压电能量采集系统市场按技术（光能采集、电磁能量采集）；按组件（换能器、二次电池）；按地理位置 – 增长、份额、机会和竞争分析，2024 – 2032

市场概况：

全球压电能量收集系统市场在2024年的估值为47.076亿美元，预计到2032年将达到110.4586亿美元，在预测期内的复合年增长率（CAGR）为11.25%。

压电能量采集系统市场的竞争格局包括多样化的技术提供商和材料创新公司，如ABB有限公司、霍尼韦尔国际公司、意法半导体、德州仪器公司、EnOcean GmbH、富士通有限公司、Bionic Power Inc.、Arveni、Convergence Wireless、Cymbet Corporation、Powercast Corporation、Energy Partners和Voltree Power Inc。这些企业专注于推进高效换能器、柔性压电材料和超低功耗芯片组的研发，以用于物联网和工业应用。亚太地区以约40%的市场份额领先全球市场，受大规模电子制造和智能基础设施扩展的推动，其次是北美，约占40%，得益于强大的研发和自主传感器网络的早期采用。

市场洞察：

• 压电能量采集系统市场在2024年的估值为4,707.6百万美元，预计到2032年将达到11,045.86百万美元，年复合增长率为11.25%。

• 市场驱动力包括物联网无线传感器的日益部署、自供电医疗和可穿戴设备的采用增加，以及工业自动化和智能基础设施中对免维护监控系统的需求增长。
• 新兴趋势集中在柔性和印刷压电材料、与基于AI的预测性维护的集成，以及在消费电子中扩大用于运动供电设备的应用。
• 竞争格局包括全球技术领导者和专门的解决方案提供商，强调效率改进、微型化和材料进步，以加强产品组合和OEM合作关系。
• 亚太地区占据约40%的市场份额，由电子产品生产和智慧城市项目推动；北美紧随其后，占40%，而电磁能量采集在技术领域领先，得益于在振动丰富环境中的高转换能力。

市场细分分析：

按技术

按技术划分的部分由电磁能量收集主导，占据主导份额，因为它具有更高的能量转换效率，适合低频振动环境，如工业机械、马达系统和汽车应用。其无需直接阳光或热梯度即可从机械运动中产生更高功率输出的能力推动了在状态监测、资产跟踪和预测性维护生态系统中的应用。光能收集稳步增长，得益于其在物联网智能可穿戴设备和室内传感器网络中的相关性，尽管低光环境中的效率挑战限制了其相对于电磁系统的主导地位。

• 例如，SKF Perpetuum 的电磁振动收集器能够从机械振动中产生高达 20 mW 至 50 mW 的连续功率，主要调谐至约 50 Hz、60 Hz 或 100 Hz 的特定频率，从而在铁路和制造业领域实现永久供电的无线状态监测传感器。

按组件

按组件划分的部分由换能器主导，占据最高份额，因为它们构成了将机械应力转换为可用电能的核心机制。需求的驱动因素是自供电无线传感器节点、医疗植入物和需要长操作生命周期且维护需求最小的环境监测设备的日益集成。在高输出压电陶瓷和柔性聚合物基换能器方面的进步提高了耐用性，并实现了与紧凑电子设计的集成。二次电池支持系统存储需求，但仍是辅助的，因为换能器定义了系统性能和能量转换能力。

• 例如，TDK 的 PiezoHaptic™ 换能器利用先进的多层压电陶瓷，在保持厚度低至 35 mm 的同时产生高达 5 G 的加速度反馈，从而实现了在紧凑的医疗可穿戴设备和下一代物联网设备中的集成。

关键增长驱动因素：

物联网采用激增和自供电设备集成

物联网生态系统在智能制造、医疗保健、建筑自动化和交通运输领域的快速扩展是压电能量收集系统的主要催化剂。由于数十亿的连接设备依赖于持续的电力进行感应、通信和数据处理，传统电池的限制——包括处置影响、更换成本和有限的生命周期——加速了向自给自足电源的转变。压电收集通过将振动、运动和结构应力转换为电力，实现了无线传感器网络的免维护运行，特别是在机械引起振动丰富的工业环境中。这减少了对有线电力基础设施的依赖，并支持依赖不间断传感器数据的预测性维护计划。向分散的自主设备的推动与该技术的能力相一致，使其对下一代智能基础设施和工业4.0部署至关重要。

• 例如，”霍尼韦尔提供一系列工业传感解决方案，包括加速度计驱动的振动传感器，用于机器的预测性维护和状态监测。

在医疗和可穿戴智能设备应用中的日益普及

可穿戴电子产品、植入式生物医学设备和患者监测解决方案的进步正在推动对压电能量采集的显著需求。心脏起搏器、健康追踪器和骨科植入物等设备越来越需要持久、紧凑的电源解决方案，以消除手术电池更换并提高用户舒适度。压电材料可以从人类活动中产生能量，包括行走、肌肉运动，甚至是心血管运动，从而实现持续的能量供应，风险极小。柔性压电薄膜的小型化加速了在皮肤粘附贴片和用于康复的软体机器人中的应用，而医疗保健数字化继续增加连接医疗设备的数量。随着监管框架强调医疗电子产品的寿命、安全性和可持续性，压电能量采集成为下一代非侵入性生物医学系统的战略推动力。

• 例如，MicroGen Systems（现为Wireless Sensor Solutions LLC的一部分）开发了一种压电MEMS能量采集器，能够从低频人类/环境运动中产生25-500 µW范围内的能量（取决于频率和配置），从而实现健康监测可穿戴设备和其他无线传感器网络的电力自主性。

可持续发展目标和全球对能源效率的日益关注

政府和企业的环境可持续发展目标和循环经济要求正在推动工业和城市基础设施中压电能量采集的采用。组织寻求减少电池废物和运营能耗，特别是在难以或成本高昂的管道、铁路、桥梁和电信资产中安装的远程监控系统中。压电采集通过捕获原本会消散的环境机械能来支持碳减排目标。智能城市中的整合——从交通系统到结构健康传感器——与净零时间表和数字基础设施扩展保持一致。随着全球法规对危险废物管理和资源效率的要求日益严格，压电系统提供了一种可扩展且符合生态的自主技术供电方法。

关键趋势与机遇：

柔性和印刷压电材料的进展

柔性陶瓷-聚合物复合材料、印刷压电表面和纳米工程材料的突破为市场扩展提供了重大机遇。这些材料能够集成在曲面、纺织品、鞋底和植入式生物医学设备上，开辟了工业用途之外的新商业化途径。增材制造和卷对卷印刷的进步允许轻量级传感器的成本效益生产，使其在消费设备和零售分析中的大规模部署成为可能。这一趋势为自供电电子皮肤、运动供电可穿戴设备和嵌入式OEM解决方案铺平了道路，促进了全球对不显眼、低维护电子产品的采用。

• 例如，柔宇科技的全柔性压电传感器薄膜支持小于1毫米的弯曲半径，同时在动作捕捉和人机界面应用中保持信号完整性。

与基于AI的预测性维护平台集成

压电能量收集与AI驱动的预测性维护平台的结合代表了一项关键的战略趋势。通过为用于监测资产健康的振动和声学传感器供电，压电系统支持实时分析，延长设备寿命并减少停机时间。随着重工业从基于日历的服务转向基于状态的维护，传感器的正常运行时间变得至关重要，从而对自主电源产生强烈需求。数字孪生、边缘分析和基于云的诊断的出现增强了价值创造，并进一步将压电收集定位为智能工业操作的基石技术。

• 例如，西门子的Senseye预测性维护平台支持AI驱动的机器诊断，能够将计划外停机时间减少多达50%，实时数据由自主振动供电的传感器支持。

关键挑战：

高材料成本和制造复杂性

尽管具有强大的功能优势，市场面临由生产高效压电材料（如PZT陶瓷和先进复合材料）的复杂性驱动的成本限制。精密制造、高烧结温度和专用制造设备增加了生产支出，限制了在低成本应用中与传统锂电池的价格竞争力。部署大规模传感器网络的公司可能面临比传统电源解决方案更高的资本投资。实现成本平价需要扩大生产规模、提高材料产量，并在亚洲和欧洲成熟制造生态系统，同时对含铅陶瓷的监管限制引入了额外的合规挑战。

高需求应用的有限功率输出

虽然对低功率电子设备有效，但压电能量收集目前为需要连续或高电压电源的设备提供的输出有限。这限制了在工业机器人、自主车辆、安全系统和高带宽通信设备等能源密集型应用中的采用。环境依赖性——不一致或不足的振动源减少了能量生成——进一步复杂了在静态或低活动环境中的部署。能量存储集成仍然是稳定输出的关键，但增加了成本和设计复杂性。为了释放更大的商业机会，行业必须提高转换效率，开发混合收集模型，并优化系统架构以适应可变的操作条件。

区域分析：

北美

北美约占全球压电能量收集市场的40%。该地区由于其成熟的工业基础、强大的研发生态系统以及在航空航天、医疗保健和工业自动化等领域对智能基础设施、物联网和无线传感器网络的高采用率而领先。对节能系统的监管支持和强大的创新管道促进了先进压电解决方案的快速商业化。主要市场参与者的存在和对下一代技术的投资进一步巩固了北美的市场主导地位。

亚太地区

亚太地区约占全球市场份额的35%，是增长最快的地区。快速的工业化、消费电子制造的增加以及智慧城市和基础设施项目的扩展推动了对免维护、自供电传感器解决方案的需求。中国、印度、日本和东南亚等国家在政府支持可再生能源采用的背景下，推动了工业自动化、可穿戴设备和物联网网络的部署。这种高需求、优惠政策和大规模采用的结合，使亚太地区成为全球主要的增长引擎。

欧洲

欧洲占全球压电能量采集系统市场的约25%。该地区的份额依赖于严格的环境法规、对节能系统的重视以及在制造业、公用事业、建筑系统和交通中的传感器自动化的广泛应用。西欧国家在可持续性和智能基础设施倡议的推动下引领采用，而随着工业现代化的扩展，欧洲其他地区逐渐贡献力量。对绿色技术和物联网基础设施的投资支持了该地区的稳定需求和市场增长。

拉丁美洲

拉丁美洲约占全球压电市场份额的5%。该地区仍处于早期采用阶段，但对用于基础设施监控、农业和公用事业的节能和低维护电源解决方案的兴趣日益增加，逐渐推动了需求。随着政府和私人利益相关者越来越多地投资于现代化和能源可持续性，压电能量采集为传统电源不切实际的偏远或分布式安装提供了可行的选择。这里的市场增长仍然温和，但具有良好的长期潜力。

中东和非洲

中东和非洲地区约占全球市场份额的3%。采用仍然有限，但在基础设施监控、公用事业管理和偏远安装中出现了增长点，在这些地方，独立于电网的电源解决方案具有价值。对可持续和自主能源系统的兴趣上升，尤其是在偏远或离网部署中提供了利基机会。然而，经济多元化较慢、技术渗透率较低以及该地区大部分地区的意识有限，限制了近期到中期的广泛采用。

市场细分：

按技术

• 光能采集
• 电磁能量采集

按组件

• 换能器
• 二次电池

按地理位置

• 北美
  • 美国
  • 加拿大
  • 墨西哥
• 欧洲
  • 德国
  • 法国
  • 英国
  • 意大利
  • 西班牙
  • 其他欧洲地区
• 亚太地区
  • 中国
  • 日本
  • 印度
  • 韩国
  • 东南亚
  • 其他亚太地区
• 拉丁美洲
  • 巴西
  • 阿根廷
  • 其他拉丁美洲地区
• 中东和非洲
  • 海湾合作委员会国家
  • 南非
  • 其他中东和非洲地区

竞争格局：

压电能量收集系统市场的竞争格局由成熟的电子制造商、材料科学创新者和专注于高效和微型电力系统的专业能量收集解决方案提供商组成。公司在材料性能、输出效率、设备集成能力和针对工业物联网、医疗保健、汽车和消费电子的应用定制方面展开竞争。战略重点包括提高压电材料的转换效率、扩大灵活和印刷设备产品组合，以及扩大成本效益制造以支持大规模部署。与传感器制造商、OEM和基础设施解决方案提供商的合作在确保长期合同和加速产品商业化中发挥关键作用。此外，知识产权保护和陶瓷-聚合物复合材料技术的进步构成了关键差异化因素，而并购和研究合作则加强了在这一快速发展的市场中的全球定位。

关键玩家分析：

• ABB有限公司
• Bionic Power公司
• Cymbet公司
• Arveni
• 富士通有限公司
• 意法半导体公司
• Convergence Wireless
• 霍尼韦尔国际公司
• Powercast公司
• EnOcean有限公司

最新动态：

• 2025年7月，Powercast宣布了新的可持续无线电力解决方案，旨在消除物联网设备中的一次性电池，强调为各种传感器提供无电池操作，并减少大规模部署中的电子废物。
• 2025年1月，Powercast在CES 2025上推出了一系列无线供电产品，展示了空中RF充电和基于磁共振的电力传输，旨在同时为数十种设备提供无电池或电线的电力。
• 2024年3月，意法半导体推出了一款“能量采集微控制器”，针对超低功耗物联网设备，标志着向自供电传感器和系统的推动。

报告覆盖范围：

研究报告提供了基于技术、组件和地理的深入分析。它详细介绍了领先的市场参与者，提供了他们的业务概况、产品供应、投资、收入来源和关键应用。此外，报告还包括对竞争环境、SWOT分析、当前市场趋势以及主要驱动因素和限制的见解。此外，它讨论了近年来推动市场扩张的各种因素。报告还探讨了塑造行业的市场动态、监管情景和技术进步。它评估了外部因素和全球经济变化对市场增长的影响。最后，它为新进入者和已建立的公司提供了应对市场复杂性的战略建议。

未来展望：

• 随着对自供电物联网和无线传感器网络需求的增加，采用率将上升。
• 柔性和印刷压电材料将推动新的可穿戴和生物医学应用。
• 与人工智能和数字孪生监控的集成将增强预测性维护能力。
• 微型化换能器将支持紧凑型消费电子产品和智能可穿戴设备的增长。
• 工业自动化和智能工厂将在振动丰富的环境中加速部署。
• 智慧城市基础设施将利用压电采集进行交通、公用事业和结构监测。
• 结合压电与太阳能或热能的混合采集系统将扩展使用案例。
• 医疗植入物和健康监测设备将更多依赖于运动供电系统。
• 可持续发展目标和电池废物减少将推动监管一致性和采用。
• 技术进步将降低材料成本并提高转换效率，以实现更广泛的商业化。

1. 介绍
   1.1. 报告描述
   1.2. 报告目的
   1.3. 独特卖点及主要产品
   1.4. 利益相关者的主要利益
   1.5. 目标受众
   1.6. 报告范围
   1.7. 区域范围
2. 范围和方法论
   2.1. 研究目标
   2.2. 利益相关者
   2.3. 数据来源
   2.3.1. 主要来源
   2.3.2. 次要来源
   2.4. 市场估计
   2.4.1. 自下而上法
   2.4.2. 自上而下法
   2.5. 预测方法论
3. 执行摘要
4. 介绍
   4.1. 概述
   4.2. 主要行业趋势
5. 全球压电能量收集系统市场
   5.1. 市场概述
   5.2. 市场表现
   5.3. COVID-19的影响
   5.4. 市场预测
6. 按技术划分的市场细分
   6.1. 光能收集
   6.1.1. 市场趋势
   6.1.2. 市场预测
   6.1.3. 收入份额
   6.1.4. 收入增长机会
   6.2. 电磁能量收集
   6.2.1. 市场趋势
   6.2.2. 市场预测
   6.2.3. 收入份额
   6.2.4. 收入增长机会
7. 按组件划分的市场细分
   7.1. 换能器
   7.1.1. 市场趋势
   7.1.2. 市场预测
   7.1.3. 收入份额
   7.1.4. 收入增长机会
   7.2. 二次电池
   7.2.1. 市场趋势
   7.2.2. 市场预测
   7.2.3. 收入份额
   7.2.4. 收入增长机会
8. 按地区划分的市场细分
   8.1. 北美
   8.1.1. 美国
   8.1.1.1. 市场趋势
   8.1.1.2. 市场预测
   8.1.2. 加拿大
   8.1.2.1. 市场趋势
   8.1.2.2. 市场预测
   8.2. 亚太地区
   8.2.1. 中国
   8.2.2. 日本
   8.2.3. 印度
   8.2.4. 韩国
   8.2.5. 澳大利亚
   8.2.6. 印度尼西亚
   8.2.7. 其他
   8.3. 欧洲
   8.3.1. 德国
   8.3.2. 法国
   8.3.3. 英国
   8.3.4. 意大利
   8.3.5. 西班牙
   8.3.6. 俄罗斯
   8.3.7. 其他
   8.4. 拉丁美洲
   8.4.1. 巴西
   8.4.2. 墨西哥
   8.4.3. 其他
   8.5. 中东和非洲
   8.5.1. 市场趋势
   8.5.2. 按国家划分的市场细分
       8.5.3. 市场预测
9. SWOT分析
   9.1. 概述
   9.2. 优势
   9.3. 劣势
   9.4. 机会
   9.5. 威胁
10. 价值链分析
11. 波特五力分析
    11.1. 概述
    11.2. 买方议价能力
    11.3. 供应商议价能力
    11.4. 竞争程度
    11.5. 新进入者的威胁
    11.6. 替代品的威胁
12. 价格分析
13. 竞争格局
    13.1. 市场结构
    13.2. 主要参与者
    13.3. 主要参与者简介
    13.3.1. ABB有限公司
    13.3.2. Bionic Power公司
    13.3.3. Cymbet公司
    13.3.4. Arveni
    13.3.5. 富士通有限公司
    13.3.6. 意法半导体公司
    13.3.7. Convergence Wireless
    13.3.8. 霍尼韦尔国际公司
    13.3.9. Powercast公司
    13.3.10. EnOcean有限公司
14. 研究方法论