Optical & Radio Frequency Metamaterials 2024-2034
据麦姆斯咨询介绍，英国知名研究公司IDTechEx在这份最新发布的研究报告中全面探讨了新兴的超构材料（Metamaterials）技术。本报告通过对价值链上主要厂商的访谈以及IDTechEx积累的光学、电信和新兴材料研究，评估了光学和射频（RF）领域应用的超构材料技术和市场。本报告分析了每种应用的需求，并包括对现有厂商的案例研究。
超构材料生态系统正在形成
本报告指出，电信领域的可重构智能表面（RIS）和智能手机摄像头中的超构透镜是重要的市场机遇。通过详尽的细分研究，本报告全面概述了每种应用的现状和市场潜力。根据预测，到2034年，光学和射频领域应用的超构材料市场规模将达到149亿美元，主要驱动因素包括通过超构透镜改进智能手机中的生物识别传感功能，以及5G毫米波应用的不断扩大和可重构智能表面应用的持续增长。
本报告对光学和射频应用的超构材料进行了细分研究
射频超构材料市场
射频超构材料可应用于电信、汽车、航空航天和安全等多个领域。基于射频超构材料的可重构智能表面，以反射、转向和屏蔽电磁辐射，弥补高频信号带来的覆盖减小问题。此外，在雷达波束成形应用中，射频超构材料可实现电磁辐射的主动转向，从而提高角度分辨率。这对汽车雷达系统尤其有益。射频超构材料还可用于有效的电磁干扰屏蔽，通过防止信号泄漏来提高安全性，并可通过频率选择来创建透明屏蔽。射频超构材料还具有医疗传感应用潜力，例如核磁共振扫描和无创血糖监测等。
根据IDTechEx预测，射频超构材料的最大市场将是用于5G毫米波和未来6G通信的可重构智能表面。5G毫米波和6G都具有显著优势，包括可以利用宽带支持每秒千兆比特到太比特的峰值数据流，同时保持超低延迟。
然而，利用高频频谱会带来一些挑战，例如信号传播距离非常短以及视线障碍等。解决信号衰减问题和在合理距离内建立强大的通信是这两种技术的当务之急，尤其是在繁忙的城市地区，尽管存在障碍，但持续的连接至关重要。
射频超构材料制造方法分析
要为5G毫米波和6G等高频频谱提供足够的覆盖范围，建立大量基站并不划算。相比之下，基于射频超构材料的可重构智能表面可以将信号反射并引导至终端用户，从而在保持低能耗的同时增加信号覆盖范围和强度。此外，将基于超构材料的涂层与窗户集成在一起，还能在障碍物复杂的城市地区通过反射波束来改善信号覆盖。这些解决方案可提供大面积覆盖，并为材料集成提供广阔的机遇。
超构材料技术成熟度
光学超构材料市场
基于蛾眼结构仿生的相对简单的光学超构材料，在高端相机镜头中用作抗反射（AR）涂层的历史相对较长。相比之下，利用半导体工艺制作的超构透镜有望带来巨大的市场影响，其最初的驱动力来自提高计算机视觉系统的性能。
2022年，由无晶圆厂（Fabless）厂商Metalenz设计的超构透镜在意法半导体的飞行时间（ToF）传感器中实现了商业化，标志着这一技术的首次商业化应用。在这项应用中，超构透镜以比其替代光学元件更小的尺寸提高了集光性能。超构透镜的最大价值在于能够增加额外的光学功能，例如在非常紧凑的封装中实现偏振成像。这在智能手机生物识别中拥有巨大的应用潜力，有望在不久的将来将人脸识别技术引入更广泛的智能手机。
基于液晶的超构透镜有望对虚拟现实（VR）头戴设备产生重大影响，它们可用于解决辐辏适应冲突，帮助这些设备通过“视觉图灵测试”。此外，动态光学超构表面还有助于使激光雷达更加紧凑，拓宽激光雷达的应用市场。
超构透镜在虚拟现实（VR）中的应用
超构透镜的最大限制因素是宽光谱性能，但超构表面本身的设计以及软件补偿方面的重大创新，有望在未来十年内使超构透镜成为智能手机镜头更紧凑、更低成本的替代品。最终，超构透镜有可能在不久的将来在很多领域颠覆传统的光学行业。
本报告回答了哪些关键问题：
技术
- 每种应用适合的超构材料及其制造技术分别是什么？
- 超构材料与市场中的现有技术相比如何？
- 超构材料在不同应用中的技术发展状况如何？
市场
- 超构材料有哪些关键的新兴和潜在应用？
- 哪些行业有望在现有技术的基础上采用超构材料？
- 超构材料市场的主要厂商。
- 超构材料每种应用的驱动力和主要障碍有哪些？
- 超构材料在各个应用领域的未来市场趋势？
材料及制造
- 各种应用中光学和射频应用的超构材料的关键材料分析。
- 对主要制造方法的评估，以及对新兴制造技术的评估和比较分析。
应用
- 探索射频超构材料的关键应用，如用于电信的可重构智能表面（RIS）、用于汽车和其他行业的雷达波束成形以及医疗用途。涵盖生产挑战、技术对标和关键厂商的案例研究。
- 探索光学超构材料的关键应用，包括智能手机和VR中的超构透镜、抗反射涂层和激光陷波滤波器、激光雷达波束操纵等，涵盖性能和生产挑战、应用适应性分析和关键厂商的案例研究。
- 调研超构材料在每种应用中的现状，包括技术准备水平、驱动因素和挑战、主要厂商、SWOT分析和市场前景。
市场预测与分析
- 超构材料在不同应用领域的10年期细分市场预测。
- 评估超构材料不同应用的技术和商业成熟水平。
若需要购买《光学和射频应用的超构材料-2024版》报告，请联系麦姆斯咨询王懿，邮箱：wangyi#memsconsulting.com（#换成@）