因素，预计在预测期内，天线和雷达领域对超材料的需求将持续增长。

通过最终用户分析

航空航天与国防领域占据最大的市场份额，预计在预测期内将以34%的复合年增长率增长。先进的天线技术对于可靠的军事、国防和航空航天通信至关重要。可靠、高效和实时的通信对于以网络为中心的作战在数字化战场上取得成功，以及在正确的时间将准确信息传递给正确的人员至关重要。天线是航空航天、国防和军事系统的关键组成部分，尽管它经常被忽视。此外，军用天线还用于雷达，为导弹提供制导，以实现精确的目标跟踪。边境渗透、恐怖主义活动、国家间冲突以及易受攻击的边境地区的增加预计将推动对军用天线的需求。反过来，这又推动了对超材料的需求。

区域分析

北美市场霸主地位

北美占据最大的市场份额，预计在预测期内将以31.9%的复合年增长率增长。美国拥有全球最大的航空航天工业。据美国联邦航空管理局（FAA）预测，由于航空货运的增长，到2030年，美国飞机总数预计将达到36,500架。此外，由于现有机队老化，美国干线航空公司的机队预计每年将增加54架。美国向法国、中国和德国等国强劲的航空航天零部件出口，以及美国国内旺盛的消费支出，正在推动航空航天制造业的发展。

2021财年美国国防预算为7162亿美元，高于2020财年的7215亿美元峰值，创下唐纳德·特朗普第一任总统任期最后两年国防开支的历史新高。现任政府致力于增加军事装备生产，并巩固美国在世界秩序中的地位，这是过去五年军费开支增长的众多因素之一。航空航天和国防领域的这些趋势预计将催生对超材料的需求。

预计到2030年，亚太地区将创造16亿美元的市场规模，复合年增长率（CAGR）达31.7%。中国拥有全球最高的国防预算。近年来，中国国防开支的持续增长表明，中国致力于在2035年前完成人民解放军的建设，并在2049年前将其打造成为世界一流军队，这为军事技术产业带来了机遇。中国拥有全球规模最大的电子产品生产基地，不仅为国内消费者提供电子产品，还向其他国家出口电子产品。随着中产阶级可支配收入的增加以及中国电子产品进口国对电子产品需求的增长，预计电子产品生产将持续增长。因此，该地区的超材料市场有望迎来蓬勃发展。

欧洲是全球第三大航空航天产业区。德国航空航天业拥有遍布全国的2300多家企业，其中北部地区的企业最为集中。德国拥有众多飞机内饰部件、MRO（维护、修理和大修）以及轻量化结构和材料的生产基地，主要集中在巴伐利亚州、不来梅州、巴登-符腾堡州和梅克伦堡-前波莫瑞州。预计未来20年将有3万至3.5万架新飞机投入运营，以满足航空业日益增长的需求。因此，随着飞机产量的增加，预计在预测期内市场消费量也将随之增长。