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全球高溫超導(dǎo)材料市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)到2030年將超百億,并開(kāi)辟新市場(chǎng)。
發(fā)布日期:2025-06-27 16:55:17

全球高溫超導(dǎo)材料市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)到2030年將超百億,并開(kāi)辟新市場(chǎng)。

1、超導(dǎo)材料行業(yè)概況

超導(dǎo)現(xiàn)象是某些物質(zhì)在特定條件下,電阻降至零的現(xiàn)象,分為低溫和高溫兩類材料。低溫超導(dǎo)材料如NbTi和Nb3Sn,廣泛用于磁共振成像等領(lǐng)域,但由于低溫要求和氦氣資源有限,應(yīng)用受限。高溫超導(dǎo)材料在液氮溫度下工作,成本較低,具有更高的磁場(chǎng)強(qiáng)度,適用于更廣泛的應(yīng)用。盡管高溫超導(dǎo)材料的制備較復(fù)雜,尚未大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,但未來(lái)有更廣泛的應(yīng)用前景。

高溫超導(dǎo)材料和低溫超導(dǎo)材料特性對(duì)比情況

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資料來(lái)源:普華有策

2、高溫超導(dǎo)材料行業(yè)概況

高溫超導(dǎo)材料主要包括第一代(鉍鍶鈣銅氧BSCCO)、第二代(稀土鋇銅氧REBCO)、二硼化鎂和鐵基超導(dǎo)材料等。第一代材料性能較低、成本高,適用于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的性價(jià)比不高;二硼化鎂材料臨界溫度低,應(yīng)用受限,全球僅有少數(shù)廠商生產(chǎn);鐵基超導(dǎo)材料尚處于實(shí)驗(yàn)室階段。

第二代高溫超導(dǎo)帶材基于REBCO,具有高臨界溫度、高載流能力、高臨界場(chǎng)強(qiáng)、較高的力學(xué)強(qiáng)度以及較低成本等優(yōu)勢(shì),是目前綜合性能最優(yōu)、應(yīng)用最廣泛的高溫超導(dǎo)材料。自1986年發(fā)現(xiàn)后,國(guó)外主導(dǎo)了技術(shù)研發(fā)。自2010年起,中國(guó)加大投入,逐步趕超,推動(dòng)超導(dǎo)電力、核聚變等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速。

2024年高溫超導(dǎo)材料應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)份額

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資料來(lái)源:普華有策

第二代高溫超導(dǎo)帶材在高溫超導(dǎo)磁體應(yīng)用方面前景廣闊。與常規(guī)磁體相比,超導(dǎo)磁體體積小、重量輕,且?guī)缀鯚o(wú)焦耳熱損耗,能夠產(chǎn)生高電流,從而提供高場(chǎng)強(qiáng)、高穩(wěn)定性和高均勻性的磁場(chǎng)。其高磁場(chǎng)強(qiáng)度超越傳統(tǒng)低溫超導(dǎo)磁體,逐漸進(jìn)入如可控核聚變等高場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域。

2024年全球高溫超導(dǎo)材料市場(chǎng)規(guī)模為7.9億元,同比增長(zhǎng)77.3%,預(yù)計(jì)2030年市場(chǎng)將超百億規(guī)模,達(dá)到105.0億元,2024至2030年間的復(fù)合增長(zhǎng)率為53.9%。

2024-2030年全球高溫超導(dǎo)材料市場(chǎng)規(guī)模及增長(zhǎng)率

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資料來(lái)源:普華有策

3、高溫超導(dǎo)材料行業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈中的地位及作用

高溫超導(dǎo)材料處于產(chǎn)業(yè)鏈中游,連接上游礦產(chǎn)資源和下游應(yīng)用領(lǐng)域,支撐能源電力、高端制造等行業(yè)的升級(jí)。上游資源如稀土、銀、銅、鎳等直接影響行業(yè)發(fā)展。下游應(yīng)用主要在電力(超導(dǎo)電纜、電機(jī)、儲(chǔ)能等)和高場(chǎng)(可控核聚變、大科學(xué)裝置、醫(yī)療等)。隨著技術(shù)進(jìn)步,超導(dǎo)材料將在更多領(lǐng)域替代傳統(tǒng)材料,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)價(jià)值提升。

高溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)鏈

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資料來(lái)源:普華有策

4、高溫超導(dǎo)材料具體應(yīng)用及市場(chǎng)情況

(1)可控核聚變裝置

核聚變是通過(guò)高溫高壓條件下將輕原子核(如氘和氚)聚合為重原子核,釋放出巨大的能量。核聚變的優(yōu)勢(shì)包括:能量密度高、原材料豐富、安全性好、環(huán)保無(wú)污染。實(shí)現(xiàn)核聚變需要高溫、適當(dāng)密度和能量約束,當(dāng)前技術(shù)主要有引力約束、慣性約束和磁約束,其中磁約束被認(rèn)為最有潛力。托卡馬克是磁約束的代表技術(shù),其發(fā)展經(jīng)歷了從普通導(dǎo)體線圈到超導(dǎo)線圈的迭代,推動(dòng)了核聚變技術(shù)的進(jìn)步。

目前,全球已有45家商業(yè)化核聚變公司,吸引了大量投資。我國(guó)在核聚變研究領(lǐng)域也取得了顯著進(jìn)展,多個(gè)項(xiàng)目和公司致力于技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化,預(yù)計(jì)2030-2035年全球可控核聚變裝置市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2.26萬(wàn)億元。

2024-2030年全球可控核聚變裝置用高溫超導(dǎo)材料市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)(億元)

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(2)超導(dǎo)電纜

第二代高溫超導(dǎo)帶材制成的超導(dǎo)電纜相比傳統(tǒng)電纜,具有以下優(yōu)勢(shì):

1)高輸電容量:超導(dǎo)電纜的輸電容量是傳統(tǒng)電纜的數(shù)倍,尤其在直流輸電中,無(wú)交流損耗,容量可達(dá)到傳統(tǒng)電纜的10倍。

2)節(jié)省成本與空間:低壓傳輸減少了變壓器建設(shè)成本,體積小,節(jié)省地下管廊空間,施工與維護(hù)成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)電纜。

3)低損耗與環(huán)保:超導(dǎo)電纜幾乎沒(méi)有電阻,能有效減少能量損耗,提升傳輸效率,符合節(jié)能環(huán)保要求。

4)擴(kuò)展應(yīng)用場(chǎng)景:適用于密集城市地區(qū)的電力增容,及峽谷等地形復(fù)雜區(qū)域的電力輸送。

全球多個(gè)國(guó)家已開(kāi)始實(shí)施超導(dǎo)電纜項(xiàng)目,如美國(guó)、歐洲、韓國(guó)等,推動(dòng)其在電力網(wǎng)絡(luò)及軌道交通中的應(yīng)用。我國(guó)也在超導(dǎo)電纜技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化上取得突破,已在深圳和上海成功試點(diǎn)。

全球超導(dǎo)電纜項(xiàng)目的安全性和穩(wěn)定性逐步得到驗(yàn)證。2024年,高溫超導(dǎo)材料市場(chǎng)規(guī)模接近1億元,隨著示范項(xiàng)目和工程啟動(dòng),預(yù)計(jì)2030年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到19.9億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率為67.5%。

2024-2030年全球超導(dǎo)電纜用高溫超導(dǎo)材料市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)(億元)

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(3)超導(dǎo)磁控單晶爐

直拉單晶爐廣泛用于光伏和半導(dǎo)體行業(yè),但傳統(tǒng)技術(shù)面臨瓶頸。超導(dǎo)磁控技術(shù)通過(guò)引入磁場(chǎng),抑制熱對(duì)流、降低氧含量,提高硅棒質(zhì)量和產(chǎn)能。該技術(shù)已成為生產(chǎn)大尺寸單晶硅的主要設(shè)備,特別是N型電池領(lǐng)域。2025年,超導(dǎo)磁控單晶爐技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,硅片含氧量可穩(wěn)定控制在5ppma以下,生產(chǎn)效率提升12%。高溫超導(dǎo)磁控爐具有更廣的溫區(qū)和更低失超風(fēng)險(xiǎn),推動(dòng)光伏與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展,市場(chǎng)進(jìn)入設(shè)備換代期。2024年全球用于超導(dǎo)磁控單晶爐的高溫超導(dǎo)材料規(guī)模為0.6億元,預(yù)計(jì)2030年將增長(zhǎng)至9.7億元,2024至2030年間的復(fù)合增長(zhǎng)率為60.2%。

2024-2030年全球超導(dǎo)磁控單晶爐用高溫超導(dǎo)材料市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)(億元)

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(4)超導(dǎo)感應(yīng)加熱裝置

超導(dǎo)感應(yīng)加熱通過(guò)超導(dǎo)磁體在氣隙中產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng),使金屬工件切割磁力線產(chǎn)生渦流并產(chǎn)生焦耳熱,進(jìn)行熱處理。它能替代傳統(tǒng)的天然氣加熱、電磁感應(yīng)加熱等技術(shù),廣泛應(yīng)用于金屬加工、熔煉及半導(dǎo)體熔融等領(lǐng)域。相比天然氣加熱,超導(dǎo)感應(yīng)加熱具有加熱均勻、能效高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),電熱轉(zhuǎn)換效率可提高到80%以上,顯著節(jié)能降本、減少碳排放。

超導(dǎo)感應(yīng)加熱與傳統(tǒng)加熱對(duì)比

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2008年,德國(guó)齊內(nèi)吉電力公司開(kāi)發(fā)了首臺(tái)超導(dǎo)感應(yīng)加熱裝置,投入維斯拉盧鋁業(yè)公司使用。2023年,聯(lián)創(chuàng)超導(dǎo)研制的兆瓦級(jí)裝置在黑龍江中鋁集團(tuán)投入使用,實(shí)現(xiàn)500公斤鋁錠10分鐘加熱至403℃,能效提升50%,碳排放減少50%以上。2024年,發(fā)布超導(dǎo)感應(yīng)加熱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),推動(dòng)其在鋁型材及金屬熱加工領(lǐng)域的應(yīng)用。盡管技術(shù)尚在積累經(jīng)驗(yàn)階段,未來(lái)預(yù)計(jì)將廣泛應(yīng)用于高端金屬型材加工,節(jié)能降耗,成為傳統(tǒng)設(shè)備替代品。預(yù)計(jì)到2030年,市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至3億元。

2024-2030年全球超導(dǎo)感應(yīng)加熱裝置用高溫超導(dǎo)材料市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)(億元)

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資料來(lái)源:普華有策

(5)其他應(yīng)用場(chǎng)景

高溫超導(dǎo)材料在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用前景。它在超導(dǎo)電機(jī)、粒子加速器、磁共振成像(MRI)以及超導(dǎo)磁懸浮等技術(shù)中的應(yīng)用正在逐步拓展。超導(dǎo)電機(jī)通過(guò)替代傳統(tǒng)的繞組或永磁體,實(shí)現(xiàn)高效能、低能耗,適用于風(fēng)力發(fā)電、船舶和航空等大功率領(lǐng)域。醫(yī)用加速器則利用高溫超導(dǎo)磁體進(jìn)行癌癥治療,具有體積小、重量輕等優(yōu)勢(shì)。MRI設(shè)備的磁場(chǎng)強(qiáng)度正在不斷提高,以提升疾病診斷的精度,而高溫超導(dǎo)材料為這一發(fā)展提供了新的可能。高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)也在交通領(lǐng)域有著顯著的突破,尤其是在高速磁懸浮列車的應(yīng)用上。

5、高溫超導(dǎo)材料行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

(1)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展提高產(chǎn)品滲透率

高溫超導(dǎo)材料憑借其獨(dú)特的物理性質(zhì)和高附加值,展現(xiàn)出巨大的市場(chǎng)潛力,尤其在強(qiáng)電和高場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域。其發(fā)展不僅促進(jìn)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)鏈融合,還為解決能源和科技難題提供新思路。高溫超導(dǎo)材料在可控核聚變、超導(dǎo)電力、大科學(xué)裝置等領(lǐng)域具有不可替代的作用,同時(shí)也推動(dòng)光伏、半導(dǎo)體、磁共振成像等產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。隨著技術(shù)進(jìn)步和需求增長(zhǎng),預(yù)計(jì)其在現(xiàn)有領(lǐng)域的應(yīng)用將進(jìn)一步增加,并開(kāi)辟新市場(chǎng)。

(2)產(chǎn)能擴(kuò)張,性能提升,價(jià)格下降

近年來(lái),高溫超導(dǎo)材料市場(chǎng)需求增長(zhǎng),受可控核聚變等領(lǐng)域推動(dòng),國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)商積極擴(kuò)產(chǎn),產(chǎn)能擴(kuò)張成為行業(yè)趨勢(shì)。隨著規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)進(jìn)步,生產(chǎn)工藝成熟,效率提高,產(chǎn)品價(jià)格降低,更適應(yīng)商業(yè)化應(yīng)用。同時(shí),下游應(yīng)用加速發(fā)展,提升了對(duì)產(chǎn)品性能的要求,生產(chǎn)商不斷優(yōu)化電流、長(zhǎng)度等核心參數(shù),并開(kāi)發(fā)定制化指標(biāo),以提升適配性和競(jìng)爭(zhēng)力。

(3)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)加劇,全產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化發(fā)展

在核聚變、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和雙碳政策等驅(qū)動(dòng)下,各國(guó)加速布局高溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè),國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。我國(guó)通過(guò)重大科技項(xiàng)目在超導(dǎo)材料、磁體和核聚變工程等方面取得領(lǐng)先,提升產(chǎn)業(yè)鏈話語(yǔ)權(quán),并有望推動(dòng)行業(yè)格局重構(gòu)。然而,我國(guó)在部分原材料和零部件上仍有進(jìn)口依賴,保障高溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈的供應(yīng)安全至關(guān)重要,推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化是行業(yè)趨勢(shì)。

6、高溫超導(dǎo)材料行業(yè)面臨的機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)

高溫超導(dǎo)材料行業(yè)面臨的機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)

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7、高溫超導(dǎo)材料行業(yè)進(jìn)入壁壘

(1)技術(shù)壁壘

高溫超導(dǎo)材料行業(yè)是能源、電力、醫(yī)療和交通發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域,具有較高的技術(shù)壁壘。研發(fā)涉及超導(dǎo)機(jī)制、材料合成、薄膜制備等多個(gè)環(huán)節(jié),技術(shù)工藝直接影響產(chǎn)品性能。企業(yè)需不斷進(jìn)行理論研究、材料設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)化,因此該行業(yè)核心技術(shù)復(fù)雜,攻關(guān)難度大,構(gòu)成新進(jìn)入者的主要壁壘。

(2)人才壁壘

高溫超導(dǎo)材料行業(yè)是技術(shù)密集型領(lǐng)域,涉及超導(dǎo)機(jī)制、材料合成、薄膜制備等多個(gè)環(huán)節(jié),技術(shù)復(fù)雜,攻關(guān)難度大。企業(yè)需要持續(xù)研發(fā)和創(chuàng)新,解決技術(shù)突破。行業(yè)還需吸引和培養(yǎng)跨學(xué)科的高端人才,同時(shí)要求操作人員具備高技能,尤其在大規(guī)模生產(chǎn)中。新進(jìn)入者難以短期組建高水平團(tuán)隊(duì),形成較高的人才壁壘。

(3)供應(yīng)鏈壁壘

高溫超導(dǎo)材料生產(chǎn)工藝復(fù)雜,原材料和設(shè)備種類繁多,產(chǎn)業(yè)化處于初期,供應(yīng)商有限。企業(yè)在選擇供應(yīng)商時(shí)需綜合考慮產(chǎn)品規(guī)格、質(zhì)量、工藝匹配、定制化能力、供應(yīng)穩(wěn)定性和規(guī)模等因素,并進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的驗(yàn)證。部分裝備和核心原材料依賴進(jìn)口或自研,新進(jìn)入者需整合國(guó)內(nèi)供應(yīng)商突破進(jìn)口限制,克服高供應(yīng)鏈壁壘。

(4)客戶認(rèn)證壁壘

高溫超導(dǎo)材料行業(yè)的客戶主要為中大型企業(yè)或科研單位,認(rèn)證過(guò)程復(fù)雜嚴(yán)格。下游客戶(如可控核聚變、超導(dǎo)電力、大科學(xué)裝置等)對(duì)材料性能、安全性和穩(wěn)定性要求高,企業(yè)需經(jīng)過(guò)長(zhǎng)周期、高標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)證程序。由于行業(yè)技術(shù)門檻高,客戶偏向長(zhǎng)期合作穩(wěn)定供應(yīng)商,新進(jìn)入者需投入大量時(shí)間和資源,形成較高的客戶認(rèn)證壁壘。

(5)資金壁壘

高溫超導(dǎo)材料行業(yè)資金密集,新進(jìn)入者需具備強(qiáng)大資金支持研發(fā)、工藝優(yōu)化和產(chǎn)能建設(shè)。隨著下游應(yīng)用和技術(shù)升級(jí),企業(yè)需持續(xù)投資規(guī)模化生產(chǎn)裝備和技術(shù)創(chuàng)新,保持充足資金儲(chǔ)備,形成較高資金壁壘。

8、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局

高溫超導(dǎo)材料屬于先進(jìn)前沿新材料,技術(shù)門檻較高,目前全球能夠批量供貨的生產(chǎn)商較少,多數(shù)為國(guó)外企業(yè),行業(yè)呈現(xiàn)集中度較高的競(jìng)爭(zhēng)格局。在下游應(yīng)用持續(xù)滲透的背景下,獲得大批量、高質(zhì)量的供給能力至關(guān)重要,行業(yè)內(nèi)各主要生產(chǎn)商FFJ、SuperPower、SuNAM、東部超導(dǎo)等均積極投入到擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃中,也吸引了一批新進(jìn)入者參與到研發(fā)與生產(chǎn)活動(dòng)中。各生產(chǎn)商擴(kuò)產(chǎn)意愿強(qiáng)烈,跨區(qū)域的競(jìng)爭(zhēng)將逐漸顯現(xiàn),行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)逐漸走向交鋒態(tài)勢(shì)。

以供給能力進(jìn)行劃分,目前全球生產(chǎn)商大致可以分為三個(gè)梯隊(duì):第一梯隊(duì)生產(chǎn)商有兩家,分別為上海超導(dǎo)與FFJ,年產(chǎn)量已超過(guò)1,000公里(12mm寬);第二梯隊(duì)生產(chǎn)商主要包括SuperPower、Fujikura、SuperOx、SuNAM、Theva、美國(guó)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)生產(chǎn)商主要包括MetOxTechnologies,Inc.、SupremaTapeS.R.L.、HighTemperatureSuperconductors,Inc.等公司,整體處于研發(fā)或樣品供給階段。

行業(yè)內(nèi)主要企業(yè)情況如下:

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2025-2031年高溫超導(dǎo)材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈細(xì)分產(chǎn)品調(diào)研及前景研究預(yù)測(cè)報(bào)告,涵蓋行業(yè)全球及中國(guó)發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場(chǎng)規(guī)模,產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場(chǎng)需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)集中度、重點(diǎn)企業(yè)/玩家,企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動(dòng)因素、市場(chǎng)前景預(yù)測(cè),投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容。同時(shí)北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場(chǎng)專項(xiàng)調(diào)研項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、專精特新小巨人認(rèn)證、市場(chǎng)占有率報(bào)告、十五五規(guī)劃、項(xiàng)目后評(píng)價(jià)報(bào)告、BP商業(yè)計(jì)劃書(shū)、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書(shū)、國(guó)家級(jí)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。(PHPOLICY:MJ)