在IDTechEx发布的《2024-2034年光学与射频超材料：市场、参与者与技术》报告第二版中，IDTechEx对新兴的电磁超材料技术进行了全面深入的分析。该报告基于对价值链上各公司进行的访谈，并结合IDTechEx在光学、通信和新兴材料领域的现有研究，评估了光学和射频（RF）超材料在各种应用领域的市场需求。报告分析了每种应用的具体要求，并包含现有企业的案例研究。.

该报告指出，电信领域的可重构智能表面（RIS）和智能手机摄像头中的超透镜是重要的发展机遇。报告通过详细的市场细分，全面概述了各应用领域的市场现状和潜力。预测显示，到2034年，全球市场规模将达到149亿美元，这主要得益于智能手机生物识别传感器通过超透镜得到改进，以及5G毫米波技术的日益普及，从而加速了RIS的采用。.

IDTechEx 的十年预测将电磁超材料领域细分为以下几个关键市场垂直领域，报告《2024-2034 年光学和射频超材料：市场、参与者、技术》中分析了更多领域。来源：IDTechEx

射频超材料市场

射频超材料在电信、汽车、航空航天和安防等多个领域具有应用前景。它们可用于可重构智能表面（RIS），反射、定向和屏蔽电磁辐射，弥补高频信号传输距离较短的不足。此外，在雷达波束成形中，射频超材料能够主动引导电磁辐射，从而提高角度分辨率。这对于汽车雷达系统尤为重要。射频超材料还可以有效屏蔽电磁干扰，防止信号泄漏，从而提升安全性，并且具有频率选择性，能够实现透明屏蔽。射频超材料在医疗应用方面也具有潜力，例如磁共振成像（MRI）和无创血糖监测。.

根据IDTechEx的预测，射频超材料最大的市场将是用于5G毫米波和未来6G通信的可重构智能表面（RIS）。5G毫米波和6G都具有显著优势，例如能够利用宽广的带宽支持从千兆比特每秒到太比特每秒的峰值数据速率，同时保持超低延迟。.

然而，高频段频谱的使用也带来了一些挑战，例如信号传播范围极短（100 GHz 以上频率的传播范围仅为厘米级）以及视距障碍。克服信号衰减并在合理距离内建立可靠的通信是这两种技术的首要任务，尤其是在繁忙的城市地区，尽管存在这些障碍，但保持持续连接至关重要。.

对于5G毫米波和6G等高频频谱而言，建设大量基站并非实现充分覆盖的成本效益之选。相比之下，超材料信号增强面板（SIF）能够反射并引导信号到达终端用户，从而在功耗极低的情况下提升信号范围和强度。此外，将基于超材料的涂层与窗户集成，可通过将光束反射绕过城市地区的障碍物来增强信号覆盖。这些解决方案不仅能够提供广泛的覆盖范围，还为材料集成提供了巨大的机遇。.

光学超材料市场

基于仿生蛾眼结构的相对简单的光学超材料，作为高端相机镜头的抗反射（AR）涂层，已有较长的应用历史。然而，采用半导体工业工艺制造的超材料有望产生巨大的影响，这最初源于它们能够提升计算机视觉系统的性能。.

2022年，Metalenz的超透镜首次应用于意法半导体（STMicro）的飞行时间（ToF）传感器，标志着该技术的首次商业化应用。在这种情况下，超透镜在更小的封装尺寸下提升了聚光性能，优于其所替代的光学元件。超透镜最大的价值在于其能够在非常紧凑的尺寸内添加额外的光学功能，例如偏振成像。这在智能手机面部生物识别领域具有巨大的应用潜力，并有望在不久的将来将面部识别功能推广到苹果以外的智能手机。Metalenz已于2023年底发布了专为此应用设计的传感器模块。.

基于液晶的超透镜有望对虚拟现实头显产生重大影响，它们可用于解决辐辏调节冲突，并帮助这些设备通过“视觉图灵测试”。此外，主动式光学超透镜还有助于使激光雷达更加紧凑，并拓展这些传感器的应用市场。.

超透镜最大的限制因素是其宽光谱性能，但超表面本身的设计以及软件补偿方面的重大创新有望在未来十年内使其成为智能手机摄像头镜头的更紧凑、更经济的替代品。最终，超透镜有望在不久的将来颠覆光学行业的诸多领域。.

作者：Sam Dale，IDTechEx技术分析师