Рынок умных материалов

Размер рынка интеллектуальных материалов

Объем мирового рынка интеллектуальных материалов был зафиксирован на уровне 62,45 млрд долларов США в 2023 году, который, по оценкам, составит 69,32 млрд долларов США в 2024 году и, по прогнозам, достигнет 160,03 млрд долларов США к 2031 году, а среднегодовой темп роста составит 12,70% с 2024 по 2031 год. работ, в отчет включены решения, предлагаемые такими компаниями, как KYOCERA Corporation, TDK Corporation, SMART MATERIAL CORP., CeramTec GmbH, APC International, Ltd., AMETEK.Inc, Findel Education Limited, Omega Piezo Technologies, Metglas Inc., Arkema, и другие. Растущая интеграция интеллектуальных материалов в медицинские устройства улучшает как функциональность, так и комфорт пациентов, создавая новые возможности для минимально инвазивных процедур и персонализированной медицины, тем самым стимулируя рост рынка.

Рынок интеллектуальных материалов переживает значительный рост, чему способствует растущий спрос на материалы, способные адаптироваться к внешним стимулам в различных отраслях. Эти материалы, также известные как адаптивные или интеллектуальные материалы, способствуют инновациям в таких секторах, как аэрокосмическая, автомобильная, здравоохранение и бытовая электроника.

Быстрый прогресс в области материаловедения и инженерии приводит к разработке интеллектуальных материалов с беспрецедентными возможностями, а интеграция с технологией Интернета вещей (IoT) позволяет создавать интеллектуальные системы.Ожидается, что эти достижения, подкрепленные продолжающимися исследованиями и разработками и подчеркнутые растущими экологическими проблемами, будут способствовать росту рынка интеллектуальных материалов в ближайшие годы.

• Июнь 2022 г.: инженеры Стэнфорда представили крошечных роботов для точной доставки лекарств, что изменило правила игры в здравоохранении. Это нововведение подчеркивает растущую роль интеллектуальных материалов в медицинских целях, предлагая потенциал для целевого лечения с минимальными побочными эффектами. Это достижение означает заметное улучшение доступности здравоохранения, подчеркивая потенциал рынка для дальнейшего роста и инноваций.

Умные материалы — это класс материалов, обладающих свойствами, которые позволяют им динамически реагировать на внешние раздражители или изменения условий окружающей среды. Эти материалы обладают способностью изменять свои физические или химические свойства, форму или поведение контролируемым образом под воздействием определенных факторов, таких как температура, свет, давление, электрические или магнитные поля. Умные материалы обладают уникальными характеристиками, такими как самовосстановление, память формы, пьезоэлектричество или проводимость, что позволяет им адаптироваться и оптимально работать в различных обстоятельствах.

Эти материалы находят применение в различных отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, автомобильную, здравоохранение, бытовую электронику и строительство, где их отзывчивость обеспечивает значительные преимущества с точки зрения производительности, эффективности и функциональности. Разработка и использование интеллектуальных материалов представляют собой ключевую область инноваций и исследований в области материаловедения и техники, тем самым способствуя прогрессу в различных технологических областях.

Обзор аналитика

Интеграция Индустрии 4.0 с технологией аддитивного производства (АП) представляет собой преобразующий сдвиг в производственной сфере. Несмотря на такие проблемы, как ограниченные возможности массового производства и обработка крупногабаритных продуктов, продолжающиеся исследовательские усилия направлены на преодоление этих барьеров и использование потенциала AM для массовой настройки и персонализированного производства. Ключевые игроки отрасли отдают приоритет этим инновациям, инвестируя в инициативы в области исследований и разработок, налаживая стратегическое партнерство и способствуя внедрению технологий AM в коммерческое производство.

Благодаря интеграции передовых технологий, таких как Интернет вещей, анализ данных и автоматизация, эти компании повышают эффективность, масштабируемость и надежность процессов AM. Более того, их внимание к инновациям в материалах расширяет диапазон материалов, совместимых с АМ, тем самым расширяя его применимость в различных отраслях.

Факторы роста рынка интеллектуальных материалов

Растущий спрос на передовыемедицинское оборудованиеи имплантатов значительно ускоряет рост рынка интеллектуальных материалов. Поскольку сектор здравоохранения постоянно стремится улучшить результаты лечения пациентов и эффективность медицинского лечения, интеллектуальные материалы становятся важнейшими компонентами инновационных медицинских решений. Такие материалы, как сплавы с памятью формы и пьезоэлектрические материалы, возглавляют эту новую тенденцию. Например, сплавы с памятью формы используются в стентах, которые обладают способностью расширяться в зависимости от температуры тела, обеспечивая менее инвазивный и более эффективный способ открытия заблокированных артерий.

Кроме того, пьезоэлектрические материалы используются в датчиках и исполнительных механизмах, играя решающую роль в устройствах медицинской визуализации и диагностическом оборудовании. Эти материалы позволяют осуществлять мониторинг в режиме реального времени и точный контроль медицинских процедур, тем самым повышая общую эффективность медицинских вмешательств. Ожидается, что по мере старения населения и роста распространенности хронических заболеваний спрос на такие передовые медицинские технологии будет расти, что будет способствовать расширению рынка.

• По состоянию на май 2024 года FDA добавило в свой авторизованный список 191 новое медицинское устройство с поддержкой искусственного интеллекта и машинного обучения, увеличив их общее количество до 882. Среди этих добавлений 151 устройство получило окончательные решения в период с августа 2023 года по март 2024 года, а еще 40 устройств получили окончательные решения. устройства предыдущих периодов, идентифицированные с использованием усовершенствованных методов. Это подчеркивает быстрое внедрение искусственного интеллекта и машинного обучения в здравоохранении, демонстрируя постоянные улучшения в сфере регулирования и приверженность инновациям на рынке интеллектуальных материалов.

Ожидается, что значительные первоначальные затраты, связанные с исследованиями, разработками и производством, будут препятствовать росту рынка. Сложные процессы, связанные с разработкой интеллектуальных материалов с конкретными функциями, часто требуют значительных инвестиций в специализированное оборудование, опыт и ресурсы. Кроме того, расширение производства для удовлетворения растущего спроса может повлечь за собой непомерно высокие затраты, тем самым препятствуя широкому внедрению в различных отраслях.

• ключевые игроки рынка активно ориентируются на установление сотрудничества и стратегического партнерства.

Сотрудничая с исследовательскими институтами, университетами и государственными учреждениями, компании получают доступ к финансированию, опыту и возможностям, тем самым ускоряя исследования и разработки и разделяя как риски, так и затраты. Сотрудничество еще больше облегчает обмен знаниями и доступ к дополнительным технологиям, позволяя компаниям расширять ассортимент своей продукции и более эффективно проникать на новые рынки.

Тенденции рынка интеллектуальных материалов

 Интеграция интеллектуальных материалов и технологий Интернета вещей стимулирует инновации во многих областях, позволяя разрабатывать более умные, быстро реагирующие и более эффективные системы. Интеграция интеллектуальных материалов в аэрокосмическую отрасль производит революцию в производительности, безопасности и эффективности. Такие области применения, как сплавы с памятью формы для адаптивных компонентов, пьезоэлектрические материалы для контроля вибрации, самовосстанавливающиеся материалы для сокращения объема технического обслуживания и электроактивные полимеры для трансформируемых структур, стимулируют инновации.

«Умные» композиты позволяют осуществлять мониторинг состояния конструкций в режиме реального времени, а термохромные и фотохромные материалы улучшают управление температурным режимом. Магнитореологические жидкости улучшают шасси и гашение вибраций. Эти достижения оптимизируют операции и обеспечивают значительную экономию средств, позиционируя интеллектуальные материалы как незаменимые в аэрокосмическом секторе и тем самым стимулируя расширение рынка.

Растущая тенденция к устойчивым и экологически чистым интеллектуальным материалам подпитывается глобальным акцентом на охрану окружающей среды. Исследователи все больше внимания уделяют созданию материалов, которые обладают расширенными функциональными возможностями и при этом минимизируют воздействие на окружающую среду. Сюда входят биоразлагаемые интеллектуальные материалы и материалы, изготовленные из возобновляемых ресурсов, что позволяет сократить количество отходов и сохранить природные ресурсы. Эти материалы сохраняют высокую производительность и долговечность, находя применение вупаковкаи строительство, среди прочего. Растущий акцент на устойчивом развитии отвечает растущему потребительскому и нормативному спросу на более экологически чистые продукты, позиционируя экологически чистые интеллектуальные материалы как неотъемлемую часть будущих технологических достижений и роста рынка.

Анализ сегментации

Мировой рынок интеллектуальных материалов сегментирован по типу продукта, применению, отрасли конечного использования и географическому положению.

По типу продукта

В зависимости от типа продукта рынок подразделяется на пьезоэлектрические материалы, материалы с памятью формы, электрострикционные материалы, магнитострикционные материалы и другие. Сегмент пьезоэлектрических материалов получил самый высокий доход в 35,52 миллиарда долларов США в 2023 году. Этот заметный рост в основном обусловлен несколькими факторами, такими как рост спроса на миниатюрные датчики, акцент на технологиях сбора энергии, а также достижения в области медицинской диагностики и визуализации.

Пьезоэлектрические материалы включают керамику, такую ​​как цирконат-титанат свинца (ЦТС), полимеры и композиты, каждый из которых проявляет пьезоэлектрический эффект, при котором механическое напряжение генерирует электрический заряд или наоборот.Эта уникальная характеристика делает их идеальными для приложений измерения, управления и преобразования энергии. Пьезоэлектрические материалы находят широкое применение в различных отраслях промышленности.

Например, в электронике они используются в датчиках давления, акселерометрах и ультразвуковых преобразователях, а в здравоохранении они используются в устройствах медицинской визуализации, таких как ультразвуковые датчики и костные имплантаты. Кроме того, распространение устройств Интернета вещей, проектов интеллектуальной инфраструктуры и инициатив по электрификации автомобилей способствует расширению сегмента.

По применению

В зависимости от применения рынок делится на датчики, приводы и двигатели, датчики, конструкционные материалы и другие. В 2023 году сегмент актуаторов и двигателей занял наибольшую долю рынка интеллектуальных материалов - 49,89%. Актуаторы, такие как пьезоэлектрические элементы, сплавы с памятью формы (SMA) и электроактивные полимеры (EAP), играют фундаментальную роль в создании точных систем управления движением в различных отраслях. Эти интеллектуальные приводы используются в различных секторах, в том числе в аэрокосмической и оборонной отраслях для быстрого маневрирования, в автомобилестроении для повышения производительности и в здравоохранении для передового протезирования и хирургической робототехники.

Расширение сегмента дополнительно стимулируется растущим спросом на точность, эффективность и миниатюризацию в различных отраслях. Ключевые интеллектуальные материалы, такие как сплавы с памятью формы (SMA), пьезоэлектрические материалы и электроактивные полимеры (EAP), необходимы для высокопроизводительных приводов и двигателей, используемых в автомобильных адаптивных системах, трансформируемых крыльях в аэрокосмической отрасли и устройствах здравоохранения. Технологические достижения и развитие Индустрии 4.0 еще больше ускоряют рост этого сегмента.

По отраслям конечного использования

В зависимости от отрасли конечного использования рынок интеллектуальных материалов подразделяется на промышленный, оборонный и аэрокосмический, автомобильный, бытовой электроники, здравоохранение и другие. Сегмент оборонной и аэрокосмической промышленности получил самый высокий доход в размере 20,27 млрд долларов США в 2023 году. Постоянное внедрение интеллектуальных материалов на различных платформах, включая самолеты, космические корабли, ракеты и оборонные системы, поддерживает прогресс этого сегмента. Растущий акцент на легких материалах для повышения топливной эффективности и производительности в сочетании с необходимостью обеспечения превосходной безопасности и надежности будет способствовать росту сегмента.

Ключевые интеллектуальные материалы, такие как сплавы с памятью формы, пьезоэлектрические материалы и самовосстанавливающиеся полимеры, находят широкое применение в критически важных приложениях, включая конструкционные компоненты, двигательные установки, авионику и защитное снаряжение. Кроме того, текущие достижения в области материаловедения, аддитивного производства и совместные исследовательские усилия открывают возможности для инноваций и сегментного расширения.

Региональный анализ рынка интеллектуальных материалов

В зависимости от региона мировой рынок подразделяется на Северную Америку, Европу, Азиатско-Тихоокеанский регион, Ближний Восток и Африка и Латинскую Америку.

В 2023 году доля рынка интеллектуальных материалов Северной Америки на мировом рынке составила около 35,68% при оценке в 22,28 миллиарда долларов США. Этот заметный рост во многом объясняется передовыми технологиями региона.йинфраструктура, значительные инвестиции в НИОКР и высокий промышленный спрос. В регионе наблюдается устойчивый рост благодаря его лидерству в области инноваций и широкому внедрению в аэрокосмической, автомобильной, медицинской промышленности и отрасли бытовой электроники.

• Присутствие таких крупных игроков, как General Electric, 3M, DuPont и Honeywell, еще больше способствует росту внутреннего рынка, поддерживаемому динамичной экосистемой стартапов.

Кроме того, расширение приложений в новых областях, таких как носимые технологии и возобновляемые источники энергии, открывает значительные возможности для развития регионального рынка.

Ожидается, что в Азиатско-Тихоокеанском регионе будет наблюдаться самый высокий рост, где среднегодовой темп роста составит 14,35% за прогнозируемый период. Устойчивый промышленный рост региона в сочетании с быстрой урбанизацией и технологическим прогрессом в таких секторах , как нанотехнологии и робототехника, стимулирует спрос на интеллектуальные материалы. Крупные экономики, такие как Китай, Япония и Южная Корея, лидируют в инвестициях в исследования и разработки, тем самым получая конкурентное преимущество на рынке. Более того, тенденции миниатюризации и повышения эффективности в электронике и автомобилестроении еще больше стимулируют внедрение интеллектуальных материалов в регионе.

Конкурентная среда

Отчет о рынке интеллектуальных материалов предоставит ценную информацию с акцентом на фрагментированный характер отрасли. Выдающиеся игроки сосредотачивают внимание на нескольких ключевых бизнес-стратегиях, таких как партнерство, слияния и поглощения, инновации продуктов и совместные предприятия, чтобы расширить портфель своих продуктов и увеличить свою долю рынка в различных регионах. Компании реализуют эффективные стратегические инициативы, такие как расширение услуг, инвестиции в исследования и разработки (НИОКР), создание новых центров предоставления услуг и оптимизация процессов предоставления услуг, которые, вероятно, создадут новые возможности для роста рынка.

Список ключевых компаний на рынке интеллектуальных материалов

• Корпорация KYOCERA
• Корпорация ТДК
• СМАРТ МАТЕРИАЛ КОРП.
• КерамТек ГмбХ
• АПК Интернешнл, ООО
• Инк
• Финдел Эдьюкейшн Лимитед
• Омега Пьезо Технологии
• Метглас Инк.
• Аркема

Ключевые события в отрасли

• Октябрь 2023 г. (сотрудничество):Arkema сотрудничала с такими лидерами отрасли, как EOS, HP и Stratasys, чтобы повысить устойчивость и производительность материалов для аддитивного производства. В частности, полиамид Rilsan 11 биологического происхождения позволил значительно сократить выбросы углекислого газа во всех сортах во всем мире. Это означает улучшение примерно на 70% по сравнению с традиционными полиамидными смолами, изготовленными из ископаемого сырья и традиционных источников энергии.

Мировой рынок интеллектуальных материалов сегментирован следующим образом:

По отраслям конечного использования

• Промышленный
• Оборона и аэрокосмическая промышленность
• Автомобильная промышленность
• Бытовая электроника
• Здравоохранение
• Другие

По типу продукта

• Пьезоэлектрические материалы
• Материалы с памятью формы
• Электрострикционные материалы
• Магнитострикционные материалы
• Другие

По применению

• Датчики
• Приводы и двигатели
• Датчики
• Конструкционные материалы
• Другие

По регионам

• Северная Америка
  • НАС.
  • Канада
  • Мексика
• Европа
  • Франция
  • Великобритания
  • Испания
  • Германия
  • Италия
  • Россия
  • Остальная Европа
• Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Китай
  • Япония
  • Индия
  • Южная Корея
  • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона
• Ближний Восток и Африка
  • GCC
  • Северная Африка
  • ЮАР
  • Остальная часть Ближнего Востока и Африки
• Латинская Америка
  • Бразилия
  • Аргентина
  • Остальная часть Латинской Америки