2024年中国中国超导体行业现状及发展趋势研究报告

01 02 03 04 05 06 07 中国超导体行业发展现状分析中国超导体行业细分市场中国超导体行业投融资 中国超导体行业重点企业分析中国超导体行业风险分析 中国超导体行业发展趋势分析 精品行研报告专项定制 月度专题可研报告商业计划书产业规划 最全面的产业分析 可预见的行业趋势 www.chyxx.com 超导体 超导体，又被称为超导材料，是一种新型材料。超导全称超导电性，指当温度降低到某一临界温度（一般为较低温度）时，电阻突然消失，电流可以无阻流动的现象，具备这种特性的材料即为超导体。超导体具有常规材料不具备的零电阻、完全抗磁性等宏观量子现象，是典型的量子材料。超导体分类方式较多，可以根据材料对于外磁场的响应、临界温度、材料类型、低温处理方法进行分类。 超导体的分类 深挖探索“室温超导”，不断突破温度极限 产业链：低温超导应用场景拓展，高温超导产业化蓄势待发 从超导体行业产业链来看，上游为金属原材料供应商，用于生产超导体的金属原材料包含铌、钛、钇、钡、铋、锶、硼等，目前全球超导市场以低温超导为主，所以其金属原材料中铌和钛的使用量最多。产业链中游为超导体生产商，低温超导体自1965年开始研究，目前低温超导材料NbTi与Nb3Sn已实现商业化。而高温超导材料自1986年进行研究，目前刚开始进行产业化。产业链下游主要为超导体应用领域，其中低温超导体主要应用于医疗、大科学装置领域等，高温超导体主要应用于电力、商业设备、环保领域等。 下游 中游 上游 医疗领域 低温超导体高温超导体 低温超导原材料：钛、铌、锡高温超导原材料：铋、锶、钇、钡、磞、镁、La、RE 大科学装置领域电力 商业设备环保领域 应用领域 超导体制造 原材料 上游：国内钛资源冶炼技术难度较大，铌资源仍以进口为主 中游： 低温超导已经规模商业化，高温超导正逐步开始产业化 超导体根据临界温度分为低温超导体和高温超导体，其区别如下图。虽然已发现了上千种超导材料，但具有实用化前景的材料并不多。低温超导材料自1965年开始研究，目前低温超导材料NbTi与Nb3Sn已实现商业化。而高温超导材料自1986年进行研究，目前刚开始进行产业化。 低温超导和高温超导的比较分析冷却方式优势 超导类型 临界温度 常用超导材料 稳定性优 第一代高温超导材料BSCCO 高于25k（约-248°C） 第二代高温超导材料YBCO 使用成本低、应用限制少 高温超导 液氦 可达-218°C 铁基超导材料 下游：超导体特性展现广泛应用价值 在超导体中，电流可以在没有电阻的情况下流动，不会损耗能量，同时具有抗磁性，这使得超导体在许多领域都具有重要的应用价值，包括电力能源、医疗设备、交通运输、军事应用、机械工程、高能物理、电子通信、核能等领域。 超导技术主要应用 下游：MRI带动超导材料需求释放 MRI是医学领域最常用的成像技术之一，它可以非常真实地呈现人体内部的组织结构。MRI需要一个强磁场，而利用高温超导体制成的磁体，可以提供更强的磁场，从而提高磁共振成像的分辨率和灵敏度，为诊断和治疗提供更准确的信息。我国MRI设备起步较晚，但随着我国医疗事业的发展和部分医疗设备的更新换代，以及疫情以来人们对健康的重视，最近几年，我国MRI市场规模增速明显，预计2023年我国MRI市场规模同比增长10%至129.8亿元。 2015-2023年中国MRI市场规模（单位：亿元） 140 120 100 80 60 40 下游：加快突破核聚变核心技术，迈向绿色低碳未来 核能的利用分为核裂变能和核聚变能。相比核裂变能，核聚变能是具有清洁、安全、可持续等优点的终极能源。目前实现可控聚变约束有三种途径，包括引力（重力）约束、惯性约束和磁约束。在三类约束方式中，引力约束无法在地球上实现，惯性约束也难以实现持续的聚变功率输出，因此磁约束核聚变是实现聚变能开发的有效途径，而在各种类型的磁约束聚变装置中，托卡马克以其优异的等离子体约束品质而备受重视。 托卡马克，是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器。托卡马克的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈。在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。 目前，全球范围内的核电站普遍采用核裂变原理发电，在地球上实现可控的核聚变仍然面临诸多技术和工程上的挑战。随着低碳环保趋势的不断推进，可控核聚变技术已作为低碳前沿技术纳入《中共中央、国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，这将加速聚变堆核心关键技术攻关，2024年1-2月，中国核能发电量为691亿千瓦时，同比增长3.54%，占中国总发电量的4.65%。预计2035年，我国核能发电量在总发电量的占比将达到10%。这将意味着未来核聚变发电领域将不断被深挖，有效带动超导体市场规模不断攀升。 2010-2024年2月中国核能发电量（单位：亿千瓦小时） 下游：高温超导感应加热技术产业化前景广阔 利用超导体在低温下可实现稳定零电阻超导态的特性，在金属热加工、热处理等领域展现出优良特性，广泛应用于包括铝、铜、钛等金属的加工成型领域（包括挤压、锻造、轧制等）。新型超导感应加热设备主要包括直流励磁电源、超导主磁体系统和机械旋转系统等。 2023年4月20日，联创超导自主研制的世界首台兆瓦级高温超导感应加热装置于黑龙江中铝集团东北轻合金公司投用，标志我国超导热加工技术在全球实现重大突破。该设备具有磁场强度高、透热深度大、能效转化率高等显著优势，并对超导磁体、旋转加热等核心关键技术的稳定性和可靠性进行了验证，在金属热加工行业实现了颠覆性替代应用。 传统交流感应加热与超导感应加热性能对比 精品行研报告专项定制 月度专题可研报告商业计划书产业规划 最全面的产业分析 可预见的行业趋势 www.chyxx.com 助推超导体产业化进程，促进前沿成果涌现 中国政府对超导体行业非常重视，出台一系列支持政策，鼓励超导体市场发展和产业化。2023年7月，国家自然科学基金委员会发布《试点优秀本科生资助设立杰青基金延续资助项目自然科学基金将进一步构建基础研究人才长周期培养机制》，其中提出构建基础研究人才长周期培养机制，保持自主选题类项目基本稳定，夯实学科发展基础，促进产出铁基超导材料、多光子纠缠等一批前沿成果。这有助于培养更多的超导体领域的基础研究人才，为行业的长期发展提供人才保障。通过构建基础研究人才长周期培养机制，可以保持自主选题类项目的基本稳定，夯实学科发展基础，促进超导体领域的前沿成果产出。 2023-2024年4月中国超导体行业相关政策（一） 中华人民共和国科学技术部发布《第二代量子体系的构筑和操控重大研究计划2023年度项目指南》，其中提出对探索性强、开拓新方向的申请以培育项目予以资助，拟资助培育项目14项，直接费用平均资助强度约为80万元/项，资助期限为3年，有望在第二代量子体系的构筑和操控研究方面取得重要突破的申请将以重点支持项目和集成项目予以资助。 2023年4月 国家自然科学基金委员会发布《试点优秀本科生资助设立杰青基金延续资助项目自然科学基金将进一步构建基础研究人才长周期培养机制》，其中提出构建基础研究人才长周期培养机制，保持自主选题类项目基本稳定，夯实学科发展基础，促进产出铁基超导材料、多光子纠缠等一批前沿成果。 2023年7月 工业和信息化部等七部门发布《有色金属行业稳增长工作方案》，其中提出鼓励科研院所加强基础研究和原始创新，支持开展超导材料、高熵合金、液态金属、增材制造材料等前沿材料研发及工程化。 2023年8月 促进前沿成果涌现，助推超导体产业化进程 2023-2024年4月中国超导体行业相关政策（二） 2023年12月 国家发改委发布《产业结构调整指导目录（2024年本）》，其中鼓励类包括超导电机。 工业和信息化部等七部门发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，其中提出加快超导材料等前沿新材料创新应用。聚焦核能、核聚变等重点领域，打造“采集-存储-运输-应用”全链条的未来能源装备体系。 2024年1月 中共中央、国务院发布《关于表彰国家卓越工程师和国家卓越工程师团队的决定》，其中超导材料制备及应用技术创新团队为西部超导材料科技股份有限公司。 2024年1月 国家药监局发布《2023年度医疗器械注册工作报告》，其中公布2023年我国已批准创新医疗器械产品中包括质子治疗系统，该产品由加速器子系统和治疗子系统组成，该产品是首台获批的采用超导回旋加速器技术和360度旋转机架的质子治疗系统。该产品可以实现多角度治疗，同时也保证患者治疗效果的前提下，能够有效缩短患者治疗时间。 2024年2月 全球：全球超导材料市场规模稳健增长，前沿领域应用持续突破 在全球市场需求与相关技术的深度融合推动下，全球超导材料市场规模呈现出稳健的增长态势。2023年，全球超导体市场规模同比增长2.35%，达到了69.6亿欧元，这一显著增长主要归功于超导体在电力、交通、医疗等领域的广泛应用。同时，随着超导体技术的持续突破与创新，超导技术在量子计算、可控核聚变等前沿领域的应用也取得了显著进展，这些前沿领域的不断拓展为超导技术的发展提供了广阔的空间。据此预计，到2024年，全球超导体市场规模将进一步达到71.3亿欧元，同比增长2.44%，呈现出持续稳健的增长趋势。 2020-2024年全球超导体市场规模及预测（单位：亿欧元） 中国：超导体市场规模增幅加大，部分关键领域达国际水平 国内超导技术研究起步较早，清华大学超导实验室从20世纪90年代就开始进行超导技术研究，但是国内的超导行业产业化起步较晚，由于较高的技术壁垒，直到2011年国内才第一次实现超导产品产业化批量生产和销售。现阶段，我国在超导材料领域的研究进展基本与国际同步。伴随着技术不断进步以及政策的持续推进，中国超导体市场规模从2018年的237.1吨增长至2022年的1303.2吨。其中，低温超导材料、超导电子学应用以及超导电工学应用领域的研究已达到或接近国际先进水平。我国NbTi线材性能和性价比已优于发达国家，Nb3Sn线材综合水平与发达国家相当。 2018-2022年中国超导体行业规模（单位：吨） 1500 1000 500 中国：低温超导体取得重大突破，国内企业引领全球超导线材及磁体生产新高度 低温超导产业链相关的行业包括超导锭棒、超导线材、超导磁体和超导设备。低温超导线材的制备过程复杂、制备周期长、工序和质控点多，全套技术形成难度大。从全球来看，国外公司或专注某一领域，或横跨多个领域，但在低温超导领域几乎无技术积累。而西部超导是目前国内唯一低温超导线材商业化生产的企业，也是目前全球唯一的铌钛锭棒、超导线材、超导磁体的全流程生产企业。2022年，西部超导相继突破全套的大型超导磁体绕制、固化及低温杜瓦设计和制造技术，公司生产的1.5T-5T高场超导磁共振成像仪（MRI）用NbTi线材产品填补国内空白并全面进入国际市场，带动超导线材的销量大幅提升，全力带动中国超导体市场规模增幅扩大。 全球低温超导主要企业 法超导磁体超导导备 √ √√ √ √√ √ √ √ √√ √√ √√ MRI NMR √ √ √ √ √ √ √ 精品行研报告专项定制 月度专题可研报告商业计划书产业规划 最全面的产业分析 可预见的行业趋势 www.chyxx.com 国内低温超导体市场实现全流程生产，助力医疗、能源等领域发展 低温超导体是指临界温度在液氮温区(4.2K)范围内的超导体。低温超导体根据成分分为金属低温超导体、合金低温超导体和化合物低温超导体。低温超导体原材料主要以钛、Nb（铌）、Sn（锡）等为主，通过运用原材料生产制造出超导锭棒、超导线材、超导磁等产品，广泛应用于医疗加速器磁体、核聚变工程用超导磁体、核磁