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压电材料市场规模、份额和行业分析,按材料(压电陶瓷[锆钛酸铅 {PZT} 和无铅陶瓷]、压电聚合物、压电复合材料等)、按应用(执行器、电机、传感器、传感器、声纳、发电机)和变压器、声学器件、谐振器等),按最终用途行业(汽车、医疗保健、IT 和电信、消费品、航空航天和国防等)以及区域预测,2024-2032 年

最近更新时间: November 04, 2024 | 格式: PDF | 报告编号: FBI102938

 

主要市场洞察

2023年全球压电材料市场规模为14.5亿美元,预计将从2024年的15.2亿美元增长到2032年的21.9亿美元,预测期内(2024-2032年)复合年增长率为4.7%。< /p>

压电是某些材料表现出的一种特性,其中当施加力时材料会产生电场。另一方面,当在材料上施加电场时,材料会出现尺寸变形。换句话说,这些材料将机械能转换为电能,反之亦然。由于这种特性,它们通常被称为传感器。这些材料利用压电效应,通过将能量差转换为电荷来测量速度、应力、应变、热量或力的变化。基于这种效应,这些材料可应用于产生和检测声音和频率、点火装置、声纳以及压力和位移测量系统。

如今,压电器件采用多种材料,例如石英晶体、罗谢尔盐、陶瓷、聚合物、粗纤维复合材料、铁电驻极体和挠曲电材料。不同应用的材料选择基于一致性、稳定性、高投入产出比、延展性、耐热湿性等特性。压电器件主要采用石英晶体。尽管如此,它无法在低电压下发生反应,也无法在 300°C 以上的温度下发挥作用,因此不得不被压电陶瓷和压电复合材料等现代材料取代。

电子和汽车行业等关键最终用途行业面临运营限制和停产,这严重影响了压电材料的需求。然而,COVID-19 导致对高温计、血氧计、自动呼吸机和电子温度计等设备的需求激增。这些设备利用压电材料将一种形式的能量转换为另一种形式的能量,因此在危机期间需要这些材料。

此外,市场上运营的公司已经改造了其生产工厂,以满足医疗保健行业不断增长的需求。他们还与医疗电子制造商合作开发了新颖的产品,以研究冠状病毒及其特征。例如,PI Ceramics 开发了压电陶瓷,可以在体外诊断中实现精确的液体处理,从而实现早期诊断和疾病检测。

压电材料市场趋势

开发无铅压电陶瓷以刺激发展

虽然锆钛酸铅 (PZT) 是使用量最大的压电陶瓷材料,但由于化合物中含有铅,其使用受到限制,这使得 PZT 须遵守有害物质限制 (RoHS) 指令 2002/95 等法规/EC 被欧盟采用。因此,无铅压电陶瓷的开发是一个正在进行的大型研究领域。无铅压电陶瓷由三个主要成分族组成:钛酸盐基陶瓷、碱性铌酸盐钙钛矿基陶瓷和铋钙钛矿基陶瓷。此外,正在研究具有压电特性的聚合物,包括聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚砜,以提供顺应性压电材料。由于铅被认为对人体有毒,此类替代铅基陶瓷的研究预计将在不久的将来进一步获得动力,并改变市场进一步增长的方向。

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压电材料市场增长因素

提高最终用途行业的自动化程度以促进市场增长

汽车和电子制造等最终用途行业已经推动其生产线的自动化。这种推动增加了对传感器、换能器、执行器和电机等设备的需求,以确保生产线顺利运行。由于这些设备利用压电材料赋予的特性来测量加速度、压力、应变和声强度等各种量,因此随着行业对自动化的依赖性日益增加,对此类材料的需求预计将大幅增加。

多年来,主要制造公司加大了引进自动化系统的投资,将其作为最大限度降低开发过程中运行成本的有效方法。自动化在制造业中对于提高生产率和缩短交货时间的重要性日益增加,预计将鼓励传感器、变换器、执行器和电机的使用。预计这将在预测期内增加对压电材料的需求。

增加航空航天和国防支出以刺激需求

近年来,印度、中国、美国、以色列和日本等国政府大幅增加了国防活动预算。这些政府大力投资建设导弹制导系统、无人机和雷达,以增强其武装部队的能力。  此外,太空探索活动的增加导致传感器、声学设备和声纳等设备的使用增加,以研究空间物体和相关环境。这些设备需要特殊的压电材料,能够检测其范围内最微小的变化,在恶劣的条件下持续运行,并提供准确和一致的结果。随着 SpaceX 等私人航天机构开始提供太空探索服务,对此类材料的需求预计将进一步推动预测期内全球压电材料市场的增长。

随着全球安全问题日益严重,世界各国政府都将重点放在军事现代化上,对军事装备的需求正在上升。当前国际安全环境的不确定性和持续的模糊性预计将在未来五年内增加当前的国防投资。

全球商业航天市场预计将见证对新的和现有的航天技术和设施的稳定投资,融资主要来自政府和风险投资。商业航天工业的销售主要来自用于地球观测和通信的卫星的生产以及用于将这些有效载荷送入轨道的运载火箭。

限制因素

信号和噪声之间缺乏区分,从而减少了压电材料的采用

虽然压电材料在传感和能量转换设备中得到广泛应用,但 PZT 和天然压电晶体等常见材料无法区分系统中存在的实际信号和噪声,这可能会导致结果不准确,影响性能其中采用压电材料的装置的结构。此外,当材料受到高温、重应力等恶劣环境时,其结果的一致性会受到严重影响,进一步限制了其在此类条件下的应用。

压电材料市场细分分析

通过材料分析

压电陶瓷材料领域将在市场中占据主导地位

根据材料,市场分为压电陶瓷、压电聚合物、压电复合材料等。压电陶瓷进一步分为锆钛酸铅(PZT)和无铅陶瓷。由于 PZT 的性能可以根据掺杂材料的使用轻松修改,因此压电陶瓷预计将在市场上占据主导地位,因为制造换能器和执行器需要大量消耗 PZT。掺杂铌会产生软 PZT,从而提高其响应能力,而掺杂铁会形成硬 PZT,从而在压电响应中表现出更可忽略不计的滞后现象。压电陶瓷材料的这种适应性导致其在电子和汽车行业的大规模消费。

另一方面,压电复合材料正在迅速获得市场份额,因为它们更适合应用于超声波设备、无损检测和水下声学。复合材料的声阻抗比压电陶瓷更小,更具塑性,并且可以更好地适应机械负载。它们具有更好的压电灵敏度和机电活性,被认为是压电陶瓷的有效替代品。

按应用分析

传感器细分市场在预测期内将以最高复合年增长率增长

就应用而言,市场分为执行器、电机、传感器、传感器、声纳、发电机和变压器、声学器件、谐振器等。由于传感器在自动驾驶汽车、生产线和消费电子产品等各个领域的应用,传感器领域预计将以相当大的复合年增长率增长。传感器检测能量的变化并将差异转换为电信号,用于在系统中进行必要的改变。例如,电视的遥控器有一个压力传感器,它可以检测按钮上的压力并将其转换为电信号,从而激活遥控器上的红外发射器。在电视装置内部,红外传感器检测能量变化并将其转换为数字信号,从而对装置进行控制。

另一方面,执行器将系统或用户发送的电信号转换为机械能,以控制指定零件在生产线上执行某种动作。因此,执行器领域预计将占据全球市场上最大的压电材料市场份额,其应用范围包括工业加工工具的精密控制、车辆加速和制动系统以及各种最终用途行业中使用的机器人手臂。< /p>

按最终用途行业分析

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消费品在全球市场中占据最大份额

根据最终用途行业,市场分为汽车、医疗保健、IT 和电信、消费品、航空航天和国防等。电视、洗衣机、遥控玩具和微波炉等消费品利用压电材料来控制和运行这些产品。随着新兴经济体消费者消费能力的提升,此类消费品的大规模消费预计将继续保持在全球市场的领先地位。

汽车行业落后于消费品行业,由于汽车中的执行器、燃油喷射器、传感器和制动系统需要这些材料,预计在预测期内将以稳定的复合年增长率增长。此外,燃油雾化器、安全带蜂鸣器、安全气囊传感器、轮胎压力传感器等都是这些材料的主要汽车零部件,使得汽车行业在全球市场上占有相当大的份额。

区域见解

Asia Pacific Piezoelectric Materials Market Size, 2023 (USD Billion)

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2023年亚太地区的市场规模为9.9亿美元。亚太地区已成为电子和消费品的制造中心,中国、日本、台湾、印度和韩国致力于扩大生产能力。在COVID-19造成经济放缓后,亚太地区各国政府正在为在该地区建立新生产工厂的电子制造商提供退税和激励措施,从而在预测期内进一步扩大市场规模。随着美国规划广泛的太空探索计划,北美将为市场提供增长机会,其中压电材料将用于感测太空中的物体和远程访问航天器组件。在冠状病毒大流行造成的放缓之后,欧洲汽车行业预计将恢复活力。有关无人驾驶、自动化汽车的研究也将在该地区扩大,从而推动市场发展。

虽然拉丁美洲市场仍处于起步阶段,但该地区终端用途行业(尤其是 IT 和电信)的不断增长将导致市场扩张。另一方面,由于中东和非洲医疗保健和电子行业的不断扩张,该地区对压电材料的需求不断增加。

压电材料市场重点企业名单

重点关注主要参与者的产品开发,以保持行业强势地位

该市场的竞争格局是一个相当集中的市场,少数制造公司占据了市场的大部分份额。市场主要参与者正在投入大量资源进行新型材料及其应用的研发,以此作为获得市场份额的途径。

此外,市场上的主要参与者已采取产能扩张和收购小型企业的策略,以改善其产品组合和服务。预计这一趋势将在预测期内对全球市场产生积极影响。

主要公司简介:

  • PI Ceramics GmbH(德国)
  • APC International, Ltd.(美国)
  • CTS Corporation(美国)
  • L3Harris Technologies, Inc.(美国)
  • CeramTec(德国)
  • 阿科玛(法国)
  • 索尔维(比利时)
  • Mad City Labs, Inc.(美国)
  • Piezosystem jena GmbH(德国)
  • 烟花陶瓷(印度)
  • Piezomechanik GmbH(德国)
  • TDK Corporation(日本)
  • 村田制作所(日本)
  • Kinetic Ceramics(美国)
  • 香港压电有限公司(中国)
  • 米德科技(美国)
  • Meggitt PLC(英国)
  • 庄信万丰(英国)
  • Piezo Kinetics Inc.(美国)
  • TRS Technologies, Inc.(美国)

主要行业发展:

  • 2020 年 4 月:CTS Corporation 宣布扩大其产品组合,推出四个用于汽车级晶体谐振器的晶体系列。新开发的产品将应用于汽车、工业、医疗、航空航天和国防等工作温度范围广泛的行业,并在不久的将来为公司提供良好的增长机会。
  • 2019 年 7 月 – PI Ceramic GmbH 宣布扩建其位于图林根州莱德霍斯的生产设施。此次扩建将使设施面积从 12,000 平方米增加到 12,000 平方米。至 19,500 平方米新增区域将增设一条多层压电材料生产线和一个行政中心。

报告覆盖范围

An Infographic Representation of Piezoelectric Materials Market

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全球压电材料市场报告提供了详细的市场分析,重点关注领先公司、最终用途行业以及这些材料的领先应用等关键方面。除此之外,研究报告还提供了对市场趋势的见解并重点介绍了关键的行业发展。除了上述因素外,该报告还涵盖了近年来推动市场增长率的几个因素。 

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报告范围和细分

属性

详细信息

学习期限

2019-2032

基准年

2023

预计年份

2024

预测期

2024-2032

历史时期

2019-2022

单位

体积(百万立方厘米)和价值(十亿美元)

增长率

2024 年至 2032 年复合年增长率为 4.7%

细分

按材质

  • 压电陶瓷
    • PZT
    • 无铅陶瓷
  • 压电聚合物
  • 压电复合材料
  • 其他

按应用

  • 执行器
  • 电机
  • 传感器
  • 传感器
  • 声纳
  • 发电机和变压器
  • 声学设备
  • 谐振器
  • 其他

按最终用途行业

  • 汽车
  • 医疗保健
  • IT 与电信
  • 消费品
  • 航空航天与国防
  • 其他

按地理位置

  • 北美(按材料、应用、最终用途行业、国家/地区)
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    • 加拿大
  • 欧洲(按材料、应用、最终用途行业、国家/地区)
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    • 拉丁美洲其他地区
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    • 海湾合作委员会
    • 南非
    • 以色列
    • 土耳其
    • 中东和非洲其他地区

经常问的问题

Fortune Business Insights表示,2023年全球市场规模为14.5亿美元,预计到2032年将达到21.9亿美元。

2023年,市场规模为14.5亿美元。

该市场将以 4.7% 的复合年增长率增长,在预测期内(2024-2032 年)将呈现稳定增长。

在预测期内,消费品领域预计将成为该市场的主导领域。

印度、中国和美国等国家为提高军事实力而对太空探索活动进行大量投资是推动该市场增长的关键因素。

2023 年,亚太地区占据最高市场份额。

汽车和电子制造公司对制造工厂自动化的关注,以减少产品故障的发生,加上对消费电子产品的高需求,预计将提高采用率。

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