Размер мирового рынка 2D-материалов по материалу (графен, гексагональный нитрид бора), по конечному пользователю (электроника, хранение энергии), по географическому охвату и прогнозу

Размер и прогноз рынка 2D-материалов

Размер рынка 2D-материалов оценивался в 1,32 млрд долларов США в 2024 году и, по прогнозам, достигнет 6,23 млрд долларов США к 2031 году, растущий со CAGR в 21,38% с 2024 по 2031 год.

• Двумерные (2D) материалы представляют собой интригующее семейство соединений, состоящих из одного слоя атомов. В отличие от стандартных трехмерных материалов, таких как металлы или пластик, 2D-материалы обладают исключительными свойствами из-за своей уменьшенной размерности. Графен, один слой атомов углерода, организованных в гексагональную решетку, является одним из самых известных примеров. Помимо графена, другие 2D-материалы, такие как дихалькогениды переходных металлов (TMD) и черный фосфор, получили существенное внимание.
• 2D-материалы имеют широкий спектр применения, включая электронику, фотонику, хранение энергии и здравоохранение. Замечательная электропроводность графена делает его привлекательным претендентом на прозрачные проводящие покрытия, гибкую электронику и высокоскоростные транзисторы. Напротив, TMD обладают полупроводниковыми свойствами, которые делают их подходящими для транзисторов, светодиодов (LED) и фотодетекторов. Кроме того, 2D-материалы исследуются на предмет их возможного использования в устройствах хранения энергии, таких как батареи и суперконденсаторы, где их большая площадь поверхности и механическая гибкость обеспечивают преимущества по сравнению с традиционными материалами.
• Одним из самых выдающихся преимуществ 2D-материалов являются их превосходные механические, электрические и оптические качества. Например, графен является самым тонким из известных материалов, оставаясь при этом чрезвычайно прочным, гибким и легким. Его электропроводность превышает проводимость меди, а его оптическая прозрачность делает его идеальным материалом для сенсорных экранов и солнечных батарей. Кроме того, атомарно тонкая структура 2D-материалов позволяет точно контролировать их свойства, что приводит к персонализированным проектам для конкретных приложений.
• Еще одним преимуществом 2D-материалов является их способность интегрироваться с существующими производственными процессами. Например, графен можно синтезировать с использованием таких процессов, как химическое осаждение из паровой фазы (CVD), и наносить на различные подложки, что делает его пригодным для типичных процедур изготовления полупроводников. Эта совместимость открывает возможность внедрения 2D-материалов в электрические устройства следующего поколения без необходимости значительной переработки существующей производственной инфраструктуры.

Глобальная динамика рынка 2D-материалов

Ключевые рыночные динамики, которые формируют глобальный рынок 2D-материалов, включают

Ключевые драйверы рынка

• Рост исследований и разработокОсновные отрасли промышленности и правительства инвестируют в НИОКР для расширения спектра использования 2D-материалов при одновременном повышении масштабируемости. и рентабельность. Достижения в области производственных технологий создают проблемы для производства 2D-материалов, которые имеют высокие производственные затраты и ограничения. Спрос на 2D-материалы в различных приложениях, включая электронику, хранение энергии и здравоохранение, продвигает рынок вперед. Азиатско-Тихоокеанский регион делает крупные инвестиции в сектора, что подпитывает рост 2D-материалов. Правительства все больше внимания уделяют экологически чистым нормам и правилам отсутствия загрязнения, что, как прогнозируется, повысит спрос на 2D-материалы в многочисленных приложениях, а также в широком спектре секторов. 2D-материалы в производстве, таком как хранение энергии, биомедицинские технологии, электроника, композиты и покрытия, а также очистка сточных вод, являются движущей силой роста рынка 2D-материалов.
• Технологический прогресс Растущий рынок 2D-материалов подпитывается технологическими достижениями и спросом на более мелкие электрические устройства. Сверхтонкие атомные листы необходимы для создания электрических элементов, таких как транзисторы. С ростом спроса на миниатюрную электронику и гибкие технологии рынок 2D-материалов набирает обороты. Рост Интернета вещей и тяга к носимым устройствам набирают обороты, создавая значительные возможности для роста. По мере развития нанотехнологий и роста потребности в более качественных электронных товарах рынок 2D-материалов выиграет.
• Устойчивость и экологические проблемы Поскольку 2D-материалы прочные, легкие и энергоэффективные, они могут помочь в решении экологических проблем. Например, материалы на основе графена исследуются для использования в возобновляемых источниках энергии, ликвидации загрязнений и очистке воды. В этих областях повышенное внимание к сохранению окружающей среды и устойчивости, как ожидается, будет стимулировать спрос на 2D-материалы.
• Новые возможности для биомедицинских приложений Двумерные материалы исследуются для различных биомедицинских приложений, включая тканевую инженерию, биосенсорику и доставку лекарств. Например, благодаря своей биосовместимости и способности переносить лекарственные соединения через клеточные мембраны графен показал себя многообещающим в системах доставки лекарств. Ожидается, что спрос на 2D-материалы в биологических приложениях будет расти по мере развития этой области исследований.

Основные проблемы

• Высокая стоимость материала Стоимость производства 2D-материалов высока, а масштаб производственного процесса ограничен. Кроме того, стандартизация и ограничения препятствуют расширению рынка 2D-материалов. В таком случае дополнительные новые материалы в отрасли 2D-материалов сталкиваются с проблемами. Такие материалы, как квантовые точки и углеродные нанотрубки, ограничивают расширение рынка 2D-материалов, тогда как материалы сталкиваются с конкуренцией в технологическом секторе. Экологические проблемы и технологические достижения создают трудности для рынка 2D-материалов, что имеет особые последствия для различных приложений. Утилизация 2D-материалов влияет на окружающую среду
• Высокие цены По сравнению с традиционной нитью-зубом ирригаторы обычно имеют более высокую цену, особенно для моделей, оснащенных расширенными функциями. Эта разница в стоимости может отпугнуть экономных потребителей от вложений в ирригаторы, тем самым ограничивая рост рынка. Чтобы решить эту проблему, производители должны диверсифицировать свои предложения продукции, чтобы охватить более широкий диапазон цен, обеспечивая доступность для потребителей с различными доходами. Предлагая более доступные варианты без ущерба для качества, производители могут смягчить барьер, создаваемый стоимостью, и стимулировать более широкое использование ирригаторов среди чувствительных к цене демографических групп.
• Масштабируемость и последовательностьДостижение масштабируемости и последовательности в производстве 2D-материалов остается серьезной проблемой, препятствующей их бесшовной интеграции в промышленные процессы. Поддержание однородного качества в больших объемах оказывается сложной задачей, что препятствует их широкому внедрению. Непоследовательность в производстве создает препятствие для использования всего потенциала этих материалов в различных приложениях
• Отсутствие стандартизацииБолее того, отсутствие стандартизации в разработке 2D-материалов усугубляет проблему, поскольку каждый материал требует уникальных производственных процедур. Это отсутствие универсального подхода затрудняет установление передовых практик и нормативно-правовой базы, что еще больше затрудняет продвижение и внедрение 2D-материалов в промышленных условиях. Кроме того, конкуренция со стороны хорошо зарекомендовавших себя материалов, таких как кремний и углеродные нанотрубки, усиливает давление на 2D-материалы, требуя продемонстрировать значительные преимущества для оправдания перехода, создавая сложную среду для их интеграции в существующие предприятия.

Основные тенденции

• Появление продуктов на основе 2D-материалов По мере развития технологий производства и наращивания усилий по коммерциализации на рынок выходит все большее разнообразие продуктов на основе 2D-материалов. Эти товары включают потребительские устройства и носимые устройства, а также промышленные покрытия и биомедицинские устройства. Компании используют уникальные особенности 2D-материалов для создания новых решений для конкретных потребностей и трудностей рынка. По мере снижения себестоимости продукции и увеличения масштабируемости прогнозируется рост использования продуктов на основе 2D-материалов в различных отраслях, что будет способствовать будущему расширению рынка.
• Интеграция с существующими технологиями По мере того, как наше понимание 2D-материалов улучшается, а методы производства становятся более масштабируемыми, растет тенденция к включению этих материалов в текущие технологии и производственные процессы. Эта интеграция мотивируется необходимостью повышения производительности и полезности существующих устройств и систем. Например, добавление графена в литий-ионные аккумуляторы может увеличить их плотность энергии и срок службы, тогда как включение композитов на основе графена в структурные материалы может повысить механическую прочность и проводимость.
• Диверсификация применений 2D-материалы находят применение в различных отраслях промышленности, включая электронику, хранение энергии, здравоохранение, аэрокосмическую и автомобильную промышленность. Графен, самый известный 2D-материал, изучается на предмет его замечательных электрических, механических и термических свойств, которые делают его идеальным для таких применений, как гибкая электроника, проводящие покрытия и композиты. Другие 2D-материалы, такие как дихалькогениды переходных металлов (TMD) и гексагональный нитрид бора (h-BN), набирают популярность благодаря своим особым характеристикам и применению в оптоэлектронике, датчиках и катализе.
• Совместные исследовательские инициативы Сотрудничество между академическими кругами, промышленностью и государственными организациями способствует развитию научно-исследовательских инициатив, направленных на реализацию полного потенциала 2D-материалов. Государственно-частное партнерство, исследовательские консорциумы и программы государственного финансирования продвигают совместные проекты, направленные на углубление фундаментальных знаний, совершенствование методов синтеза материалов и ускорение коммерциализации в отрасли 2D-материалов.

Анализ регионального мирового рынка 2D-материалов

Вот более подробный региональный анализ мирового рынка 2D-материалов

Северная Америка

• Доминирование североамериканского рынка 2D-материалов обусловлено несколькими ключевыми факторами, которые в совокупности способствуют его устойчивой траектории роста. Во-первых, присутствие нескольких ведущих производителей в регионе подчеркивает его положение как центра инноваций и производства в области 2D-материалов. Эти производители извлекают выгоду из богатой экосистемы научно-исследовательских институтов, квалифицированной рабочей силы и передовой инфраструктуры, что позволяет им эффективно разрабатывать и масштабировать производство для удовлетворения рыночного спроса.
• Растущие объемы производства автомобилей еще больше усиливают спрос на 2D-материалы в Северной Америке. Поскольку автомобильная промышленность все чаще использует передовые материалы для повышения производительности, эффективности и устойчивости, применение 2D-материалов в таких компонентах, как легкие композиты, датчики и системы хранения энергии, становится все более привлекательным. Прогнозируется, что эта тенденция продолжит стимулировать рыночный спрос на 2D-материалы в различных автомобильных приложениях, укрепляя позицию Северной Америки как ключевого игрока на рынке.
• Более того, благоприятное государственное регулирование и возросшие инвестиции как частных, так и государственных организаций создают благоприятную среду для роста рынка 2D-материалов в США. Нормативная поддержка и инициативы по финансированию, направленные на содействие исследованиям, разработкам и коммерциализации передовых материалов, стимулируют инновации и инвестиции в сектор. В результате Северная Америка остается готовой к устойчивому росту рынка 2D-материалов, с широкими возможностями для производителей и заинтересованных сторон извлечь выгоду из сильных сторон и динамики рынка региона.

Азиатско-Тихоокеанский регион

• Азиатско-Тихоокеанский регион готов стать лидером мирового рынка 2D-материалов по объемам продаж и доходов в течение прогнозируемого периода, что обусловлено несколькими ключевыми факторами. Во-первых, в регионе расположены некоторые из крупнейших и наиболее быстрорастущих экономик мира, включая Китай, Индию, Японию и Южную Корею. В этих странах наблюдается значительный рост в таких отраслях, как электроника, автомобилестроение и энергетика, которые являются основными потребителями 2D-материалов. Расширение производственного сектора, особенно в электронике и автомобилестроении, стимулирует спрос на передовые материалы, такие как 2D-материалы, для повышения производительности и эффективности продукции.
• Более того, Азиатско-Тихоокеанский регион извлекает выгоду из надежной экосистемы для исследований и разработок в области материаловедения и нанотехнологий. Ведущие университеты, научно-исследовательские институты и поддерживаемые правительством инициативы в таких странах, как Япония и Южная Корея, стимулируют инновации в области 2D-материалов, способствуя сотрудничеству между академическими кругами и промышленностью. Эта мощная исследовательская инфраструктура позиционирует регион как центр разработки и коммерциализации новых 2D-материалов и технологий.

Глобальный рынок 2D-материалованализ сегментации

Рынок 2D-материалов сегментирован на основе материала, конечного пользователя и географии.

Рынок 2D-материалов по материалу

• Графен
• Гексагональный нитрид бора (HBN)
• Дихалькогениды переходных металлов (TMD)
• Мксены

В зависимости от материала рынок делится на графен, гексагональный нитрид бора (HBN), дихалькогениды переходных металлов (TMD) и мксены. Графен является наиболее широко изученным и коммерчески доступным 2D-материалом, используемым из-за его высокой электропроводности, механических прочность и прозрачность. Его применение включает транзисторы, прозрачные электроды и композитные материалы. Дихалькогениды переходных металлов (TMDC), такие как дисульфид молибдена (MoS2) и дисульфид вольфрама (WS2), обладают особыми оптическими и электрическими свойствами, которые делают их идеальными для фотодетекторов, светодиодов и транзисторов. Гексагональный нитрид бора (h-BN), известный своими изоляционными свойствами и хорошей теплопроводностью, используется в электрических устройствах для терморегулирования и в качестве подложки для разработки других 2D-материалов.

Рынок 2D-материалов по конечному пользователю

• Электроника
• Хранение энергии
• Композиты
• Биомедицинские приложения

В зависимости от конечного пользователя рынок фрагментирован на электронику, хранение энергии, композиты, биомедицинские приложения. Хранение энергии является важной областью, где 2D-материалы обещают быть аккумуляторами и суперконденсаторами следующего поколения, обещая более быстрое время зарядки и более высокую плотность энергии. Кроме того, в композитах и покрытиях эти материалы улучшают такие свойства, как прочность и проводимость, находя применение в аэрокосмической, автомобильной и строительной промышленности. Биомедицинские приложения также набирают обороты, используя биосовместимость 2D-материалов для доставки лекарств и тканевой инженерии. Помимо этих секторов, 2D-материалы демонстрируют потенциал в таких областях, как очистка воды, катализ и восстановление окружающей среды, что указывает на их широко распространенный разрушительный потенциал в различных отраслях промышленности

Рынок 2D-материалов по географии

• Северная Америка
• Европа
• Азиатско-Тихоокеанский регион
• Остальной мир

На основе регионального анализа глобальный рынок 2D-материалов классифицируется на Северную Америку, Европу, Азиатско-Тихоокеанский регион и Остальной мир. По оценкам, североамериканский регион будет иметь значительную долю 2D-материалов. По состоянию на 2022 год Северная Америка стала доминирующим игроком на рынке, имея самую большую долю. Это положение можно объяснить несколькими факторами, включая наличие надежных научно-исследовательских институтов, процветающие отрасли, такие как аэрокосмическая и энергетическая, и существенную государственную поддержку. Эти элементы в совокупности способствуют созданию среды, благоприятной для инноваций и развития, что позволяет Северной Америке сохранять лидирующие позиции на рынке 2D-материалов

Ключевые игроки

Отчет об исследовании «Глобальный рынок 2D-материалов» предоставит ценную информацию с акцентом на мировой рынок. Основными игроками на рынке являются NanoXplore Inc., Cabot CorporationXG Sciences Inc., GrapheneaHaydale, GraphenIndustries, Versarien2D-TechAmerican ElementsACS Material LLC, Thomas Swan & Co. Ltd.

Наш анализ рынка также включает раздел, посвященный исключительно таким крупным игрокам, в котором наши аналитики предоставляют информацию о финансовых отчетах всех основных игроков, а также сравнительный анализ продуктов и SWOT-анализ. Раздел конкурентной среды также включает ключевые стратегии развития, долю рынка и анализ рейтинга рынка вышеупомянутых игроков во всем мире.

Последние разработки на рынке 2D-материалов

• В ноябре 2021 года группа людей из Сингапура наткнулась на датчик 2D-материала электрического тока, который помогает обнаруживать клетки рака молочной железы. Этот сверхчувствительный датчик может обнаруживать электрический сигнал раковых клеток. Это первое исследование, в котором 2D-материалы используются для обнаружения электрических сигналов клеток рака молочной железы. Эти материалы набирают популярность в различных секторах благодаря своим исключительным электронным свойствам.
• В июле 2020 года Apple анонсировала новый процессор на основе 2D-материалов для iPhone 12.
• В июне 2021 года LG Chem открыла завод по производству углеродных нанотрубок в Корее для производства катодов для аккумуляторов электромобилей.
• В марте 2021 года корпорация Cabot запустила серию углеродных нанотрубок (УНТ) ENERMAX 6, продемонстрировав свои последние достижения в области высокопроизводительной технологии УНТ. ENERMAX 6 зарекомендовал себя как самый эффективный многослойный CNT-продукт Cabot в своем портфолио.

Область отчета

Методология исследования рынка