新技術(shù)前瞻專題系列（四）：超材料（Metamaterial）行業(yè)研究框架

——新技術(shù)前瞻專題系列（四）Q1:超材料是什么？超材料是指具有人工設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)并呈現(xiàn)出天然材料所能，能實(shí)現(xiàn)自然材料無(wú)法實(shí)現(xiàn)或很難實(shí)現(xiàn)的特殊物理特性。典型的超材料有左手材料、Q2：超材料與天然材料相比有哪些優(yōu)勢(shì)?和天然材料相比，超材料具備構(gòu)單元按照特定的設(shè)計(jì)規(guī)則排列2）非天然材料所有的超常態(tài)物理性能。球超材料市場(chǎng)保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，發(fā)展到2020年，市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到15.4億美元。得益于應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展、市場(chǎng)需求升級(jí)，超材料市場(chǎng)將保持快速增長(zhǎng)趨把其列為“六大顛覆性基礎(chǔ)研究領(lǐng)域”之首，并專門啟動(dòng)了超材料研究計(jì)劃，英特爾、AMD和IBM等6家公司為此成立了聯(lián)合基金。日本和俄羅斯料技術(shù)列為下一代隱身裝備的核心關(guān)鍵技術(shù)。我國(guó)也對(duì)超材料研究重視度較高，973計(jì)劃、863計(jì)劃、新材料重大專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目一步成熟和市場(chǎng)需求的增加，超材料的商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域有望繼投資建議：超材料技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，市場(chǎng)前景廣闊。全球科技強(qiáng)國(guó)及行業(yè)巨頭爭(zhēng)相布局。受益于技術(shù)發(fā)展質(zhì)。超材料的應(yīng)用與原有的材料制備有很大的區(qū)別，以往是自然界有什么材料，就能制造出什么物品，而超材料超材料的超常物理特性主要表現(xiàn)為負(fù)介電常數(shù)、負(fù)磁導(dǎo)率、負(fù)折射率、逆多普勒效有望應(yīng)用于光學(xué)領(lǐng)域。通過(guò)應(yīng)用電磁超材料，理論上可以制造出可以看到更小物體的特優(yōu)透鏡（理想透鏡）和光學(xué)迷彩（資料來(lái)源：muRata，東興證券研究所資料來(lái)源：muRata，東興證券研究所光學(xué)、聲學(xué)或力學(xué)特性。與傳統(tǒng)材料相比，超材料由人工設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光波、聲波或電磁波的操控，展現(xiàn)出如負(fù)折射、完美隱身、超聲波等特定波長(zhǎng)波的反射和透射，表現(xiàn)出與自然界中的物質(zhì)不同的行為。超材料中的左手材料同時(shí)具有負(fù)介電常數(shù)和負(fù)磁導(dǎo)率。電磁波料中傳播時(shí)的電場(chǎng)矢量、磁場(chǎng)矢量以及波矢量之間的關(guān)系將不再遵循經(jīng)典電磁學(xué)中的“右手材料中電磁波的波動(dòng)方向和能量傳播方向相反，并表現(xiàn)出一系列有違常理的特性，例如光的負(fù)折射、反常多普勒效應(yīng)、倏逝波放資料來(lái)源：muRata東興證券研究所料的本征屬性，而是由超材料單元結(jié)構(gòu)的圖案逆多普勒效應(yīng)負(fù)折射率完美透鏡效應(yīng)逆Cerenkov輻射效應(yīng)波。這種輻射稱為Cerenkov輻射。在資料來(lái)源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，科學(xué)網(wǎng)，東興證券研究所工藝實(shí)現(xiàn)材料的微結(jié)構(gòu)，就可使該材料在保持承載功能的同時(shí)還具備裝備所需（如太赫茲以上頻率的電磁超（如太赫茲以上頻率的電磁超資料來(lái)源：《中國(guó)工程科學(xué)》(清華大學(xué)材料學(xué)院)，東興證券研究所整理其深層物理原因是常規(guī)介質(zhì)中消逝波的衰減。超材料透鏡會(huì)使電磁波中的消逝波成分被放大，其中所攜帶的信息就可以在負(fù)折中傳播。由負(fù)折射材料制備的平板具有成像的功能，物體發(fā)射出的光線會(huì)經(jīng)負(fù)折射率平板前后界面兩次折射后重新匯聚在一資料來(lái)源：中國(guó)工程科學(xué)，東興證券研究所資料來(lái)源：AccSci，東興證券研究所分子、細(xì)胞以及各種材料的顯微結(jié)構(gòu)等在自然環(huán)境中進(jìn)行直接觀察。同時(shí)，基于超材料的完美透鏡可實(shí)現(xiàn)亞波長(zhǎng)尺度的光資料來(lái)源：《中國(guó)工程科學(xué)》(清華大學(xué)材料學(xué)院)，東興證券研究所整理使物體在雷達(dá)、紅外線等探測(cè)手段下難以被發(fā)現(xiàn)。與傳統(tǒng)隱身技術(shù)相比，超材料隱身的特點(diǎn)是靠導(dǎo)引電磁波，而不是靠吸天線的輻射效率。利用超材料超常的電磁性質(zhì)和高度可設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，人們成功實(shí)現(xiàn)了天線的小型化、高效、高增益、共供更精確的依據(jù)。例如，通過(guò)應(yīng)用超聲波透射超材料能提高物質(zhì)的超聲波透資料來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所，東興證券研究所資料來(lái)源：muRata，東興證券研究所天線。表面等離子激元具有在納米尺度上引導(dǎo)資料來(lái)源：AccSci，東興證券研究所資料來(lái)源：AccSci，東興證券研究所用領(lǐng)域的拓展方面還有較大發(fā)展空間的現(xiàn)狀，2022年中國(guó)超材料市場(chǎng)規(guī)?？傤~達(dá)到132.67億元，同比增長(zhǎng)12.3%。中國(guó)超材料市場(chǎng)2018-2022年均復(fù)合增長(zhǎng)率為24.18%，據(jù)智研瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，市場(chǎng)規(guī)模在2024-2029年均復(fù)了20.93億美元，預(yù)計(jì)2030年將達(dá)到548.6億美元,2024-2030年全球超材料市場(chǎng)銷售額的CAGR為60.3%。全球超材料的核心廠技、EvolvTechnology、MetaShieldLLC.、PivotalCommware、Echodyne等，前5大廠商共占有全球市場(chǎng)15%的份額。全球超材料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，主要廠商在技術(shù)研發(fā)、市場(chǎng)應(yīng)用等市場(chǎng)規(guī)模（億元）0市場(chǎng)規(guī)模（億元）同比增速202413.70%13.60%13.50%13.40%13.30%13.20%13.10%13.00%12.90%0132.67118.14118.1493.2272.355.79資料來(lái)源：智研瞻產(chǎn)業(yè)研究院，東興證券研究所資料來(lái)源：智研瞻產(chǎn)業(yè)研究院，東興證券研究所車輛等方面將得到廣泛應(yīng)用，使軍事隱身技術(shù)發(fā)生革命性變革。超材料實(shí)現(xiàn)隱身與傳統(tǒng)隱身技術(shù)的區(qū)別是，超材料使入射的電磁波、可見光或聲波繞過(guò)被隱藏的物體，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)真正意義上的隱身。2010年，美國(guó)《科學(xué)》雜志將超材料列為21世紀(jì)前10年自然科學(xué)領(lǐng)域的10項(xiàng)重大突破之一。美國(guó)國(guó)防部把超材料列為“六大顛覆性基礎(chǔ)研究領(lǐng)域”之一，專門啟動(dòng)了關(guān)于超材料的研究計(jì)劃。美國(guó)最大的6家半導(dǎo)體公司英特爾、AMD和IBM等也成立了聯(lián)合基金資助這方面的研究。日本和俄羅斯將超材料技術(shù)列為下一代隱身裝備的核心關(guān)鍵技術(shù)。我國(guó)也對(duì)超材料研究重視度較高，973計(jì)劃、863計(jì)劃、新材料重大專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目中均對(duì)超材料研究予以立項(xiàng)支持。Baytheon資料來(lái)源：各公司官網(wǎng)，財(cái)富網(wǎng)，百度圖片，東興證券研究所比增長(zhǎng)15.22%，預(yù)計(jì)2024年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到441億元，2019-2023年均復(fù)合增速為24.05%。2016-2023年中國(guó)玻璃纖維市場(chǎng)規(guī)長(zhǎng)率為6.11%。據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)，2022年中國(guó)玻璃纖維表觀需求量為516.47萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)8.0市場(chǎng)規(guī)模（億元）同比增速45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%44144138633526523020192020202120222023 資料來(lái)源：智研瞻產(chǎn)業(yè)研究院，東興證券研究所緊縮場(chǎng)聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，將光啟技術(shù)在超材料領(lǐng)域積累的成熟方案直接應(yīng)用于智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)。該實(shí)驗(yàn)室在全球率先采用隨著光啟超材料產(chǎn)業(yè)鏈七大能力平臺(tái)的持續(xù)迭代，光啟超材料的應(yīng)用潛力將被陸續(xù)釋放出來(lái)，為未來(lái)資料來(lái)源：中國(guó)民用航空網(wǎng)，東興證券研究所資料來(lái)源：攝圖網(wǎng)，東興證券研究所超材料技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，市場(chǎng)前景廣闊。全球科技強(qiáng)國(guó)及行業(yè)巨頭爭(zhēng)相布局。復(fù)旦大學(xué)工學(xué)碩士，2022年6月加入東興證券研究所，現(xiàn)任電子行業(yè)首席分析師。曾就職于Foundry廠、研究所和券商資管，分別擔(dān)任工藝集成工程師、研究員和投資經(jīng)理。證書編號(hào)：S14805220首席分析師，覆蓋傳媒、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、通信等行業(yè)。上海交通大學(xué)工學(xué)碩士。8年證券從業(yè)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算機(jī)行業(yè)分析師，清華五道口金融碩士。2020年加入東興證券，2021年新浪財(cái)經(jīng)金麒麟計(jì)算機(jī)行業(yè)新銳分析師團(tuán)隊(duì)核心成計(jì)算機(jī)行業(yè)分析師，對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)金融碩士，2021年加入東興證券，主要覆蓋基礎(chǔ)軟件、數(shù)據(jù)要素、金融科技、汽車智能化等板塊。負(fù)責(zé)本研究報(bào)告全部或部分內(nèi)容的每一位證券分析師，在此申明，本報(bào)告的觀點(diǎn)、邏輯和論據(jù)均為分析師本人研究成果，引用的相關(guān)和文字均已注明出處。本報(bào)告依據(jù)公開的信息來(lái)源，力求清晰、準(zhǔn)確地反映分析師本人的研究觀點(diǎn)。本人薪酬的任何部分過(guò)去不曾與、現(xiàn)在不與，未來(lái)也將不會(huì)與本報(bào)告中的具體推薦或觀點(diǎn)本證券研究報(bào)告所載的信息、觀點(diǎn)、結(jié)論等內(nèi)容僅供投資者決策參考。在任何情況下，本公司證券研究報(bào)告均不構(gòu)成對(duì)任何機(jī)構(gòu)和個(gè)人的本研究報(bào)告由東興證券股份有限公司研究所撰寫，東興證券股份有限公司是具有合法證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格的機(jī)構(gòu)。本研究報(bào)告中所引用信息均來(lái)源于公開資料，我公司對(duì)這些信息的準(zhǔn)確性和完整性不作任何保證，也不保證所包含的信息和建議不會(huì)發(fā)生任何變更。我們已力求報(bào)告內(nèi)容的客觀、公正，但文中的觀點(diǎn)、結(jié)論和建議僅供參考，報(bào)告中的信息或意見并不構(gòu)成所述證券的買賣出價(jià)或征價(jià)，投資者據(jù)此我公司及報(bào)告作者在自身所知情的范圍內(nèi)，與本報(bào)告所評(píng)價(jià)或推薦的證券或投資標(biāo)的不存在法律禁止的利害關(guān)系。在法律許可的情況下，我公司及其所屬關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)可能會(huì)持有報(bào)告中提到的公司所發(fā)行的證券頭寸并進(jìn)行交易，也可能為這些公司提供或者爭(zhēng)取提供投資銀行、財(cái)務(wù)顧問(wèn)或者金融產(chǎn)品等相關(guān)服務(wù)。本報(bào)告版權(quán)僅為我公司所有，未經(jīng)書面許可，任何機(jī)構(gòu)和個(gè)人不得以任何形式翻版、復(fù)制和發(fā)布。如引用、刊發(fā)，需注明出處為東興證券研究所，且本研究報(bào)告僅供東興證券股份有限公司客戶和經(jīng)本公司授權(quán)刊載機(jī)構(gòu)的客戶使用，未經(jīng)授權(quán)私自刊載研究報(bào)告的機(jī)構(gòu)以及其閱讀和使用者應(yīng)慎重使用報(bào)告、防止被誤導(dǎo)，本公司不承擔(dān)由于非授權(quán)機(jī)構(gòu)私自刊發(fā)和非授權(quán)客戶使用該報(bào)