Optical & Radio Frequency Metamaterials 2024-2034
據麥姆斯咨詢介紹，英國知名研究公司IDTechEx在這份最新釋出的研究報告中全面探讨了新興的超構材料（Metamaterials）技術。本報告通過對價值鍊上主要廠商的訪談以及IDTechEx積累的光學、電信和新興材料研究，評估了光學和射頻（RF）領域應用的超構材料技術和市場。本報告分析了每種應用的需求，并包括對現有廠商的案例研究。
超構材料生态系統正在形成
本報告指出，電信領域的可重構智能表面（RIS）和智能手機攝像頭中的超構透鏡是重要的市場機遇。通過詳盡的細分研究，本報告全面概述了每種應用的現狀和市場潛力。根據預測，到2034年，光學和射頻領域應用的超構材料市場規模将達到149億美元，主要驅動因素包括通過超構透鏡改進智能手機中的生物識别傳感功能，以及5G毫米波應用的不斷擴大和可重構智能表面應用的持續增長。
本報告對光學和射頻應用的超構材料進行了細分研究
射頻超構材料市場
射頻超構材料可應用于電信、汽車、航空航天和安全等多個領域。基于射頻超構材料的可重構智能表面，以反射、轉向和屏蔽電磁輻射，彌補高頻信号帶來的覆寫減小問題。此外，在雷達波束成形應用中，射頻超構材料可實作電磁輻射的主動轉向，進而提高角度分辨率。這對汽車雷達系統尤其有益。射頻超構材料還可用于有效的電磁幹擾屏蔽，通過防止信号洩漏來提高安全性，并可通過頻率選擇來建立透明屏蔽。射頻超構材料還具有醫療傳感應用潛力，例如核磁共振掃描和無創血糖監測等。
根據IDTechEx預測，射頻超構材料的最大市場将是用于5G毫米波和未來6G通信的可重構智能表面。5G毫米波和6G都具有顯著優勢，包括可以利用寬帶支援每秒千兆比特到太比特的峰值資料流，同時保持超低延遲。
然而，利用高頻頻譜會帶來一些挑戰，例如信号傳播距離非常短以及視線障礙等。解決信号衰減問題和在合理距離内建立強大的通信是這兩種技術的當務之急，尤其是在繁忙的城市地區，盡管存在障礙，但持續的連接配接至關重要。
射頻超構材料制造方法分析
要為5G毫米波和6G等高頻頻譜提供足夠的覆寫範圍，建立大量基站并不劃算。相比之下，基于射頻超構材料的可重構智能表面可以将信号反射并引導至終端使用者，進而在保持低能耗的同時增加信号覆寫範圍和強度。此外，将基于超構材料的塗層與窗戶內建在一起，還能在障礙物複雜的城市地區通過反射波束來改善信号覆寫。這些解決方案可提供大面積覆寫，并為材料內建提供廣闊的機遇。
超構材料技術成熟度
光學超構材料市場
基于蛾眼結構仿生的相對簡單的光學超構材料，在高端相機鏡頭中用作抗反射（AR）塗層的曆史相對較長。相比之下，利用半導體工藝制作的超構透鏡有望帶來巨大的市場影響，其最初的驅動力來自提高計算機視覺系統的性能。
2022年，由無晶圓廠（Fabless）廠商Metalenz設計的超構透鏡在意法半導體的飛行時間（ToF）傳感器中實作了商業化，标志着這一技術的首次商業化應用。在這項應用中，超構透鏡以比其替代光學元件更小的尺寸提高了集光性能。超構透鏡的最大價值在于能夠增加額外的光學功能，例如在非常緊湊的封裝中實作偏振成像。這在智能手機生物識别中擁有巨大的應用潛力，有望在不久的将來将人臉識别技術引入更廣泛的智能手機。
基于液晶的超構透鏡有望對虛拟現實（VR）頭戴裝置産生重大影響，它們可用于解決輻辏适應沖突，幫助這些裝置通過“視覺圖靈測試”。此外，動态光學超構表面還有助于使雷射雷達更加緊湊，拓寬雷射雷達的應用市場。
超構透鏡在虛拟現實（VR）中的應用
超構透鏡的最大限制因素是寬光譜性能，但超構表面本身的設計以及軟體補償方面的重大創新，有望在未來十年内使超構透鏡成為智能手機鏡頭更緊湊、更低成本的替代品。最終，超構透鏡有可能在不久的将來在很多領域颠覆傳統的光學行業。
本報告回答了哪些關鍵問題：
技術
- 每種應用适合的超構材料及其制造技術分别是什麼？
- 超構材料與市場中的現有技術相比如何？
- 超構材料在不同應用中的技術發展狀況如何？
市場
- 超構材料有哪些關鍵的新興和潛在應用？
- 哪些行業有望在現有技術的基礎上采用超構材料？
- 超構材料市場的主要廠商。
- 超構材料每種應用的驅動力和主要障礙有哪些？
- 超構材料在各個應用領域的未來市場趨勢？
材料及制造
- 各種應用中光學和射頻應用的超構材料的關鍵材料分析。
- 對主要制造方法的評估，以及對新興制造技術的評估和比較分析。
應用
- 探索射頻超構材料的關鍵應用，如用于電信的可重構智能表面（RIS）、用于汽車和其他行業的雷達波束成形以及醫療用途。涵蓋生産挑戰、技術對标和關鍵廠商的案例研究。
- 探索光學超構材料的關鍵應用，包括智能手機和VR中的超構透鏡、抗反射塗層和雷射陷波濾波器、雷射雷達波束操縱等，涵蓋性能和生産挑戰、應用适應性分析和關鍵廠商的案例研究。
- 調研超構材料在每種應用中的現狀，包括技術準備水準、驅動因素和挑戰、主要廠商、SWOT分析和市場前景。
市場預測與分析
- 超構材料在不同應用領域的10年期細分市場預測。
- 評估超構材料不同應用的技術和商業成熟水準。
若需要購買《光學和射頻應用的超構材料-2024版》報告，請聯系麥姆斯咨詢王懿，郵箱：wangyi#memsconsulting.com（#換成@）