光学・RF向けメタマテリアル・メタサーフェス：市場、技術、動向 (2023～2029年)：標準材料では実現できない特別な特徴を持つメタマテリアルとメタサーフェス

ギリシャ語の"meta-" (超えるという意味) に由来するメタマテリアルは、自然界に存在する材料にはないフォトニック・音響・機械・RF (高周波) 特性を持つように設計されたスマート材料です。

メタマテリアルは、金属やポリマーなどの標準的な材料を組み合わせてパターン化することで作られます。材料は通常、繰り返しパターンで、波長よりも小さなスケールで配置されます。

メタマテリアルは、基盤となる材料の特性からではなく、新たに設計された構造にも由来します。その正確な形状・幾何学性・大きさ・向き・配置により、電磁波を操作できるスマートな特性が得られます。

波動を遮断したり、吸収したり、増幅したり、曲げたりすることで、従来の材料では不可能な、あるいは他の方法では達成不可能な利点を実現します。

まさに未来の素材なのです。

2022年6月、STMicroelectronicsは、メタサーフェスを使用した初の民生用モジュールを発表しました。

STMicro VL53L8センサーは、Metalenzとの提携により開発されたメタサーフェスを使用する、新しい3D dTOF (direct Time-of-Flight) 検出モジュールです。

メタサーフェスは現在市場に投入されており、この革命的な光学技術が実際の民生用デバイスに導入されることになります。

Metalenzとの提携により開発されたこの世界初のメタサーフェス技術により、光学システムはより多くの光を集め、単一レイヤーで複数の機能を提供し、スマートフォンやその他のデバイスで新しい形の検出機能を実現することができます。

当レポートでは、世界の光学・RF向けメタマテリアル・メタサーフェスの市場について分析し、技術の概要や主な活用領域、現在の技術開発・導入情況、今後の製品実用化の見通し、中小企業および大企業の取り組み状況や将来的な機会と課題、といった情報を取りまとめてお届けいたします。

当レポートに記載されているメーカー

Anywaves、Carillon Technologies、Echodyne、Evolv Technology、Gapwaves AB、Greenerwave、Huawei Technologies、Kuang-Chi Group、Kymeta Corporation、Lumotive、Metalenz、MetaPower、Metawave Corporation、NIL Technology (NILT)、Pivotal Commware、Acree Technologies Incorporated、Antrum Ltd、appliedEM innovations、BlueHalo、Fractal Antenna Systems、Isotropic Systems、JEM Engineering、LongWave Photonics、Meta Material Inc、Metaboards、Metacept、Metamagnetics Inc.、Moxtek、Multiwave Technologies AG、Nano-Meta Technologies、Nanohmics、Notch Inc.、Phoebus Optoelectronics、Physical Sciences Inc.、Plasmonics Inc.、Radi-Cool、Sensormetrix、SI2 Technologies、TeraView、Tesla Dynamic Coils BV、Tunoptix、Ultimetas、Vadient Optics、Wave UP

+メタマテリアル・メタサーフェスの研究を行っている企業。

目次

第1章 イントロダクション

第2章 「透明マント」の概念から最初の実際の活用まで

• 光学・RF向けメタマテリアル - 何を意味するのか？
• 豊富なアイデアと研究
• 防衛からRF・光学まで

第3章 中小企業による市場の開発

• バリューチェーン
• 市場データ
• 資金調達と主要なパートナーシップ
• 資金提供されたプロジェクト
• 特許
• 予報

第4章 新たな製品

• 光学
• RF (高周波)
• その他の分野 (音響、機械)
• 課題

第5章 将来の活用領域の動向を左右する大手企業

• 光学市場における潜在的なディスラプション
  • スマートフォン向けメタレンズ
  • AR/VRデバイス向けメタコンポーネント
  • 光コンピューティング向けメタサーフェス
  • ディスプレイデバイス向けメタサーフェス
• RF市場における潜在的なディスラプション
  • 5G/6Gシステム向けRIS (Reconfigurable Intelligent Surface)

第6章 結論

第7章 付録

第8章 TEMATYSについて

Metamaterials from the Greek word "meta-" (meaning to go beyond), are smart materials engineered to have photonic, acoustic, mechanical or RF properties that are not found in naturally occurring materials.

They are made by combining and patterning standard materials such as metals or polymers. The materials are usually arranged in repeating patterns, at scales that are smaller than the wavelength.

Metamaterials derive their features not from the properties of the base materials, but from their newly designed structures. Their precise shape, geometry, size, orientation and arrangement gives them their smart properties capable to manipulate electromagnetic waves.

By blocking, absorbing, enhancing, bending waves, they achieve benefits that go beyond what is possible with conventional materials or are unachievable in other ways.

They are in essence the materials of the future.

IN JUNE 2022, STMICROELECTRONICS RELEASED THE FIRST CONSUMER MODULE USING A METASURFACE.

STMicro VL53L8 sensor is a new 3D direct Time-of-Flight (dToF) sensing module using metasurfaces developed through the partnership with Metalenz.

Metasurfaces are now on the market marking the introduction of this revolutionary optical technology in real-world consumer devices.

Developed in partnership with Metalenz, this first metasurface technology enables optical systems to collect more light, provide multiple functions in a single layer, and deliver new forms of sensing in smartphones and other devices, all in its compact package.

MANUFACTURERS MENTIONED IN THE REPORT:

Anywaves, Carillon Technologies, Echodyne, Evolv Technology, Gapwaves AB, Greenerwave, Huawei Technologies, Kuang-Chi Group, Kymeta Corporation, Lumotive, Metalenz, MetaPower, Metawave Corporation, NIL Technology (NILT), Pivotal Commware, Acree Technologies Incorporated, Antrum Ltd, appliedEM innovations, BlueHalo, Fractal Antenna Systems, Isotropic Systems, JEM Engineering, LongWave Photonics, Meta Material Inc., Metaboards, Metacept, Metamagnetics Inc., Moxtek, Multiwave Technologies AG, Nano-Meta Technologies, Nanohmics, Notch Inc., Phoebus Optoelectronics, Physical Sciences Inc., Plasmonics Inc., Radi-Cool, Sensormetrix, SI2 Technologies, TeraView, Tesla Dynamic Coils BV, Tunoptix, Ultimetas, Vadient Optics, Wave UP

+ COMPANIES CONDUCTING RESEARCH ON METAMATERIALS AND METASURFACES.

Table of Contents

1. Introduction

• Report's objectives
• Information sources and methodology
• Scope of the report
• List of abbreviations
• Glossary
• List of companies mentioned in the study

2. From "invisible cloak" CONCEPTS to first real applications

• Metamaterials for Optics and RF - what does it mean?
• Abundance of ideas and research
• From Defense, through RF to Optics

3. SMEs are opening the MARKET

• Value chain
• Market data
• Funding and key partnerships
• Funded projects
• Patents
• Forecasts

4. Emerging PRODUCTS

• Optics
• RF
• Other segments (Acoustics, Mechanics)
• Challenges

5. Big players setting trends in FUTURE APPLICATIONS

• Potential disruptions on the Optical market
  • Metalenses in smartphones
  • Meta-components in AR/VR devices
  • Metasurfaces for optical computing
  • Metasurfaces in display devices

• Potential disruption on the RF market
  • RIS for 5G/6G systems

6. Conclusions

7. Appendices

8. About TEMATYS