行業(yè)研究系列高溫超導(dǎo)規(guī)?；涞?，核聚變打開超導(dǎo)材料新紀(jì)元關(guān)于深企投產(chǎn)業(yè)研究院研究院提供產(chǎn)業(yè)情報(bào)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、企業(yè)投標(biāo)的盡職調(diào)查等服務(wù)，減少投資過程中的信息不對第一篇超導(dǎo)材料行業(yè)概況 2 2 2 3 5 9 第二篇超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)鏈格局 22 23 24——Bi-2212線材 ——Bi-2223帶材 ——REBCO帶材 I ——鐵基超導(dǎo)線材 28 29 31 36 3 7 7 圖5全球可控核聚變裝置用高溫超導(dǎo)材料市場規(guī)模（億元） 19 22 5 9 29 一、超導(dǎo)材料概念和類別（一）超導(dǎo)材料概念溫度Tc）時(shí)，其直流電阻突然降為零，同時(shí)對外部磁場表現(xiàn)出完全（二）超導(dǎo)材料類別錫（Nb,Sn）、鉍鍶鈣銅氧（BSCCO）和釔鋇銅氧（YBCO）等。在實(shí)際應(yīng)用層面，根據(jù)臨界溫度Tc的不同，超導(dǎo)材料通常被劃240K（-233°C）或者液氮沸點(diǎn)77K（-196°C）作為分界的慣例，以40K（-233°C）作為分界居多。此外，室溫超導(dǎo)指在常壓、273K以室溫超導(dǎo)的突破將引發(fā)革命性變革。為4.2K，約-269°C）下運(yùn)行。目前已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的低溫超導(dǎo)材料主要為鈮合金超導(dǎo)材料，包括NbTi（鈮鈦合金）和Nb3Sn（鈮三錫）3導(dǎo)臨界溫度（Tc）約為9.7K，在4.2K（液氦溫區(qū)）下的上臨界磁場成熟的制造工藝、穩(wěn)定的性能表現(xiàn)以及相對低廉的成本，NbTi線材目前仍是超導(dǎo)磁體領(lǐng)域中最主流的材料，廣泛用于核磁共振成像（MRI）、粒子加速器、科研用磁體等設(shè)備中，尤其在構(gòu)建背景場磁Nb3Sn（鈮三錫）是一種A15結(jié)構(gòu)的金屬間化合物，屬于典型的脆性超導(dǎo)材料。其臨界溫度更高，約為18K，在4.2K時(shí)的上臨界磁磁體系統(tǒng)，如高能物理實(shí)驗(yàn)中的強(qiáng)聚焦磁體、聚變裝置（如ITER）采用青銅法、內(nèi)錫法或粉末裝管法（PIT）等復(fù)雜工藝，不僅增加了工藝成本均顯著高于NbTi，市場價(jià)格通常為NbTi線材的3倍以上?？煽睾司圩冄b置（如ITER）、加速器等，其中MRI是最大的單一應(yīng)用市場。但低溫超導(dǎo)材料的應(yīng)用面臨兩大限制：一4二代高溫超導(dǎo)帶材可在液氮環(huán)境（77K，即-196℃)下NbTi/Nb3Sn等液氦（4.2K，-269°C）磁體體積及主要應(yīng)用領(lǐng)域高溫超導(dǎo)材料主要包括第一代鉍鍶鈣銅氧（BSCCO）、第二代稀第一代高溫超導(dǎo)BSCCO材料為Bi（鉍）系超導(dǎo)材料，主要包括Bi2Sr2CaCu2O8（簡稱Bi-2212）和Bi2Sr2Ca2Cu3O10（簡稱Bi-2223）。大于100T（4.2K）。其具有優(yōu)異的電流承載性能，是目前唯一可以5管線圈。目前主要使用PIT（粉末裝管法Bi-2223是目前常壓下Tc最高的實(shí)用化銅基高溫超導(dǎo)材料，Tc構(gòu)，成本高于Bi-2212。該材料已成功應(yīng)用于發(fā)電機(jī)、傳輸電纜、分材料總成本60%以上），顯著抬高了Bi系帶材的售價(jià)；同時(shí)，銀包中的使用。因此，開發(fā)低銀/無銀包套替代技術(shù)、通過層壓或合金化工藝提升機(jī)械強(qiáng)度，以及優(yōu)化臨界電流密度，是Bi系超導(dǎo)材料突破此外，二硼化鎂的臨界溫度低于液氮溫區(qū)（77K），且臨界磁場第二代高溫超導(dǎo)材料為稀土鋇銅氧（REBa2Cu3O7-x，簡稱REBCO，6擇；其他稀土元素還有Gd（釓）、Sm（釤）、Eu（銪）等。第二代第二代高溫超導(dǎo)材料以帶材形式為主，呈數(shù)百米長、4-12毫米超導(dǎo)層，以及外層的銀/銅保護(hù)層，部分產(chǎn)品還會加裝紫銅或不銹鋼7根據(jù)近兩年大科學(xué)工程及電網(wǎng)示范項(xiàng)目公開招標(biāo)數(shù)據(jù)，同規(guī)格8帶材單位價(jià)格為例，從2022年的359.77元/m下降至2024年的241.08（三）超導(dǎo)材料應(yīng)用領(lǐng)域量、低損耗的電力傳輸。在醫(yī)療領(lǐng)域，高場磁共振成像儀（MRI）依包括超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)電機(jī)/發(fā)電機(jī)、超導(dǎo)變壓器與超導(dǎo)超導(dǎo)電力纜進(jìn)入示范商業(yè)化運(yùn)上海35kV公里級10kV三相同軸電9利用超導(dǎo)材料失超特性，實(shí)現(xiàn)故障電流快速限制示范應(yīng)用全球電壓等級最電力機(jī)/發(fā)電機(jī)利用超導(dǎo)繞組替代傳統(tǒng)研發(fā)與小規(guī)模示范階段，從實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)向工程）；中科院電工研究在電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電壓替代傳統(tǒng)銅/鋁繞組，顯50%，空載與負(fù)載損耗降研發(fā)與示中科院電工所&新疆特變電工世界首臺非晶合金鐵芯高溫超導(dǎo)變壓超導(dǎo)變壓器樣機(jī)研發(fā)與示2011年甘肅白銀W高溫超導(dǎo)儲能電網(wǎng)全球最大容導(dǎo)磁儲能裝置開可控變托卡馬克磁約束聚變裝置的核心部件，用于約束高溫等離子體。高溫超導(dǎo)材料可產(chǎn)生更高磁場（>20T大幅壓縮裝置體積、降低制冷成本，是緊湊型聚產(chǎn)業(yè)化初期加速階段高溫超導(dǎo)代表項(xiàng)目高端超導(dǎo)磁控已進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用初期，光伏領(lǐng)域需日本住友重機(jī)超導(dǎo)電+中科院電工研究所+西部超導(dǎo)超導(dǎo)磁控單晶爐（低溫超寧夏超導(dǎo)泛半導(dǎo)體高溫超導(dǎo)磁控單晶超導(dǎo)感應(yīng)利用強(qiáng)磁場金屬工件產(chǎn)生渦流加熱，用于鋁、銅、鎂、鈦等金屬材料的熱處理。加節(jié)能效果顯著、適用已開始批付，處于商業(yè)化推2023年聯(lián)創(chuàng)超導(dǎo)研發(fā)全球首臺兆瓦級高溫超導(dǎo)感應(yīng)加熱醫(yī)療磁共振成像利用超導(dǎo)磁體提供高穩(wěn)定、高均勻度主磁場。用于高場強(qiáng)MRI高，成像分辨率與信核磁共振用于科研與制藥分析高溫超導(dǎo)材料正向超高場NMR研發(fā)中滲醫(yī)用加速器質(zhì)子/重離子癌癥治療儀中，利用加速器中的超導(dǎo)磁體來約束和操控帶電粒子流，使其在環(huán)形或同步加速環(huán)中穩(wěn)定加速至極高能量，從而獲得用于精準(zhǔn)轟擊腫瘤組織離子CAPRO-X1超導(dǎo)的高能粒子束。能耗低、實(shí)現(xiàn)裝置的小型大科學(xué)裝置粒子加速器產(chǎn)生引導(dǎo)和聚焦粒子束或用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)磁場，用于高能物低溫超導(dǎo)已廣泛應(yīng)用，高溫超導(dǎo)用于下一代更高場科研在較大空間內(nèi)產(chǎn)生高場強(qiáng)、高均勻性、高穩(wěn)定性的靜態(tài)強(qiáng)磁場，以滿足大型科學(xué)裝置及尖端物理研究32.35T全超導(dǎo)磁體（2019.12，世界紀(jì)高速磁懸浮列利用超導(dǎo)磁體與地面線圈的斥力實(shí)現(xiàn)懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動。懸速度潛力大、無需車研發(fā)與試驗(yàn)線運(yùn)行高溫超導(dǎo)電動懸浮實(shí)驗(yàn)列車（中車長統(tǒng)商業(yè)航天系統(tǒng)高溫超導(dǎo)電動懸日本低溫超導(dǎo)磁懸超導(dǎo)量子基于超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)的宏觀量子隧穿效應(yīng)和量子化能級，利用超導(dǎo)電路構(gòu)建量子比特以實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算。超導(dǎo)路線是當(dāng)前量子比特規(guī)模擴(kuò)展較快、大公司投入較多的體積龐大、功耗高，距離實(shí)從專用機(jī)驗(yàn)證向工程化和商業(yè)化探索導(dǎo)量子干利用約瑟夫森結(jié)的超導(dǎo)量子隧穿效應(yīng)構(gòu)建的世界上靈敏度最高的磁傳感器，能將待測微弱磁信號轉(zhuǎn)化為可測量的電壓信號。已應(yīng)用于前沿科學(xué)研究（如量子測量、凝已商業(yè)化（小批量噪聲SQUID芯片與MEG系統(tǒng)）、美國院電工所和北京美超導(dǎo)納米線單光子基于超導(dǎo)細(xì)線材料的光電探測器件，當(dāng)納米線處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)，入射光子攜帶的能量足以將其局部區(qū)域“加熱”至正常態(tài)，從而引發(fā)一個(gè)可電測的瞬時(shí)電阻脈沖，實(shí)現(xiàn)對單個(gè)光子事件的極高靈敏度探測。已在量子通信（如京滬干線、墨子號衛(wèi)星地面站）、量子計(jì)算讀出、激光從研發(fā)走向早期商中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、賦同量子科技（浙江）SNSPD系本Toshiba商用模塊雷達(dá)、深空光通信和生物熒光成像等前沿領(lǐng)域進(jìn)入工程或突破3000公里，且成本顯著降低，推動城市通勤與洲的革命性升級；超導(dǎo)磁共振成像（MRI）設(shè)備的分辨率和靈敏度將大二、超導(dǎo)材料研究及應(yīng)用進(jìn)展（一）高溫超導(dǎo)材料實(shí)用化與產(chǎn)業(yè)化取得關(guān)鍵突破第二代REBCO材料自2006年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化制備以來，憑借更高的國外頂尖廠商（如日本Fujikura）同屬全球第一梯隊(duì)。其產(chǎn)能已從材料成為下一代核聚變裝置的主流選擇。2024年，能量奇點(diǎn)的“洪荒70”裝置成為全球首臺全高溫超導(dǎo)托卡馬克并成功實(shí)現(xiàn)等離子體用領(lǐng)域，2021年，中國建成全球首條35kV/2.2kA、1.2公里級高溫高溫超導(dǎo)感應(yīng)加熱裝置以及全球首臺高溫超導(dǎo)磁控單晶爐已在中國相繼交付應(yīng)用，在節(jié)能增效和提升材料品質(zhì)（二）新型高溫超導(dǎo)材料家族持續(xù)拓展，機(jī)理探索深入80K，突破液氮溫區(qū)。這為揭示高溫超導(dǎo)微觀機(jī)理提供了全新且重要鐵基超導(dǎo)材料從基礎(chǔ)研究邁向?qū)嵱没剿鳌ｈF基超導(dǎo)體自2008合物（如LaH10、C-S-H等）被預(yù)測和實(shí)驗(yàn)觀測到接近甚至超過室溫的超導(dǎo)電性（最高達(dá)250K以上）。盡管目前距離常壓實(shí)用化尚遠(yuǎn)，（三）低溫超導(dǎo)材料性能持續(xù)優(yōu)化，應(yīng)用領(lǐng)域深化以上的MRI）、更緊湊加速器磁體的需求，并成功為國際大科學(xué)工程（如ITER）批量供貨，并支撐國內(nèi)聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)中國已實(shí)現(xiàn)了從NbTi錠棒到超導(dǎo)線材、再到超導(dǎo)磁體的全流程自主三、超導(dǎo)材料市場規(guī)模目前超導(dǎo)材料的市場規(guī)模有不同的統(tǒng)計(jì)口徑。根據(jù)Conectus統(tǒng)2022—2027年的復(fù)合增長率將達(dá)23%。全球核磁共振儀市場規(guī)模超機(jī)型甚至可達(dá)到60%。2023》報(bào)告，2023年，全球低溫超導(dǎo)材料市場規(guī)模約9.3億美元，導(dǎo)帶材，核聚變與強(qiáng)磁場/下一代科技基礎(chǔ)設(shè)施等場景是貢獻(xiàn)其未來比分別為28%和12%。根據(jù)賽迪數(shù)據(jù)，2024年一、超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)鏈銅（Cu）等金屬礦產(chǎn)，例如從鈦礦獲取海綿鈦，從鈮礦獲得鈮，從（Ni）等。我國是全球最大的稀土儲量國和生產(chǎn)國，高溫超導(dǎo)材料的產(chǎn)業(yè)化被視為將我國稀土資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)和國家戰(zhàn)略優(yōu)勢的體，其中，NbTi合金棒的制備因Nb與Ti熔點(diǎn)差異大、易產(chǎn)生不熔成超導(dǎo)磁體。高溫超導(dǎo)中游涵蓋第一代高溫超導(dǎo)帶材（BSCCO，如二、產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)領(lǐng)域市場格局（一）低溫超導(dǎo)材料呈現(xiàn)高度集中、技術(shù)壁壘高、市場格局穩(wěn)定的特點(diǎn)。上游核心原料阿勒格尼技術(shù)公司ATI兩家企業(yè)主導(dǎo)供應(yīng)，其中ATI僅向下游線材企業(yè)供應(yīng)合金錠棒，而西部超導(dǎo)則向下游一體化材（內(nèi)錫法制備的線材性能更優(yōu)良），而日本JASTEC主別是在用于高場核磁共振（NMR）和未來聚變裝置的場景中，其工程在我國，西部超導(dǎo)是國內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn)NbTi和Nb3Sn兩類低溫超導(dǎo)線材全流程自主化、規(guī)模化生產(chǎn)的企業(yè)。該公司成功突破了高銅比NbTi超導(dǎo)線材的關(guān)鍵制備技術(shù)——該技術(shù)是制造醫(yī)用磁共振成像門子、飛利浦等國際廠商批量供貨，國內(nèi)MRI應(yīng)用市場占有率達(dá)30%超導(dǎo)線材，成為全球少數(shù)幾家具備ITER級認(rèn)證資質(zhì)的供應(yīng)商之一。（二）高溫超導(dǎo)材料目前全球Bi-2212超導(dǎo)線材市場呈現(xiàn)四足鼎立格局，牛津儀器金屬研究院/西部超導(dǎo)共同構(gòu)成第一梯隊(duì)。其中，BOST/Bruker的達(dá)1000A/mm2以上，產(chǎn)品已應(yīng)用于CERN粒子加速器升突破，曾一度處于國際領(lǐng)先地位；2004年日本住友電工開發(fā)出可控高壓熱處理技術(shù)，將千米級帶材臨界電流提升至250A以上，并實(shí)現(xiàn)），的供應(yīng)商，占據(jù)了全球市場份額的90%以上。在國內(nèi)，西北有色金屬研究院/西部超導(dǎo)和北京英納超導(dǎo)是），究和樣帶制備，正在向更長尺寸、更高性能的產(chǎn)業(yè)導(dǎo)材料（REBCO）全球廠商可以分為三個(gè)梯隊(duì)。第一梯隊(duì)為上海超導(dǎo)）；斯SuperOx、韓國SuNAM、德國Theva、美國超導(dǎo)、東部超導(dǎo)和上創(chuàng)超導(dǎo)等，年產(chǎn)量數(shù)十至數(shù)百公里不等；第三梯隊(duì)包括MetOx、年被日本古河電工收購）于2008年采用MOCVD法在IBAD-MgO/哈氏227A/cm-width，77K自場），開創(chuàng)了第二代高溫超導(dǎo)帶材商業(yè)化先河，目前其產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)在4.2K、高場條件下的優(yōu)異性在國內(nèi)，上海超導(dǎo)（采用PLD）、上海上創(chuàng)超導(dǎo)（采用金屬有機(jī)沉積法MOD）和東部超導(dǎo)（采用MOCVD）已相繼突破千米級REBCO涂現(xiàn)應(yīng)用，包括上海35kV公里級超導(dǎo)電纜示范工程（2021年投運(yùn)）、），磁體研發(fā)項(xiàng)目（如中科院電工所32.35T全超導(dǎo)磁體）。MgBz是2001年由日本青山學(xué)院秋光純教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的新型金屬間化合物超導(dǎo)體（臨界轉(zhuǎn)變溫度約39K），因具有相干長度大、晶目前全球產(chǎn)業(yè)化格局中，意大利艾森超導(dǎo)（ASG）采用PIT工藝噸，充分驗(yàn)證了MgB?在輕量化高端裝備國內(nèi)方面，西北有色金屬研究院/西部超導(dǎo)及中科院電工所等機(jī)低的制備成本，使其在4.2–30K溫區(qū)的高場磁體應(yīng)用中展現(xiàn)出獨(dú)特應(yīng)用，標(biāo)志著鐵基超導(dǎo)正從基礎(chǔ)研究快速邁向強(qiáng)電實(shí)（三）超導(dǎo)磁體產(chǎn)品價(jià)格已降至較便宜區(qū)間，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括MRI（核磁共振成像磁體等，市場份額以MRI超導(dǎo)磁體為主。全球MRI市場高度集中，頭部整機(jī)廠商普遍采用垂直整合模式，其超導(dǎo)磁體以自研自產(chǎn)為主，從而主導(dǎo)了MRI超導(dǎo)磁體的供應(yīng)格局。GE醫(yī)療、西門子醫(yī)療、飛利浦醫(yī)療及上海聯(lián)影醫(yī)療等MRI整機(jī)頭部企業(yè)合計(jì)占據(jù)全球MRI超導(dǎo)磁體市場份額逾80%。其余市場份額由專業(yè)第三方磁體供應(yīng)商參與競爭，主要供應(yīng)中小型及中低端MRI整機(jī)廠商，2024年在全球MRI新增裝機(jī)量中占比達(dá)4.2%。其他主要企業(yè)還有上海辰光醫(yī)療（A股）、西部超導(dǎo)（A股）、濰坊新力、成都奧泰三、全球超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè)（一）主要企業(yè)布局錠棒線材青銅法MRINMR√√√√√√√√√√√國內(nèi)√√√√√錠棒線材青銅法MRINMR√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√國√√√√外√√√√√√√√√錠棒線材青銅法MRINMR√√√√√√√√√√√√√√√（二）國際主要企業(yè)國外低溫超導(dǎo)材料主要企業(yè)為美國ATI、德國布魯克Bruker、英主要企業(yè)為德國布魯克Bruker、日本昭和電線、法國耐克森Nexans；美國超導(dǎo)、美國MetOx、意大利Suprema、美國HTSI等。國外超導(dǎo)材1美國阿勒格尼技術(shù)公司ATI能夠批量化生產(chǎn)NbTi45錠棒的上市公司，2英國牛津儀器磁體、特種磁體）等，2016年其超導(dǎo)材料業(yè)務(wù)板3學(xué)儀器（BSI）、能源與超導(dǎo)技術(shù)（BEST）、光學(xué)和先進(jìn)系統(tǒng)四個(gè)板塊，其中超導(dǎo)業(yè)務(wù)歸屬于BEST導(dǎo)磁體系統(tǒng)（用于MRI、NMR、科研磁體等），以能超導(dǎo)解決方案。2024財(cái)年BEST業(yè)務(wù)營收2.834英國/芬蘭諾而合材料株式會社（MMC）收購。業(yè)務(wù)涵蓋多個(gè)領(lǐng)域），立了多家工廠。超導(dǎo)材料產(chǎn)品線包括NbTi、Nb3Sn5日本超導(dǎo)株式導(dǎo)技術(shù)部門。主要生產(chǎn)NbTi和Nb3Sn超導(dǎo)線材、6日本古河電氣工業(yè)株式會社線材（采用青銅法制備）、Bi-2223帶材，2011年收購美國超導(dǎo)材料企業(yè)SuperPower后業(yè)務(wù)超導(dǎo)），78日本住友電工日本住友集團(tuán)旗下的大型綜合性工業(yè)集團(tuán)，2024），現(xiàn)為第一代高溫超導(dǎo)材料Bi系銅氧化物（BSCCO）國際上唯一可穩(wěn)定量產(chǎn)數(shù)千米級Bi-2223高溫超導(dǎo)帶材的公司，批量化提供的千米級帶材在77K自場的臨界電流穩(wěn)定在200A以上，高性能產(chǎn)品甚），92011年成立，原名SuperOxJapan，為SuperOx有的兩家實(shí)現(xiàn)千公里級年量產(chǎn)能力的第二代高溫），公里/年，在核聚變領(lǐng)域的客戶包括TheaEnergy、日本藤倉株式料業(yè)務(wù)板塊，專注于REBCO涂層導(dǎo)體，采用IBAD年產(chǎn)能數(shù)百公里級別、全球第二梯隊(duì)企業(yè)，2025年宣布計(jì)劃投資約40億日元用于產(chǎn)能擴(kuò)建，2025年5月成為英國STEP核聚變項(xiàng)目的高溫超導(dǎo)帶材2004年成立，韓國上市，韓國主要的超導(dǎo)材料和設(shè)備制造商，以第二代高溫超導(dǎo)帶材（REBCO）和超導(dǎo)磁體系統(tǒng)集成為主，2024年REBCO帶材年產(chǎn)能216公里、當(dāng)前計(jì)劃進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)建，采用2006年成立，總部位于莫斯科，專注于第二代高溫超導(dǎo)帶材（REBCO）研發(fā)與應(yīng)用，早期曾獲得美產(chǎn)能數(shù)百公里，2024年擴(kuò)產(chǎn)。同時(shí)生產(chǎn)超導(dǎo)磁體日本昭和電線電纜株式會社定制GdBCO，采用ISD+RCE（離子束濺射沉積+反1987年成立，在美國納斯達(dá)克上市，主營電力系溫超導(dǎo)材料（BSCCO體系）展開，核心產(chǎn)品為2019年成立，專注于低成本、高性能第二代高溫超導(dǎo)（REBCO）帶材的研發(fā)與批量化生產(chǎn)，擁2024年成立，聚焦第二代高溫超導(dǎo)帶材（REBCO2020年成立，總部位于美國加州圣芭芭拉，專注于第二代高溫超導(dǎo)（REBCO）帶材的研發(fā)、制造與2001年成立，是全球二硼化鎂（MgBz）超導(dǎo)