Рынок умных материалов оценивается как USD 78,27 Bn в 2024 году Ожидается, что он достигнет 135,15 долларов США Bn к 2031 году, растущие с совокупным годовым темпом роста (CAGR) 8,12% с 2024 по 2031 год. Ожидается, что спрос на интеллектуальные материалы значительно возрастет в течение прогнозируемого периода. Новые применения интеллектуальных материалов в таких продуктах, как интеллектуальные датчики, адаптивные структуры и текстиль, открывают новые возможности для роста.

Рыночный драйвер - расширение электронной промышленности, обусловленное урбанизацией и усилением проникновения Интернета

Все больше людей мигрируют в городские центры в поисках лучших возможностей и инфраструктуры. В результате спрос на потребительскую электронику, такую как смартфоны, планшеты, ноутбуки, носимые устройства и другие подключенные устройства, значительно вырос. Это привело к росту продаж электроники, поскольку люди все больше полагаются на свои устройства для общения, развлечений, работы и повседневной деятельности.

Развитие передовых технологий позволило производителям включить больше функциональных возможностей в дизайн компактных устройств. По мере того, как развивающиеся страны продолжают инвестировать в цифровую инфраструктуру и переход общества к интернет-операциям, модели потребления электроники неизбежно будут развиваться дальше. Это способствует росту рынка умных материалов в странах с развивающейся экономикой.

Дешевые устройства также делают цифровизацию более инклюзивной. Это обеспечивает устойчивый рост спроса на потребительскую и промышленную электронику. В то же время более строгие правила и ожидания клиентов от надежных, но экологически чистых продуктов будут мотивировать производителей еще больше полагаться на интеллектуальные материалы. Их способность улучшать функциональность устройств при одновременном сокращении использования сырья делает их идеальным выбором для электронной промышленности.

Рыночный драйвер - растущее принятие передовых медицинских приложений с использованием пьезоэлектрических и сплавов памяти формы для диагностики

За последнее десятилетие индустрия здравоохранения широко использовала технологии для улучшения диагностики, процедур лечения и общего качества обслуживания. Достижения в области исследований в области материаловедения сыграли здесь ключевую роль, позволив разработать сложные медицинские устройства и имплантаты. В частности, интеллектуальные материалы, такие как пьезоэлектрические материалы и сплавы памяти формы, находят все большую актуальность в медицинских приложениях из-за присущих им полезных свойств.

Пьезоэлектрические датчики, которые могут генерировать электрический потенциал при воздействии давления или силы, произвели революцию в ультразвуковых медицинских системах визуализации. Способствуя точному захвату внутренних вибраций тканей, эти датчики имеют расширенные возможности ультразвукового диагностического оборудования.

Кроме того, повышенное внимание к персонализированным лекарствам, адаптированным к отдельным генам и биомаркерам, будет способствовать интеграции более сложных датчиков, имплантатов и устройств. Ожидается, что все эти факторы будут стимулировать использование пьезоэлектриков и сплавов памяти в медицинских приложениях, стимулируя рост рынка интеллектуальных материалов в будущем.

Вызов рынка: высокая стоимость умных материалов, влияющих на принятие в слаборазвитых регионах

Одной из основных проблем, с которыми сталкивается рынок интеллектуальных материалов, является высокая стоимость этих материалов, которая оказывает значительное влияние на внедрение в слаборазвитых и развивающихся регионах. Обработка и производство интеллектуальных материалов включает в себя многоступенчатые методы производства и тщательную проверку качества на каждом этапе для встраивания желаемых функциональных свойств. Этот сложный производственный процесс увеличивает общие затраты.

Кроме того, большинство отраслей промышленности интеллектуальных материалов сосредоточены в развитых странах, где основное внимание уделяется инновациям и передовым исследованиям и разработкам. Высокие капитальные затраты, необходимые для создания интеллектуальных производственных мощностей, также создают проблемы для их доступности на слаборазвитых рынках.

В результате применение интеллектуальных материалов остается ограниченным в развивающихся странах, где стоимость является основным барьером для внедрения. Для того, чтобы рынок интеллектуальных материалов реализовал свой потенциал роста в будущем, снижение производственных затрат за счет экономии за счет масштаба и более доступных технологий производства будет иметь решающее значение.

Рыночная возможность - увеличение НИОКР для повышения функциональности и долговечности интеллектуальных материалов

Одна из ключевых возможностей для будущего роста рынка интеллектуальных материалов заключается в наращивании научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, направленных на повышение функциональности и долговечности. С увеличением инвестиций в НИОКР ученые-материаловеды и инженеры работают над разработкой передовых материалов с улучшенными саморемонтными, самовосстанавливающимися и экологическими адаптивными свойствами. Это включает в себя материалы, которые могут изменять цвет, оптимизировать поглощение энергии и генерировать электричество.

Разработка недорогих методов массового производства интеллектуальных наноматериалов с помощью нанотехнологий представляет собой еще одну важную возможность. Если НИОКР смогут успешно повысить эксплуатационные характеристики интеллектуальных материалов, это будет стимулировать их внедрение в различных отраслях, включая аэрокосмическую, оборонную, автомобильную и биомедицинскую. Увеличение функциональности и долговечности от текущих инноваций будет иметь решающее значение для раскрытия полного потенциала рынка интеллектуальных материалов.

Одной из наиболее успешных стратегий на рынке интеллектуальных материалов были интенсивные исследования и разработки. Такие компании, как TDK Corporation и CTS Corporation, сосредоточились на разработке передовых пьезоэлектрических материалов для таких приложений, как приводы, датчики, преобразователи и т. Д. В 2010-12 годах TDK инвестировала более 100 миллионов долларов в исследования и разработки, которые помогли им запустить инновационные продукты для устройств.

Другой стратегией были стратегические приобретения для получения доступа к новым технологиям и областям применения. Например, Laird PLC приобрела Heraeus Electro-Nite в 2015 году за 58 миллионов долларов для улучшения своего портфеля интеллектуальных решений для контроля температуры с использованием сплавов памяти формы. Партнерство с OEM-производителями в индустрии приложений также является ключевой стратегией, принятой небольшими игроками, такими как Advanced Cerametrics и Smart Material Corporation.

По типу продукта: растущий спрос со стороны актуаторов и моторов приводит к пьезоэлектричеству Сегмент материалов

По типу продукции пьезоэлектрические материалы составляют 37,5% рынка умных материалов. Это связано с их широким применением в области приводов и двигателей. Благодаря уникальному свойству, известному как пьезоэлектрический эффект, они широко используются в производстве приводов и двигателей, которые требуют быстрого, точного и бесшумного движения.

В автомобильном секторе пьезоэлектрические материалы приобретают все большее значение для таких применений, как топливные форсунки, системы позиционирования сидений и многое другое. Их более широкое использование в транспортных средствах помогает повысить эффективность использования топлива при соблюдении строгих норм выбросов.

В аэрокосмических компонентах пьезоэлектрические приводы заменяют традиционные гидравлические и механические приводы для снижения веса и пространства. Производители электроники также используют способность пьезоэлектрических материалов преобразовывать вибрацию в электрические сигналы для продвижения тактильной обратной связи и сенсорных технологий. Расширение сферы применения пьезоэлектрических материалов в различных отраслях продолжит стимулировать рост этого сегмента на рынке интеллектуальных материалов.

Insights, By Application: Рост популярности в сегменте Actuators & Motors

С точки зрения применения, на приводы и двигатели приходится 41,3% рынка, в частности, из-за повышенного спроса со стороны автомобильного и аэрокосмического секторов. Такие преимущества, как компактные размеры, более низкая потребность в мощности и более длительный срок службы, сделали приводы и двигатели предпочтительным выбором по сравнению с гидравлическими и пневматическими компонентами.

В автомобильной промышленности умные приводы находят широкое применение в инжекторах, дроссельных заслонках, подвесках и многом другом для оптимизации производительности двигателя. Их автономные операции помогают повысить топливную эффективность транспортных средств. Aerospace является еще одним крупным конечным пользователем, где активаторы приобретают все большее значение для замены устаревших гидравлических систем.

Дальнейшие успехи ожидаются от нетрадиционных областей, таких как робототехника, протезирование и искусственные органы, где исполнительные механизмы играют ключевую роль. Это будет продолжать стимулировать рост в этом высоко прибыльном сегменте рынка интеллектуальных материалов.

Insights, by End User: Aerospace & Defense доминирует из-за критичности приложений

С точки зрения конечного пользователя, Aerospace & Defense занимает самую высокую долю рынка из-за критического характера приложений, использующих интеллектуальные материалы. Будучи чрезвычайно технологически ориентированным сектором, аэрокосмическая промышленность в значительной степени опирается на интеллектуальные материалы для разработки передовых самолетов с улучшенными возможностями управления полетом, легкой конструкцией, повышенной ситуационной осведомленностью и многим другим.

Ключевые компоненты самолета, такие как крылья, хвосты, шасси, широко используют сплавы памяти формы и пьезоэлектрические материалы. Оборонительное оборудование аналогично использует интеллектуальные материалы в приложениях, начиная от систем наведения ракет до подвески бронетехники для высокой производительности, надежности и безопасности. Даже небольшие улучшения производительности, обеспечиваемые интеллектуальными материалами, приводят к значительным конкурентным преимуществам и экономии затрат для производителей.

• Североамериканский рынок интеллектуальных материалов занимает доминирующее положение благодаря передовым технологиям и нормативной поддержке исследований и разработок.
• Быстрая урбанизация и оборонные инвестиции Китая создают высокий спрос на интеллектуальные материалы, особенно в электронной и автомобильной промышленности.
• Включение сплавов памяти формы в медицинские стенты произвело революцию в лечении сердечно-сосудистых заболеваний, обеспечив минимально инвазивные процедуры и улучшив время восстановления пациентов.
• Пьезоэлектрические материалы используются в системах сбора энергии, что позволяет преобразовывать механические вибрации в электрическую энергию, тем самым питая устройства с низким энергопотреблением без батарей.
• Рост приложений: Ожидается, что сегмент сенсоров на рынке интеллектуальных материалов значительно вырастет из-за растущего спроса на интеллектуальные датчики в автомобильной и потребительской электронике.

Основными игроками, работающими на рынке интеллектуальных материалов, являются Kyocera Corporation, Parker Hannifin Corp (Lord Corporation), Wright Medical Group N.V., CeramTec GmbH, APC International Ltd., CTS Corporation, TDK Corporation, Channell Commercial Corporation, Lord Corporation, Advanced Cerametrics Inc., Allegheny Technologies Incorporated и Metglas, Inc.