Рынок 2D материалов

Рыночное определение

Рынок двухмерных материалов включает в себя производство, разработку и коммерциализацию материалов, которые обычно имеют толщину всего один или два атома. Эти двумерные материалы обладают уникальными свойствами, которые отличают их от их объемных аналогов, включая исключительную электрическую проводимость, механическую прочность и отличительные оптические характеристики, дифференцируя их от объемных аналогов.

Рынок 2D материаловОбзор

Глобальный размер рынка 2D материалов оценивался в 1304,8 млн. Долл. США в 2023 году и, по прогнозам, будет расти с 1344,1 млн. Долл. США в 2024 году до 1730,2 млн. Долл.ПолемЭтот рост обусловлен растущим спросом на передовые материалы в таких отраслях, как электроника, хранение энергии, аэрокосмическая промышленность и биотехнология.

Ожидается, что инновации в графене, дихалькогенидах переходных металлов (TMDS) и других двухмерных материалах способствуют инновациям в гибкой электронике, высокопроизводительных батареях и квантовым вычислениям, расширению рынка заправки.

Ожидается, что непрерывные достижения в методах производства в сочетании с растущими инвестициями в исследования и разработки повысят масштабируемость и коммерческую жизнеспособность двухмерных материалов.

Major companies operating in the global 2D materials industry are Graphenea, Inc., Haydale Graphene Industries plc, Versarien™ plc, NanoXplore Inc., Cabot Corporation, ACS Material, Graphene Industries, American Elements, Thomas Swan & Co. Ltd, 2-DTech Graphene, planarTECH, Smart-elements GmbH, Ossila, Nordic Bio-Graphite AB, and planarTECH (Holdings) ООО

Рынок еще больше пользуется растущим акцентом на устойчивость, поскольку 2D-материалы предлагают экологически чистые альтернативы в энергоэффективных устройствах, решениях возобновляемых источников энергии и электронике следующего поколения. Предполагается, что растущее принятие 2D -материалов в различных секторах в ближайшие годы значительно внесет свой вклад в рост рынка.

• В январе 2023 года Layerone Materials в партнерстве с 2D Tech для стимулирования устойчивых инноваций на основе графена.Это сотрудничество направлено на продвижение разработки экологически чистых решений путем использования уникальных свойств Graphene для различных применений, включая хранение энергии и электронику.

Ключевые основные моменты

1. Глобальный размер рынка 2D -материалов был зарегистрирован на уровне 1304,8 млн. Долл. США в 2023 году.
2. Предполагается, что рынок будет расти на 3,67% с 2024 по 2031 год.
3. В 2023 году Северная Америка в размере 33,32% стоимостью 434,7 млн. Долл. США.
4. В 2023 году сегмент графена получил 465,9 млн. Долл. США.
5. Ожидается, что сегмент потребительской электроники достигнет 566,3 млн. Долл. США к 2031 году.
6. Ожидается, что в Азиатско -Тихоокеанском регионе вырастет на 4,31% в течение прогнозируемого периода.

Рыночный драйвер

«Достижения в области электроники и полупроводниковых технологий»

Рынок 2D материалов значительно зависит от достижений в области электроники и полупроводниковых технологий. Примечательно, что такие материалы, как дихалкогениды графена и переходных металлов (TMD), демонстрируют исключительные свойства, включая высокую мобильность и гибкость электронов, которые имеют решающее значение для разработки электронных устройств следующего поколения.

По мере того, как спрос растет для меньших, более быстрых и более эффективных устройств, традиционные материалы приближаются к их пределам производительности. 2D-материалы обеспечивают решение, позволяя компактным конструкциям и повышенной производительности, что делает их идеальными для гибкой электроники, высокопроизводительных транзисторов, датчиков и квантовых вычислений.

Их потенциальные приложения охватываютГибкая электроника, высокопроизводительные транзисторы, датчики и квантовые вычисления. Этот потенциал привел к значительным инвестициям и исследованиям.

• В марте 2024 года флагман Graphene и инициатива Advanced Materials 2030 организовала онлайн -мастерскую для представления подготовительного прогресса и наброски, подчеркивая роль предлагаемого партнерства в инициативе «передовые материалы для промышленного лидерства».

Рыночный вызов

"Масштабируемость и производство"

Масштабируемость и производство создают значительные проблемы в коммерциализации двухмерных материалов, таких как графен и TMD. Хотя производство лабораторного масштаба показало их потенциал, масштабирование до промышленного уровня остается трудным.

Существующие методы производства, включая химическое осаждение паров (ССЗ), отшелушивание жидкости и механическое расщепление, ограничения лица в эффективности, стоимости и последовательности. Например, сердечно-сосудистые заболевания могут производить высококачественные материалы; Тем не менее, это дорого, медленно и требует высоких температур, ограничивая масштабируемость.

Жидкая фаза отшелушивания, хотя и более масштабируемое, часто приводит к непоследовательному качеству материала и требует дополнительных шагов для удаления растворителей, что добавляет сложность и стоимость. Механическое расщепление, хотя и эффективно для мелкого производства, является трудоемким и не подходит для массового производства.

Обработка Roll to-Roll (R2R) предлагает многообещающее решение, обеспечивающее непрерывное, высокопроизводительное производство при снижении затрат. Усилия по улучшению химического отложения паров (CVD) сосредоточены на повышении эффективности и повышении уровня производства.

Кроме того, отшелушивание жидкости оптимизируется для производства более качественных материалов в больших количествах. Разработка автоматизированных, высокопроизводительных методов тестирования разрабатывается для обеспечения последовательного качества материала.

Кроме того, сотрудничество между научными кругами и промышленностью имеет важное значение для ускорения разработки экономически эффективных, масштабируемых производственных решений для двухмерных материалов.

Тенденция рынка

«Интеграция двухмерных материалов с появляющимися технологиями»

Основной новой тенденцией, влияющей на рынок двухмерных материалов, является растущая интеграция этих материалов с появляющимися технологиями, особенно в таких областях, как квантовые вычисления, носимые устройства и наномедицина.

Исследователи изучают потенциал таких материалов, как графен, MXENES и TMD, чтобы обеспечить прорывы в этих передовых областях. Например, 2D -материалы используются в квантовых точках для квантовых вычислений, биосенсоров для медицинской диагностики и гибкой растягиваемой электроники для носимых устройств.

По мере продвижения этих технологий спрос на 2D-материалы, как ожидается, будет расти, способствуя инновациям и коммерциализации в секторах высокого роста. Эта тенденция подчеркивает расширяющуюся роль двухмерных материалов в формировании технологических достижений следующего поколения.

• В мае 2023 года Nanoxplore приобрела полное владение как акционерного капитала, так и интеллектуальной собственности в Voltaxplore, в то время как Martinrea увеличила свою долю в Nanoxplore с 21,1% до 22,7%. Эта разработка позиционирует Nanoxplore в качестве ключевого игрока на развивающемся рынке, потенциально продвигая дальнейшие исследования и инвестиции.

Снимок отчета о рынке 2D материалов

Сегментация	Подробности
Материалом	Графен, переходной металл дихалкогенид (TMDC), черный фосфор, нитрид бора
По приложению	Потребительская электроника, аэрокосмическая промышленность, здравоохранение, энергия, другие
По региону	Северная Америка: США, Канада, Мексика
	Европа: Франция, Великобритания, Испания, Германия, Италия, Россия, остальная часть Европы
	Азиатско-Тихоокеанский регион: Китай, Япония, Индия, Австралия, АСЕАН, Южная Корея, остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона
	Ближний Восток и Африка: Турция, ОАЭ, Саудовская Аравия, Южная Африка, остальная часть Ближнего Востока и Африки
	Южная Америка: Бразилия, Аргентина, остальная часть Южной Америки

Сегментация рынка

• По материалу (графен, дихалькогенд переходного металла (TMDC), черный фосфор и нитрид бора): сегмент графена заработал 465,9 млн. Долл. США в 2023 году, в основном благодаря его широко распространенному внедрению в таких приложениях, как электроника, хранение энергии и датчики, поддерживаемые его исключительным электрическим, термическим и механическим допусками.
• По приложениям (потребительская электроника, аэрокосмическая промышленность, здравоохранение, энергия и другие): сегмент потребительской электроники в 2023 году составил 33,32%, в значительной степени связанный с растущим спросом на легкие, гибкие и высокопроизводительные материалы в таких устройствах, как смартфоны, носимые и дисплеи.

Рынок 2D материаловРегиональный анализ

Основываясь на регионе, мировой рынок был классифицирован в Северной Америке, Европе, Азиатско -Тихоокеанском регионе, Ближнем Востоке и Африке и Латинской Америке.

В 2023 году рынок 2D материалов в Северной Америке занял около 33,32%, стоимостью 434,7 миллиона долларов США. Это доминирование объясняется сильным присутствием региона ведущих технологических компаний, академических учреждений и исследовательских организаций, стимулирующих инновации в передовых материалах.

Соединенные Штаты, в частности, вносят значительный вклад в этот рост, со значительными инвестициями в НИОКР и коммерциализацию двухмерных материалов для применения в области электроники, хранения энергии и аэрокосмической промышленности. Ожидается, что растущее внедрение 2D -материалов в таких отраслях, как автомобильная и здравоохранение, будет способствовать росту регионального рынка.

• В декабре 2024 года полупроводниковый стартап назначения 2D объявил о успешном достижении синтеза масштаба пластин высококачественного графена в условиях, совместимых с CMOS, используя свой опыт в технологии процесса графена.

Азиатско-тихоокеанская 2D-материалы отрасль будет расти в среднем на 4,31% в течение прогнозируемого периода, парируемой из-за быстрой индустриализации, увеличения спроса на продвинутую электронику и сильное внимание на энергоэффективных технологиях.

Такие страны, как Китай, Япония и Южная Корея, находятся на переднем крае исследований и коммерциализации, с основными инвестициями в графен и другие 2D -материалы для применения в полупроводниках, хранении энергии и возобновляемой энергии.

Ожидается, что расширяющиеся производственные возможности региона в сочетании с благоприятной государственной политикой, поддерживающей инновации в нанотехнологиях, еще больше ускорит региональный рост рынка.

Нормативные рамки

• США Агентство по охране окружающей среды (EPA)Управляет Закон о контроле токсичных веществ (TSCA), который регулирует производство, использование и распределение химических веществ, включая наноматериалы, такие как 2D -материалы. В соответствии с TSCA производители должны представить уведомление о предварительном производстве (PMN) в EPA для новых химических веществ, включая графен и другие 2D-материалы, прежде чем они будут представлены в коммерцию.
• США Управление по контролю за продуктами и лекарствами (FDA)Предоставляет руководство по использованию ISO 10993-1 для биологической оценки медицинских устройств. В этом стандарте описывается оценка и тестирование биосовместимости таких материалов, как графен и Mxenes, используемые в медицинских устройствах, чтобы гарантировать, что они безопасны для использования человека.
• Управление по патентам и товарным знакам США (USPTO)Наблюдает за правами на интеллектуальную собственность, включая патенты на инновации в 2D -материалах, таких как графен и дихалкогениды с графенами и переходными металлами. Он обеспечивает защиту новых технологий и процессов посредством его патентного обследования и процедур предоставления.
• Международная электротехническая комиссия (МЭК)является глобальной организацией стандартов, которая разрабатывает и публикует международные стандарты для электрических, электронных и связанных с ними технологий. Он играет ключевую роль в разработке правил и структур, которые обеспечивают безопасность, надежность и совместимость новых технологий, в том числе те, которые включают 2D -материалы.

Конкурентная ландшафт

Глобальный рынок двухмерных материалов характеризуется рядом участников, в том числе как устоявшиеся корпорации, так и начинающих игроков. Эти компании сосредотачиваются на разработке приложений, включающих 2D -материалы, такие как графен, дисульфид молибдена и нитрид гексагонального бора.

Благодаря стратегическим партнерским отношениям, совместным предприятиям и обширным исследованиям исследований и разработок (НИОКР) игроки отрасли сосредотачиваются на коммерциализации этих материалов для передовых технологий, включая гибкую электронику, батареи следующего поколения имедицинские устройстваПолем

Многочисленные новые стартапы нацелены на нишевые рынки, особенно в областях, где 2D-материалы предлагают конкурентное преимущество, такие как датчики, фотосессии и энергоэффективные устройства.

• В июне 2023 года инициатива Graphene Flagship and Advanced Materials 2030 (AMI2030) совместно призвала к европейскому партнерству под Horizon Europe и ее преемником FP10 в области передовых материалов, включая 2D -материалы. Эта инициатива направлена на то, чтобы ускорить разработку и коммерциализацию передовых материалов с сильным акцентом на графен и связанные с ними 2D-материалы, чтобы улучшить глобальное лидерство Европы в области технологий передовых материалов.

Список ключевых компаний на рынке 2D Materials:

• Graphenea, Inc.Полем
• Haydale Graphene Industries PLC
• Versarien ™ PLC
• Nanoxplore Inc.
• Cabot Corporation
• АКС материал
• Graphene Industries
• Американские элементы
• Thomas Swan & Co. Ltd
• 2-дтехно-графен
• Planartech
• Smart-Elements Gmbh
• Оссила
• Северный био-графит AB
• Planartech (Holdings) Ltd.

Последние события (M & A A -A/Партнерства/соглашения/запуск нового продукта)

• В октябре 2024 годаНаучно -исследовательский институт Toyota Северной Америки (TRINA) и Xanadu, лидер в области квантовых вычислений, запустил новый проект по использованию квантовых вычислений для продвижения моделирования материаловедения. Сотрудничество подчеркивает растущую значимость квантовых вычислений в преодолении проблем, которые традиционно замедляют прогресс в материалостике.
• В январе 2024 годаСотрудничество между Azo Nano Partners, Uppsala University и Columbia University привело к открытию нового двухмерного квантового материала. Этот материал, состоящий из тонких атомов слоев церия, кремния и йода (CESII), представляет собой первый известный пример двухмерной структуры с тяжелыми фермионами, предлагая значительный потенциал для достижений в исследованиях квантовых материалов.
• В феврале 2023 года, Хейдейл получил инновационный грант Великобритании для разработки метода характеристики на основе изображений для 2D-материалов. Проект направлен на продвижение анализа таких материалов, как графен и другие наноматериалы с использованием технологий изображений, чтобы лучше понять их свойства и производительность.