2016年全球智能材料市场规模为327.7亿美元,预计2017年至2025年将以13.5%的复合年增长率强劲增长。它们以受控的方式对变化的环境表现出响应能力。它们有一种分子结构,这使它们能够对各种外界刺激做出反应,如电场、磁场、压力、温度、湿度和化学物质。
消费电子、航空航天和国防以及消费品领域对传感器和执行器的需求不断增长,推动了这一需求。美国的各种组织,如国家科学基金会(NSF)和国防高级研究计划局(DARPA)都鼓励研究项目,以促进智能材料的商业和工业应用。DARPA已经资助了各种研究活动,以评估该产品在国防部门的应用潜力。
新一代材料具有固有的智能,表现出对特定刺激输入的适应能力。它们以特定的方式改变它们的物理特性,如形状、刚度和粘度。多种功能,如自适应、自感知、自愈合和记忆,使它们在许多应用中得到使用。
近年来,消费者对自动化和高端机器和设备的偏好不断上升,推动了对压电器件的需求。在此期间,促进非常规能源使用的举措也推动了对压电器件的需求。可靠性,加上成本效益,是导致工业接受这些设备的关键优势之一。因此,刺激对压电器件的需求在过去几年里对推动市场发挥了关键作用。
近年来,航空航天工程部门已经经历了越来越多的使用该产品来提高性能和燃料效率。智能系统正在航空航天工程中得到应用。美国国防部高级研究计划局(DARPA)开发了一种。50口径的子弹,称为“极端精确任务弹药(EXACTO)子弹”,该子弹使用了智能执行器。
持续的全球紧张局势促使受影响的国家投资改善其国防结构,包括陆基、空军和海军部队。欧洲、中东、亚太等国家为了购买下一代军事装备,增加了国防预算。由于日益增加的安全威胁,美国、中国、韩国、日本、俄罗斯、沙特阿拉伯和阿联酋等国家在最近增加了国防开支。
主要经济体的国防预算将大幅增加,预计将推动先进智能材料的使用,以装备高端武器和作战系统。加强战争技术的战略,包括网络、情报、国防电子和精确打击能力,预计将推动未来几年的需求。
在设计基于智能材料的系统方面缺乏专业知识,造成了市场增长障碍。此外,终端用户缺乏意识限制了该产品的商业范围,这反过来可能阻碍了预测期内的市场增长。但是,政府和大学支持的研究和创新战略有望加速该产品的大规模产业化。
由于氧化铅对环境的毒性,欧盟《限制有害物质指令》(RoHS)已限制在生产过程中使用氧化铅。因此,制造商正在加强开发基于二元和三元体系的无铅产品。钛酸钡(BT)、钛酸铋钾(KBT)、铌酸钾钠(KNN)和铁酸铋(BFO)等化合物越来越多地用于这些产品中。
压电材料占全球行业的最大份额,在产品中,2016年占总收入的54%。机械变形或应力会在这些材料中诱发电偶极子,从而产生电。压电可以由不同的来源产生,包括自然产生的晶体和合成的晶体。航空航天和国防、汽车、医疗保健、信息、通信、制造等各种最终用户行业对压电器件的需求不断增长,推动了智能材料市场的需求。
预计形状记忆产品将成为预测期内增长最快的产品。镍钛诺、铜基合金和各种形状记忆聚合物广泛应用于执行器和电机、传感器和结构产品。这些材料在医疗应用中的新兴应用,包括手术设备、假体设备和支架,预计将在未来几年促进需求,预计在预测期间将以15.5%的复合年增长率增长。
相变产物预计将在预测期内显示出有前途的趋势。结构产品在建筑资源、电子制冷、储能、航运和包装等应用领域的日益增长的使用预计将推动预测期内的产品需求。对绿色建筑日益增长的需求,尤其是在发达国家,可能会在未来几年推动市场的发展。
在过去的几年里,执行器和电机占据了最大的市场份额,预计在未来几年,类似的趋势将继续下去。2016年,这一领域占全球营收的59%左右,预计到2025年这一份额还将上升。汽车、航空航天、国防和消费品领域对智能执行器和电机的巨大需求可能会促进市场增长。
结构材料应用领域预计将成为增长最快的领域,从2017年到2025年将以14.9%的复合年增长率增长。预计在预测期内,来自医疗行业的巨大需求将推动市场的发展。结构健康监测、生物医学和结构工程被认为是最具吸引力的应用领域。
北美市场占据主导地位,2016年占全球营收的37.4%。增加产品在航空航天和国防工业的应用范围,加强了该地区的产品需求。美国国防部预算从2015年的5600亿美元增加到2017年的5890亿美元。由于国防和军事应用对该产品的需求不断增加,预计国防支出的增加将在市场上创造有吸引力的机会
由于英国、德国、荷兰、法国和瑞士等发达国家的巨大需求,欧洲在2016年的全球收入中占据了第二大份额。一些欧洲组织,如德国工业研究基金会、国家研究局和国家实验室机构,已经提供了大量资金,以促进智能材料的研究项目。
由于日本和中国等国终端使用行业的需求不断增加,亚太市场预计将在预测期内出现显著增长。中国政府实施了优惠的激励政策,这使得国内的研究中心越来越多。2015年,中国与英国合作,推动智能材料的工业生产,适用于航空航天和国防、医疗保健、汽车、建筑和建筑等行业。
该行业的主要参与者包括APC国际有限公司、Harris公司、陶艺技术公司、京瓷公司、TDK公司和NOLIAC A/S。制造商正专注于提供量身定制的产品,以满足客户的不同需求。专注于开发先进产品帮助这些公司获得了竞争优势。
许多制造商获得了政府机构和大学的资助和支持,以开发创新和先进的产品。2017年4月,Noilac A/S获得了欧盟的资助,用于开展一项用于高功率应用的新型压电陶瓷材料的开发研究。
属性 |
细节 |
估计的基准年 |
2016 |
实际估算/历史数据 |
2014 - 2015 |
预测期 |
2017 - 2025年 |
市场代表 |
2017 - 2025年营收百万美元及复合年增长率 |
区域范围 |
北美,欧洲,亚太,中南美洲,中东和非洲 |
国家范围 |
美国,德国,英国,中国,日本,巴西,南非 |
报告覆盖 |
收入预测、公司份额、竞争格局、增长因素和趋势 |
15%免费定制范围(相当于5个分析师工作日) |
如果您需要的具体市场信息不在本报告的范围内,我们将作为定制的一部分提供给您 |
本报告预测了全球、区域和国家层面的收入增长,并提供了2014年至2025年各细分领域的行业趋势分析。Grand View Research根据产品、应用和地区对全球智能材料市场进行了细分。
产品估计和趋势分析(收入,百万美元;2014 - 2025)
压电材料
形状记忆材料
电致伸缩材料
磁致伸缩材料
相变材料
电致变色材料
其他人
应用估计和趋势分析(收入,百万美元;2014 - 2025)
执行器和电机
传感器
传感器
结构材料
其他人
区域估计和趋势分析(收入,百万美元;2014 - 2025)
北美
美国
欧洲
德国
英国
亚太地区
中国
日本
中、南非
巴西
中东和非洲
南非