一、低溫超導材料中NbTi超導線材商業(yè)化程度極高,市場仍存增量空間
超導材料是指具有在一定的低溫條件下具有完全導電性(直流電阻為0)和完全抗磁性的材料。按臨界溫度,超導材料分為低溫超導材料和高溫超導材料。
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國超導材料行業(yè)發(fā)展趨勢分析與未來前景預測報告(2025-2032年)》顯示,低溫超導材料發(fā)展較早,目前已經(jīng)形成系統(tǒng)的商業(yè)化生產(chǎn),且廣泛應用于核磁共振成像、聚變堆以及大型粒子加速器等裝置中。目前已商用的低溫超導材料主要是NbTi和Nb3Sn超導線材,其中NbTi超導線材占據(jù)超導材料90%以上市場份額,其主要憑借制備工藝成熟、性價比高、穩(wěn)定性強等優(yōu)勢,廣泛應用于各種液氦溫區(qū)服役的聚變堆磁體、核磁共振成像儀(MRI)、核磁共振波譜儀(NMR)和大型粒子加速器等設(shè)備的制造中。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
下游前景廣闊,低溫超導材料仍存增量空間。磁共振成像技術(shù)(Magnetic ResonanceImaging,簡稱 MRI)是一種先進的人體無損成像技術(shù),廣泛應用于人體各個部位疾病的診斷,由于MRI沒有輻射影響,具有更高的軟組織分辨率,在臨床運用中尤其適用于腦組織成像,在帕金森氏癥、阿爾茨海默氏癥、癌癥等疾病的診斷方面可發(fā)揮重要作用。我國人均MRI保有量相比發(fā)達國家仍有較大差距,國內(nèi)市場空間較大。2022年我國MRI設(shè)備人均保有量僅為每百萬人9.38臺,遠低于日本每百萬人57.4臺及美國、希臘、韓國等國家每百萬人30臺以上的水平。2022年我國超導型磁共振成像設(shè)備市場規(guī)模為19.21億美元,預計到2029年我國超導型磁共振成像設(shè)備市場規(guī)模將到達41.94億美元,年均復合增長率 11.80%。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
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二、高溫超導材料仍處于產(chǎn)業(yè)化初期,價格持續(xù)下探將加速推廣與應用
低溫超導材料臨界轉(zhuǎn)變溫度(Tc)低,導致其應用停留在液氦(4.2 K)溫區(qū),并需要依賴昂貴的液氦冷卻系統(tǒng),嚴重限制了超導應用的發(fā)展。1986年高溫銅氧化物超導體的出現(xiàn),突破了超導應用溫度的壁壘(由液氦提升至液氮溫區(qū)),成為市場關(guān)注熱點。
但由于制備過程需大量使用稀土金屬、銀等價格較高的原材料,第一代高溫超導材料成本居高不下,市場價格較高,這在一定程度上制約了高溫超導材料的大規(guī)模推廣與應用,導致高溫超導材料仍處于產(chǎn)業(yè)化初期。近兩年公開中標的信息顯示,高溫超導帶材的價格基本在100-300元/m之間,而Nb3Sn超導線材的價格在60元/m左右,NbTi超導線材的價格在20元/m以下,價格差距明顯。當前高溫超導材料在超導材料市場中的占比不足5%。
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第二代高溫超導材料生產(chǎn)過程僅需極微量的銀(1~3微米厚),無其他貴金屬。因此,相比第一代高溫超導材料,第二代高溫超導材料有望大幅降低生產(chǎn)成本,商業(yè)化潛力十足。根據(jù)上海超導招股說明書,其第二代高溫超導帶材單位價格從2022年的 359.77元/m下降至2024年的241.08元/m。
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三、超導材料市場分布集中,中國企業(yè)已占據(jù)重要地位
全球掌握低溫超導線生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)主要分布在英國、德國、日本和中國,包括西部超導、英國Oxford、德國Bruker、英國Luvata、日本JASTEC,其中英國Oxford、德國Bruker、英國Luvata 三家公司是全球最主要的低溫超導線材生產(chǎn)商。
全球低溫超導生產(chǎn)廠商布局情況
公司名稱 |
NbTi |
Nb3Sn |
超導磁體 |
超導設(shè)備 |
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錠棒 |
線材 |
青銅法 |
內(nèi)錫法 |
MRI |
NMR |
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西部超導 |
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寧波建信 |
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濰坊新力 |
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成都奧泰 |
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蘇州安科 |
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東軟醫(yī)療 |
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上海聯(lián)影 |
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鑫高益 |
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美國ATI |
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英國Oxford |
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德國Bruker |
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英國Luvata |
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日本JASTEC |
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美國GE |
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德國Siemens |
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荷蘭Philips |
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日本JEOL |
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美國Varian |
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資料來源:觀研天下整理
高溫超導材料生產(chǎn)工藝復雜,技術(shù)壁壘和進入門檻較高。目前全球生產(chǎn)商大致可以分為三個梯隊:第一梯隊生產(chǎn)商有兩家,分別為上海超導與FFJ,年產(chǎn)量已超過1000公里(12mm寬);第二梯隊生產(chǎn)商主要包括SuperPower、Fujikura、SuperOx、SuNAM、Theva、美國超導、東部超導和上創(chuàng)超導等,年產(chǎn)量數(shù)十至數(shù)百公里不等;第三梯隊生產(chǎn)商主要包括MetOx Technologies,Inc.、SupremaTapeS.R.L.、High Temperature Superconductors, Inc.等公司,整體處于研發(fā)或樣品供給階段。
全球主要二代高溫超導帶材生產(chǎn)商
公司名稱 | 國別 | 生產(chǎn)技術(shù) |
Faraday Factory Japan | 日本/美國 | IBAD+PLD |
Fujikura | 日本 | IBAD+PLD |
上海超導科技股份有限公司 | 中國 | IBAD+PLD |
SuperPower-Furukawa | 美國 | IBAD+MOCVD |
Theva | 德國 | ISD+RCE |
SuNAM | 韓國 | IBAD+RCE |
上海上創(chuàng)超導科技有限公司 | 中國 | IBAD+MOD |
東部超導科技(蘇州)有限公司 | 中國 | IBAD+MOCVD |
High Temperature Superconductors | 美國 | IBAD+PLD |
MetOx Technologies | 美國 | IBAD+MOCVD |
Sumitomo Electric Industries | 日本 | IBAD+MOD |
SWCC Showa | 日本 | IBAD+MOD |
甚磁科技(上海)有限公司 | 中國 | IBAD+PLD |
資料來源:觀研天下整理
中國企業(yè)已成為國際超導材料和應用技術(shù)研發(fā)的重要力量。在低溫超導材料領(lǐng)域,西部超導的業(yè)務(wù)涉及NbTi錠棒和線材、Nb3Sn線材(包括“青銅法”和“內(nèi)錫法”)和超導磁體的生產(chǎn),是全球唯一的鈮鈦(NbTi)錠棒、超導線材、超導磁體的全流程生產(chǎn)企業(yè);在高溫超導材料領(lǐng)域,上海超導是全球范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)REBCO長帶批量化制備的三大企業(yè)之一,且其產(chǎn)品性能優(yōu)勢正逐漸突出。
部分公司二代高溫超導帶材產(chǎn)品性能參數(shù)
指標名稱 | 上海超導 | FFJ | SuperPower | Fujikura | SuNAM | 上創(chuàng)超導 |
臨界電流(77k,0T) (A) | 110-250 | 100-200 | 80-160 | >130 | 200 | 130-350 |
臨界電流(4.2k,10T)(A) | 350-800 | 900 | 420-1080 | 750 | 未披露 | 250-500 |
抗拉強度(MPa) | 600-700 | >500 | 550 | 800 | >500 | >600 |
臨界彎曲直徑(mm) | 10 | <10 | 6-11 | 10 | 30 | 11-15 |
接頭電阻率(nΩ·cm2) | 20-50 | 未披露 | 50 | 40-70 | 未披露 | 30-50 |
單根帶材長度(m) | 100-1000 | <400 | 200-900 | 100-600 | 100-150 | 100-1000 |
資料來源:觀研天下整理(zlj)

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