新技术前瞻专题系列（四）：超材料（Metamaterial）行业研究框架.docx

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行业研究东兴证券股份有限公司证券研究报告

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超材料(Metamaterial)行业研究框架

——新技术前瞻专题系列（四）

分析师执业证书编号：S1480522060001执业证书编号：S1480124050020执业证书编号：S1480522090001执业证书编号：S1480523070001执业证书编号：

分析师

执业证书编号：S1480522060001

执业证书编号：S1480124050020

执业证书编号：S1480522090001

执业证书编号：S1480523070001

执业证书编号：S1480518080001

刘航李科融

刘蒙张永嘉石伟晶

2024年10月28日

摘要

Q1:超材料是什么？超材料是指具有人工设计的结构并呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的复合材料。超材料具备超常的电磁、声、热、力等功能，能实现自然材料无法实现或很难实现的特殊物理特性。典型的超材料有左手材料、光子晶体、超磁性材料、金属水等。

Q2：超材料与天然材料相比有哪些优势?和天然材料相比，超材料具备如下优势：（1）可设计性，超材料通过人工设计和制造，使微米或纳米级的结构单元按照特定的设计规则排列；（2）非天然材料所有的超常态物理性能。

Q3：超材料的应用领域有哪些，市场前景如何？超材料在隐身伪装、导航通讯、成像识别、医疗、能源等领域具有巨大的应用潜力。2010-2020年，全球超材料市场保持快速增长态势，发展到2020年，市场规模已达到15.4亿美元。得益于应用领域扩展、市场需求升级，超材料市场将保持快速增长趋势。

Q4：超材料技术对于各大科技强国和行业巨头的重要性如何?超材料技术是国际上应用于现代高端军事装备领域最热门的新兴技术之一，美国国防部把其列为“六大颠覆性基础研究领域”之首，并专门启动了超材料研究计划，英特尔、AMD和IBM等6家公司为此成立了联合基金。日本和俄罗斯将超材料技术列为下一代隐身装备的核心关键技术。我国也对超材料研究重视度较高，973计划、863计划、新材料重大专项、国家自然科学基金等项目中均对超材料研究予以立项支持。

Q5:超材料技术的发展会使哪些上下游产业受益？制造超材料的的原材料主要有石墨烯、玻璃纤维等，相关原材料行业市场需求总量有望提升。超材料技术下游产业主要有军工、通信、能源产业，超材料技术成果在军工领域的应用较早，在其他下游产业的商业化水平低，应用较少，随着技术的进一步成熟和市场需求的增加，超材料的商业应用领域有望继续扩大。

投资建议：超材料技术应用领域广泛，市场前景广阔。全球科技强国及行业巨头争相布局。受益于技术发展，上下游产业链有望迎来加速成长，受益

标的：光启技术等。

风险提示：技术导入不及预期风险、客户需求不及预期风险、贸易摩擦加剧风险等。

Q1

超材料是什么？

1.超材料是通过人工设计和制造，具有超常物理性质的材料

超材料是一种由人工微结构组成的特种复合材料，通过对材料关键物理尺寸上进行有序结构设计，使其获得常规材料所不具备的超常物

超材料是一种由人工微结构组成的特种复合材料，通过对材料关键物理尺寸上进行有序结构设计，使其获得常规材料所不具备的超常物理性质。超材料的应用与原有的材料制备有很大的区别，以往是自然界有什么材料，就能制造出什么物品，而超材料完全是根据需求逆向设计。超材料的超常物理特性主要表现为负介电常数、负磁导率、负折射率、逆多普勒效应等。

超材料根据设计原理主要分为电磁超材料、声学超材料、热超材料。通过电磁超材料来应用和控制负折射率就能改变人类看到物体的方式，

有望应用于光学领域。通过应用电磁超材料，理论上可以制造出可以看到更小物体的特优透镜（理想透镜）和光学迷彩（隐形衣）。热超材料可以通过对阳光的反射或吸收来降低设备内部的温升，保护电子设备免受剧烈温差的影响。声学超材料除了作为轻量且有效的隔音材料外，还有望提高超声波传感器的设置和运用方法以及医学中超声波检查的灵活性。

图1:超材料的分类、功能及应用前景

资料来源：muRata，东兴证券研究所

图2:使用电磁超材料控制光折射率的示意图

资料来源：muRata，东兴证券研究所

Q2

超材料与天然材料相比有哪些优势？

2.超材料的人工可设计性使其突破自然限制，获得天然材料不具备的性质

与天然材料相比，超材料的优势是可以由人工

与天然材料相比，超材料的优势是可以由人工设计的结构单元制造出来。天然材料来自自然，易于获得却难于设计。超材料正好相反，易于设计，但在很多情况下却难于获得。超材料通常由微米或纳米级的人工结构单元组成，这些单元按照特定的设计规则排列，赋予材料独特的电磁、光学、声学或力学特性。与传统材料相比，超材料由人工