內(nèi)容概要:超導(dǎo)磁體是利用超導(dǎo)材料在極低溫下實(shí)現(xiàn)零電阻特性,通過超導(dǎo)線圈產(chǎn)生強(qiáng)磁場的裝置,其核心在于電流無損耗傳輸和自維持穩(wěn)定磁場。根據(jù)材料與工作溫度,主要分為低溫超導(dǎo)(如NbTi、Nb?Sn,需液氦冷卻、技術(shù)成熟,廣泛應(yīng)用于MRI、粒子加速器和核聚變裝置)和高溫超導(dǎo)(如YBCO,可在液氮溫區(qū)運(yùn)行,制冷成本低、穩(wěn)定性高,在磁懸浮、超導(dǎo)儲(chǔ)能和無液氦MRI等領(lǐng)域潛力顯著)。全球超導(dǎo)材料市場規(guī)模持續(xù)增長,預(yù)計(jì)2025年達(dá)71.3億歐元,其中低溫超導(dǎo)仍占主導(dǎo)(78%),高溫超導(dǎo)增速迅猛。中國已形成完整產(chǎn)業(yè)鏈,2024年產(chǎn)量較2018年增長5.5倍,2025年市場規(guī)模預(yù)計(jì)突破92億元。產(chǎn)業(yè)格局方面,低溫超導(dǎo)領(lǐng)域由西部超導(dǎo)(全球唯一全鏈條企業(yè))和歐美企業(yè)主導(dǎo);高溫超導(dǎo)已形成以上海超導(dǎo)(產(chǎn)能躋身全球第一梯隊(duì))、日本Fujikura等為代表的競爭梯隊(duì),國產(chǎn)材料成本持續(xù)下降、加速商業(yè)化應(yīng)用。未來,超導(dǎo)磁體發(fā)展將聚焦高溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)化與成本控制、低溫超導(dǎo)高場強(qiáng)技術(shù)突破,并與核聚變、新能源、人工智能等戰(zhàn)略領(lǐng)域深度融合,推動(dòng)全球超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)格局重構(gòu)。
上市企業(yè):西部超導(dǎo)(688122.SH)
相關(guān)企業(yè):上海超導(dǎo)科技股份有限公司、東部超導(dǎo)科技(蘇州)有限公司、上海上創(chuàng)超導(dǎo)科技有限公司、合肥曦合超導(dǎo)科技有限公司、合肥夸夫高溫超導(dǎo)材料有限公司、北京英納超導(dǎo)技術(shù)有限公司、蘇州新材料研究所有限公司、廣州荷力勝蜂窩材料股份有限公司、濰坊新力超導(dǎo)磁電科技有限公司、蘇州安科新能源有限公司、鑫高益醫(yī)療設(shè)備股份有限公司、甚磁科技(上海)有限公司
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一、超導(dǎo)磁體?行業(yè)相關(guān)概述
超導(dǎo)磁體是指利用超導(dǎo)材料在臨界溫度以下(通常接近絕對零度)實(shí)現(xiàn)零電阻特性,通過超導(dǎo)線圈產(chǎn)生強(qiáng)磁場的電磁裝置。其核心原理是超導(dǎo)材料在特定條件下電阻突降為零,電流通過時(shí)無能量損耗,且無需外部供電即可維持穩(wěn)定磁場。
超導(dǎo)磁體根據(jù)超導(dǎo)材料特性與工作溫度,主要分為低溫超導(dǎo)磁體和高溫超導(dǎo)磁體兩大類:低溫超導(dǎo)磁體采用鈮鈦(NbTi)或鈮三錫(Nb?Sn)等材料,需在液氦溫度(約4.2K)下運(yùn)行,具有技術(shù)成熟、磁場強(qiáng)度高(可達(dá)13T以上)的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于核磁共振成像(MRI)、粒子加速器及核聚變裝置;高溫超導(dǎo)磁體則基于釔鋇銅氧(YBCO)、鉍系(Bi-2223)等材料,可在液氮溫度(77K)或更高溫度下工作,雖工業(yè)化難度較大,但憑借低制冷成本、高穩(wěn)定性等優(yōu)勢,在磁懸浮列車、超導(dǎo)儲(chǔ)能、無液氦MRI及緊湊型核聚變裝置等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。
超導(dǎo)磁體通常由第二類超導(dǎo)材料(如鈮鈦合金或高溫超導(dǎo)材料)制成線圈,當(dāng)通電后,由于零電阻特性,電流可以持續(xù)流動(dòng)而不衰減,從而產(chǎn)生穩(wěn)定且強(qiáng)大的磁場與傳統(tǒng)磁體相比,超導(dǎo)磁體具有無導(dǎo)線電阻損耗、無鐵芯磁損耗、磁場強(qiáng)度高、體積小等優(yōu)勢,成為現(xiàn)代電磁技術(shù)的巔峰代表。
超導(dǎo)磁材核心流程始于超導(dǎo)導(dǎo)線制備,通過復(fù)雜的加工工藝將超導(dǎo)材料(如鈮鈦合金)與銅基體復(fù)合拉制成所需規(guī)格的線材;隨后進(jìn)行線圈繞制與固化,將超導(dǎo)線材精確地繞制成設(shè)計(jì)形狀的線圈,并采用環(huán)氧樹脂等材料進(jìn)行真空浸漬固化,形成堅(jiān)固的整體;接下來是低溫恒溫器集成,將線圈總成裝入杜瓦容器中,為其配備維持極低溫的冷卻系統(tǒng)(如液氦通道或制冷機(jī));最后進(jìn)行嚴(yán)格測試,包括抽真空、降溫和勵(lì)磁測試,以驗(yàn)證其能否在目標(biāo)溫度和電流下穩(wěn)定產(chǎn)生強(qiáng)磁場,并確保失超保護(hù)系統(tǒng)有效。整個(gè)生產(chǎn)過程對潔凈度、精度和質(zhì)量控制的要求極高。
二、中國超導(dǎo)磁體?行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
超導(dǎo)磁體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為超導(dǎo)原材料,低溫超導(dǎo)原材料主要為鈦礦、鈮礦和錫礦,高溫超導(dǎo)原材料主要為釔鋇礦、鎂礦等;中游匯聚超導(dǎo)線帶材研發(fā)制造企業(yè)與超導(dǎo)磁體系統(tǒng)集成商,通過材料創(chuàng)新與精密工藝推動(dòng)性能躍升;下游覆蓋醫(yī)療影像(如核磁共振儀)、高能物理(粒子加速器)、清潔能源(可控核聚變裝置)、智能交通(磁懸浮列車)以及先進(jìn)制造(感應(yīng)加熱設(shè)備、磁控單晶爐)等戰(zhàn)略領(lǐng)域,形成從基礎(chǔ)材料到高端裝備的全鏈條協(xié)同發(fā)展格局。
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三、全球及中國超導(dǎo)磁體?行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析
超導(dǎo)磁體是指在一定低溫條件下具有完全導(dǎo)電性和完全抗磁性的新型功能材料,近年來在全球科技與產(chǎn)業(yè)版圖中持續(xù)引發(fā)關(guān)注熱潮。2025年,全球超導(dǎo)材料市場規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到71.3億歐元(折合人民幣約560億元),同比增長2.44%。其中,低溫超導(dǎo)材料憑借其成熟的技術(shù)應(yīng)用,占據(jù)市場主導(dǎo)地位,規(guī)模約達(dá)55.6億歐元,占比約78%;而高溫超導(dǎo)材料則以22%的占比緊隨其后,市場規(guī)模約為15.7億歐元,展現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長潛力。中國超導(dǎo)材料行業(yè)雖起步較晚,但憑借政策支持與科研投入,實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展,已構(gòu)建起涵蓋超導(dǎo)錠棒、線材、磁體及設(shè)備等環(huán)節(jié)的完整產(chǎn)業(yè)體系。自2011年國內(nèi)超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程啟動(dòng)以來,歷經(jīng)十余年深耕,產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)展,日趨完善。2024年,中國超導(dǎo)材料總產(chǎn)量激增至1303.2噸,較2018年增長5.5倍,年復(fù)合增長率高達(dá)32%。預(yù)計(jì)2025年中國超導(dǎo)磁體市場規(guī)模將突破92億元人民幣大關(guān),同比增長超35%,持續(xù)引領(lǐng)全球超導(dǎo)材料市場增長新趨勢。
四、中國超導(dǎo)磁體行業(yè)細(xì)分市場分析
我國低溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)已形成“原料-線材-磁體-設(shè)備”完整閉環(huán),技術(shù)成熟度與市場主導(dǎo)權(quán)優(yōu)勢顯著。西部超導(dǎo)憑借全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢占據(jù)國內(nèi)95%市場份額,其生產(chǎn)的鈮鈦(NbTi)超導(dǎo)線材通過國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)認(rèn)證,成為可控核聚變領(lǐng)域核心供應(yīng)商,引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。從國內(nèi)市場招投標(biāo)看,2024-2025年7月西安聚能超導(dǎo)成為主要中標(biāo)單位,在NbTi超導(dǎo)線材方面,為中國科學(xué)院電工研究所、華中科技大學(xué)國家脈沖強(qiáng)磁場科學(xué)中心供貨,不同批次數(shù)量、金額差異大,單價(jià)從6.5元/m到19.5元/m 不等;在Nb3Sn超導(dǎo)線材方面,除為中科院電工所供貨外,還多次中標(biāo)中科院合肥等離子體物理研究所訂單,該所訂單多以重量計(jì),單價(jià)為5480元/kg,電工所訂單單價(jià)在54.6 - 6.2元/m波動(dòng)。合肥夸夫超導(dǎo)也中標(biāo)中科院合肥等離子體物理研究所部分Nb3Sn超導(dǎo)線材訂單。這種招投標(biāo)情況反映出市場對低溫超導(dǎo)材料存在持續(xù)需求,不同采購方需求特點(diǎn)不同,同時(shí)多家企業(yè)中標(biāo)有利于促進(jìn)市場競爭,推動(dòng)低溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步。
目前,商用低溫超導(dǎo)材料以NbTi和Nb?Sn超導(dǎo)線材為主導(dǎo)。NbTi作為二元合金,憑借優(yōu)異的加工塑性、高強(qiáng)度及低成本特性(臨界溫度9.7K,4.2K下上臨界磁場12T),成為10T以下磁體應(yīng)用的首選,廣泛用于聚變堆磁體、MRI/NMR設(shè)備及粒子加速器等領(lǐng)域,其成熟的制備工藝、高性價(jià)比與穩(wěn)定性使其占據(jù)超導(dǎo)材料市場90%以上份額;而Nb?Sn作為金屬間化合物,雖因脆性導(dǎo)致加工難度大、成本高(臨界溫度 18K,4.2K下上臨界磁場達(dá)25T),但憑借其超高磁場性能,仍穩(wěn)居10T以上強(qiáng)磁場場景的核心地位,二者形成互補(bǔ)型技術(shù)路線,共同支撐低溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展。
中國高溫超導(dǎo)材料研究起步雖晚,但在國家科技重大專項(xiàng)與產(chǎn)業(yè)政策推動(dòng)下,實(shí)現(xiàn)了從跟跑到并跑領(lǐng)跑的跨越,在二代YBCO帶材制備等核心技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)入世界前列。以上海臨港等為代表的四大產(chǎn)業(yè)集群加速崛起,上海超導(dǎo)突破20萬米級量產(chǎn),產(chǎn)品單價(jià)低于國際同類40%,并打入國家重大工程供應(yīng)鏈。2024 - 2025年7月,中標(biāo)科研機(jī)構(gòu)訂單超60萬米,單價(jià)明顯下降,中科院合肥等離子體所大訂單凸顯需求牽引,價(jià)格競爭與技術(shù)迭代推動(dòng)產(chǎn)業(yè)成熟,為商業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
高溫超導(dǎo)材料的產(chǎn)品定價(jià)顯著高于傳統(tǒng)低溫超導(dǎo)材料,這主要?dú)w因于其制備過程中對稀土金屬、高純度銀等昂貴原材料的依賴,以及復(fù)雜精密的工藝流程帶來的高附加成本。不過,隨著材料科學(xué)持續(xù)突破,當(dāng)前高溫超導(dǎo)帶材的生產(chǎn)效率與良品率已實(shí)現(xiàn)顯著提升,規(guī)模化效應(yīng)逐步顯現(xiàn),成本壓力得到有效緩解。以上海超導(dǎo)為例,其第二代高溫超導(dǎo)帶材價(jià)格在2022-2024年間從359.77元/米降至241.08元/米,年均降幅超15%,技術(shù)迭代與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正加速推動(dòng)高溫超導(dǎo)材料向平民化應(yīng)用邁進(jìn)。
五、國內(nèi)外超導(dǎo)磁體?行業(yè)企業(yè)布局情況
在低溫超導(dǎo)領(lǐng)域,全球具備產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)能力的企業(yè)高度集中,主要分布于中國、日本、德國和英國。從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來看,NbTi錠棒的核心供應(yīng)商僅有中國的西部超導(dǎo)和美國的ATI,其中后者長期為全球線材制造商提供合金原料;在超導(dǎo)線材環(huán)節(jié),主要廠商包括英國的Oxford、德國的Bruker、英國的Luvata、日本的JASTEC以及中國的西部超導(dǎo),尤其以前三家歐洲企業(yè)占據(jù)全球市場主導(dǎo)地位。西部超導(dǎo)是目前全球唯一實(shí)現(xiàn)鈮鈦錠棒、超導(dǎo)線材(涵蓋NbTi及Nb?Sn“青銅法”和“內(nèi)錫法”)與超導(dǎo)磁體全鏈條覆蓋的企業(yè),具備全面的自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化能力。
在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域,目前全球可實(shí)現(xiàn)REBCO長帶批量化生產(chǎn)的企業(yè)數(shù)量有限,主要參與者包括日本Fujikura(FFJ)、美國SuperPower以及中國上海超導(dǎo)等。根據(jù)上海超導(dǎo)招股說明書披露,以年產(chǎn)能力為依據(jù),全球制造商可劃分為三個(gè)梯隊(duì):第一梯隊(duì)為上海超導(dǎo)和Fujikura,年產(chǎn)能均已超過1,000公里(以12mm帶寬標(biāo)準(zhǔn)計(jì));第二梯隊(duì)涵蓋SuperPower、Fujikura(部分產(chǎn)品線)、SuperOx、SuNAM、Theva、美國超導(dǎo)(AMSC)、東部超導(dǎo)和上創(chuàng)超導(dǎo)等企業(yè),年產(chǎn)量介于數(shù)十至數(shù)百公里;第三梯隊(duì)則包括MetOx Technologies、SupremaTape、High Temperature Superconductors等公司,目前仍處于研發(fā)或樣品供應(yīng)階段,尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn)。
六、中國超導(dǎo)磁體?行業(yè)發(fā)展趨勢分析
中國超導(dǎo)磁體行業(yè)未來將呈現(xiàn)技術(shù)突破、場景拓展與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同并進(jìn)的發(fā)展態(tài)勢:技術(shù)層面,高溫超導(dǎo)REBCO帶材良品率有望突破90%、成本降低超50%,低溫超導(dǎo)Nb?Sn線材臨界電流密度提升至3000A/mm2,同時(shí)室溫超導(dǎo)探索進(jìn)入實(shí)質(zhì)階段;應(yīng)用層面,醫(yī)療MRI設(shè)備國產(chǎn)化率超60%、能源領(lǐng)域超導(dǎo)限流器及儲(chǔ)能裝置規(guī)?;涞?、時(shí)速600公里磁懸浮列車商業(yè)化運(yùn)營,推動(dòng)2030年市場規(guī)模突破200億元;產(chǎn)業(yè)鏈層面,上游原材料實(shí)現(xiàn)100%自主供應(yīng),中游形成“交鑰匙工程”集成能力,下游國家電網(wǎng)、中國中車等終端用戶深度參與定制開發(fā),長三角、粵港澳大灣區(qū)將建成全球首個(gè)超導(dǎo)磁體“燈塔工廠”,全面鞏固中國在全球超導(dǎo)科技與產(chǎn)業(yè)競爭中的主導(dǎo)地位。具體發(fā)展趨勢如下:
1、技術(shù)突破引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)躍遷
中國超導(dǎo)磁體行業(yè)將加速突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向高端化、自主化躍遷。在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域,第二代REBCO帶材制備技術(shù)將進(jìn)一步優(yōu)化,通過改進(jìn)化學(xué)溶液法、脈沖激光沉積等工藝,實(shí)現(xiàn)千米級帶材的均勻性與穩(wěn)定性提升,良品率突破90%,成本較進(jìn)口產(chǎn)品降低50%以上。低溫超導(dǎo)方面,Nb?Sn線材的臨界電流密度有望提升至3000A/mm2(4.2K),支撐可控核聚變、高能物理等領(lǐng)域的超導(dǎo)磁體向更高場強(qiáng)(20T以上)邁進(jìn)。此外,室溫超導(dǎo)探索將進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段,石墨烯基、氫化物等材料體系有望在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)100K以上臨界溫度,為行業(yè)帶來顛覆性變革。
2、應(yīng)用場景拓展驅(qū)動(dòng)市場爆發(fā)
超導(dǎo)磁體應(yīng)用場景將從傳統(tǒng)領(lǐng)域向新興賽道加速滲透,形成千億級市場空間。醫(yī)療領(lǐng)域,3.0T以上高場強(qiáng)MRI設(shè)備國產(chǎn)化率將突破60%,超導(dǎo)磁體成本下降推動(dòng)設(shè)備價(jià)格降低40%,帶動(dòng)基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)普及率提升;能源領(lǐng)域,高溫超導(dǎo)限流器、儲(chǔ)能裝置將在智能電網(wǎng)中規(guī)?;瘧?yīng)用,預(yù)計(jì)2030年相關(guān)市場規(guī)模超200億元;交通領(lǐng)域,時(shí)速600公里高溫超導(dǎo)磁懸浮列車將進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營階段,配套超導(dǎo)電機(jī)、磁體系統(tǒng)需求激增;科研領(lǐng)域,超導(dǎo)量子干涉儀(SQUID)、核聚變裝置(CFETR)等高端設(shè)備將實(shí)現(xiàn)100%國產(chǎn)化的技術(shù)閉環(huán),推動(dòng)中國在全球超導(dǎo)科技競爭中占據(jù)主導(dǎo)地位。
3、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同構(gòu)建全球競爭力
中國將形成“材料-裝備-應(yīng)用”全鏈條協(xié)同創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)生態(tài),鞏固全球超導(dǎo)磁體制造中心地位。上游環(huán)節(jié),稀土、銅、銀等原材料企業(yè)與超導(dǎo)材料廠商共建“3公里配套圈”,實(shí)現(xiàn)NbTi錠棒、REBCO帶材等關(guān)鍵材料的100%自主供應(yīng);中游環(huán)節(jié),頭部企業(yè)通過并購、合資等方式整合磁體設(shè)計(jì)、繞制、冷卻等環(huán)節(jié),打造“交鑰匙工程”能力,縮短交付周期30%以上;下游環(huán)節(jié),國家電網(wǎng)、中國中車、聯(lián)影醫(yī)療等終端用戶將深度參與超導(dǎo)磁體定制化開發(fā),形成“需求牽引-技術(shù)迭代-規(guī)模降本”的正向循環(huán)。同時(shí),長三角、粵港澳大灣區(qū)將依托產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢,建成全球首個(gè)超導(dǎo)磁體“燈塔工廠”,引領(lǐng)行業(yè)向智能化、綠色化轉(zhuǎn)型。
以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢(techappsinsider.com)發(fā)布的《中國超導(dǎo)磁體行業(yè)市場競爭格局及產(chǎn)業(yè)需求研判報(bào)告》。智研咨詢是中國領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu),提供深度產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、商業(yè)計(jì)劃書、可行性研究報(bào)告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號(hào),每天及時(shí)掌握更多行業(yè)動(dòng)態(tài)。


2025-2031年中國超導(dǎo)磁體行業(yè)市場競爭格局及產(chǎn)業(yè)需求研判報(bào)告
《2025-2031年中國超導(dǎo)磁體行業(yè)市場競爭格局及產(chǎn)業(yè)需求研判報(bào)告 》共十章,包含2020-2024年中國超導(dǎo)磁體行業(yè)上下游主要行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析,2025-2031年中國超導(dǎo)磁體行業(yè)發(fā)展預(yù)測分析,超導(dǎo)磁體行業(yè)投資前景研究及銷售戰(zhàn)略分析等內(nèi)容。



