內(nèi)容概要:超導磁體是利用超導材料在極低溫下實現(xiàn)零電阻特性,通過超導線圈產(chǎn)生強磁場的裝置,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(如NbTi、Nb?Sn,需液氦冷卻、技術成熟,廣泛應用于MRI、粒子加速器和核聚變裝置)和高溫超導(如YBCO,可在液氮溫區(qū)運行,制冷成本低、穩(wěn)定性高,在磁懸浮、超導儲能和無液氦MRI等領域潛力顯著)。全球超導材料市場規(guī)模持續(xù)增長,預計2025年達71.3億歐元,其中低溫超導仍占主導(78%),高溫超導增速迅猛。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)模預計突破92億元。產(chǎn)業(yè)格局方面,低溫超導領域由西部超導(全球唯一全鏈條企業(yè))和歐美企業(yè)主導;高溫超導已形成以上海超導(產(chǎn)能躋身全球第一梯隊)、日本Fujikura等為代表的競爭梯隊,國產(chǎn)材料成本持續(xù)下降、加速商業(yè)化應用。未來,超導磁體發(fā)展將聚焦高溫超導材料產(chǎn)業(yè)化與成本控制、低溫超導高場強技術突破,并與核聚變、新能源、人工智能等戰(zhàn)略領域深度融合,推動全球超導產(chǎn)業(yè)格局重構(gòu)。
上市企業(yè):西部超導(688122.SH)
相關企業(yè):上海超導科技股份有限公司、東部超導科技(蘇州)有限公司、上海上創(chuàng)超導科技有限公司、合肥曦合超導科技有限公司、合肥夸夫高溫超導材料有限公司、北京英納超導技術有限公司、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)療設備股份有限公司、甚磁科技(上海)有限公司
關鍵詞:超導磁體?、超導磁體發(fā)展政策、超導磁體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、超導磁體?發(fā)展現(xiàn)狀、超導磁體細分市場、超導磁體?行業(yè)競爭格局、超導磁體?發(fā)展趨勢
一、超導磁體?行業(yè)相關概述
超導磁體是指利用超導材料在臨界溫度以下(通常接近絕對零度)實現(xiàn)零電阻特性,通過超導線圈產(chǎn)生強磁場的電磁裝置。其核心原理是超導材料在特定條件下電阻突降為零,電流通過時無能量損耗,且無需外部供電即可維持穩(wěn)定磁場。
超導磁體根據(jù)超導材料特性與工作溫度,主要分為低溫超導磁體和高溫超導磁體兩大類:低溫超導磁體采用鈮鈦(NbTi)或鈮三錫(Nb?Sn)等材料,需在液氦溫度(約4.2K)下運行,具有技術成熟、磁場強度高(可達13T以上)的特點,廣泛應用于核磁共振成像(MRI)、粒子加速器及核聚變裝置;高溫超導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、超導儲能、無液氦MRI及緊湊型核聚變裝置等領域展現(xiàn)出巨大潛力。
超導磁體通常由第二類超導材料(如鈮鈦合金或高溫超導材料)制成線圈,當通電后,由于零電阻特性,電流可以持續(xù)流動而不衰減,從而產(chǎn)生穩(wěn)定且強大的磁場與傳統(tǒng)磁體相比,超導磁體具有無導線電阻損耗、無鐵芯磁損耗、磁場強度高、體積小等優(yōu)勢,成為現(xiàn)代電磁技術的巔峰代表。
超導磁材核心流程始于超導導線制備,通過復雜的加工工藝將超導材料(如鈮鈦合金)與銅基體復合拉制成所需規(guī)格的線材;隨后進行線圈繞制與固化,將超導線材精確地繞制成設計形狀的線圈,并采用環(huán)氧樹脂等材料進行真空浸漬固化,形成堅固的整體;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);最后進行嚴格測試,包括抽真空、降溫和勵磁測試,以驗證其能否在目標溫度和電流下穩(wěn)定產(chǎn)生強磁場,并確保失超保護系統(tǒng)有效。整個生產(chǎn)過程對潔凈度、精度和質(zhì)量控制的要求極高。
二、中國超導磁體?行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
超導磁體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為超導原材料,低溫超導原材料主要為鈦礦、鈮礦和錫礦,高溫超導原材料主要為釔鋇礦、鎂礦等;中游匯聚超導線帶材研發(fā)制造企業(yè)與超導磁體系統(tǒng)集成商,通過材料創(chuàng)新與精密工藝推動性能躍升;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)以及先進制造(感應加熱設備、磁控單晶爐)等戰(zhàn)略領域,形成從基礎材料到高端裝備的全鏈條協(xié)同發(fā)展格局。
相關報告:智研咨詢發(fā)布的《中國超導磁體行業(yè)市場競爭格局及產(chǎn)業(yè)需求研判報告》
三、全球及中國超導磁體?行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析
超導磁體是指在一定低溫條件下具有完全導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)關注熱潮。2025年,全球超導材料市場規(guī)模預計達到71.3億歐元(折合人民幣約560億元),同比增長2.44%。其中,低溫超導材料憑借其成熟的技術應用,占據(jù)市場主導地位,規(guī)模約達55.6億歐元,占比約78%;而高溫超導材料則以22%的占比緊隨其后,市場規(guī)模約為15.7億歐元,展現(xiàn)出強勁的增長潛力。中國超導材料行業(yè)雖起步較晚,但憑借政策支持與科研投入,實現(xiàn)了跨越式發(fā)展,已構(gòu)建起涵蓋超導錠棒、線材、磁體及設備等環(huán)節(jié)的完整產(chǎn)業(yè)體系。自2011年國內(nèi)超導材料產(chǎn)業(yè)化進程啟動以來,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,中國超導材料總產(chǎn)量激增至1303.2噸,較2018年增長5.5倍,年復合增長率高達32%。預計2025年中國超導磁體市場規(guī)模將突破92億元人民幣大關,同比增長超35%,持續(xù)引領全球超導材料市場增長新趨勢。
四、中國超導磁體行業(yè)細分市場分析
我國低溫超導材料產(chǎn)業(yè)已形成“原料-線材-磁體-設備”完整閉環(huán),技術成熟度與市場主導權優(yōu)勢顯著。西部超導憑借全產(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)超導線材通過國際熱核聚變實驗堆(ITER)認證,成為可控核聚變領域核心供應商,引領行業(yè)發(fā)展。從國內(nèi)市場招投標看,2024-2025年7月西安聚能超導成為主要中標單位,在NbTi超導線材方面,為中國科學院電工研究所、華中科技大學國家脈沖強磁場科學中心供貨,不同批次數(shù)量、金額差異大,單價從6.5元/m到19.5元/m 不等;在Nb3Sn超導線材方面,除為中科院電工所供貨外,還多次中標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,單價為5480元/kg,電工所訂單單價在54.6 - 6.2元/m波動。合肥夸夫超導也中標中科院合肥等離子體物理研究所部分Nb3Sn超導線材訂單。這種招投標情況反映出市場對低溫超導材料存在持續(xù)需求,不同采購方需求特點不同,同時多家企業(yè)中標有利于促進市場競爭,推動低溫超導材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展與技術進步。
目前,商用低溫超導材料以NbTi和Nb?Sn超導線材為主導。NbTi作為二元合金,憑借優(yōu)異的加工塑性、高強度及低成本特性(臨界溫度9.7K,4.2K下上臨界磁場12T),成為10T以下磁體應用的首選,廣泛用于聚變堆磁體、MRI/NMR設備及粒子加速器等領域,其成熟的制備工藝、高性價比與穩(wěn)定性使其占據(jù)超導材料市場90%以上份額;而Nb?Sn作為金屬間化合物,雖因脆性導致加工難度大、成本高(臨界溫度 18K,4.2K下上臨界磁場達25T),但憑借其超高磁場性能,仍穩(wěn)居10T以上強磁場場景的核心地位,二者形成互補型技術路線,共同支撐低溫超導產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展。
中國高溫超導材料研究起步雖晚,但在國家科技重大專項與產(chǎn)業(yè)政策推動下,實現(xiàn)了從跟跑到并跑領跑的跨越,在二代YBCO帶材制備等核心技術領域進入世界前列。以上海臨港等為代表的四大產(chǎn)業(yè)集群加速崛起,上海超導突破20萬米級量產(chǎn),產(chǎn)品單價低于國際同類40%,并打入國家重大工程供應鏈。2024 - 2025年7月,中標科研機構(gòu)訂單超60萬米,單價明顯下降,中科院合肥等離子體所大訂單凸顯需求牽引,價格競爭與技術迭代推動產(chǎn)業(yè)成熟,為商業(yè)化應用奠定基礎。
高溫超導材料的產(chǎn)品定價顯著高于傳統(tǒng)低溫超導材料,這主要歸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,以及復雜精密的工藝流程帶來的高附加成本。不過,隨著材料科學持續(xù)突破,當前高溫超導帶材的生產(chǎn)效率與良品率已實現(xiàn)顯著提升,規(guī)?;鸩斤@現(xiàn),成本壓力得到有效緩解。以上海超導為例,其第二代高溫超導帶材價格在2022-2024年間從359.77元/米降至241.08元/米,年均降幅超15%,技術迭代與產(chǎn)業(yè)化進程正加速推動高溫超導材料向平民化應用邁進。
五、國內(nèi)外超導磁體?行業(yè)企業(yè)布局情況
在低溫超導領域,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錠棒的核心供應商僅有中國的西部超導和美國的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,尤其以前三家歐洲企業(yè)占據(jù)全球市場主導地位。西部超導是目前全球唯一實現(xiàn)鈮鈦錠棒、超導線材(涵蓋NbTi及Nb?Sn“青銅法”和“內(nèi)錫法”)與超導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。
在高溫超導領域,目前全球可實現(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以及中國上海超導等。根據(jù)上海超導招股說明書披露,以年產(chǎn)能力為依據(jù),全球制造商可劃分為三個梯隊:第一梯隊為上海超導和Fujikura,年產(chǎn)能均已超過1,000公里(以12mm帶寬標準計);第二梯隊涵蓋SuperPower、Fujikura(部分產(chǎn)品線)、SuperOx、SuNAM、Theva、美國超導(AMSC)、東部超導和上創(chuàng)超導等企業(yè),年產(chǎn)量介于數(shù)十至數(shù)百公里;第三梯隊則包括MetOx Technologies、SupremaTape、High Temperature Superconductors等公司,目前仍處于研發(fā)或樣品供應階段,尚未實現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)。
六、中國超導磁體?行業(yè)發(fā)展趨勢分析
中國超導磁體行業(yè)未來將呈現(xiàn)技術突破、場景拓展與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同并進的發(fā)展態(tài)勢:技術層面,高溫超導REBCO帶材良品率有望突破90%、成本降低超50%,低溫超導Nb?Sn線材臨界電流密度提升至3000A/mm2,同時室溫超導探索進入實質(zhì)階段;應用層面,醫(yī)療MRI設備國產(chǎn)化率超60%、能源領域超導限流器及儲能裝置規(guī)模化落地、時速600公里磁懸浮列車商業(yè)化運營,推動2030年市場規(guī)模突破200億元;產(chǎn)業(yè)鏈層面,上游原材料實現(xiàn)100%自主供應,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)將建成全球首個超導磁體“燈塔工廠”,全面鞏固中國在全球超導科技與產(chǎn)業(yè)競爭中的主導地位。具體發(fā)展趨勢如下:
1、技術突破引領產(chǎn)業(yè)躍遷
中國超導磁體行業(yè)將加速突破關鍵技術瓶頸,推動產(chǎn)業(yè)向高端化、自主化躍遷。在高溫超導領域,第二代REBCO帶材制備技術將進一步優(yōu)化,通過改進化學溶液法、脈沖激光沉積等工藝,實現(xiàn)千米級帶材的均勻性與穩(wěn)定性提升,良品率突破90%,成本較進口產(chǎn)品降低50%以上。低溫超導方面,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、高能物理等領域的超導磁體向更高場強(20T以上)邁進。此外,室溫超導探索將進入實質(zhì)性階段,石墨烯基、氫化物等材料體系有望在實驗室實現(xiàn)100K以上臨界溫度,為行業(yè)帶來顛覆性變革。
2、應用場景拓展驅(qū)動市場爆發(fā)
超導磁體應用場景將從傳統(tǒng)領域向新興賽道加速滲透,形成千億級市場空間。醫(yī)療領域,3.0T以上高場強MRI設備國產(chǎn)化率將突破60%,超導磁體成本下降推動設備價格降低40%,帶動基層醫(yī)療機構(gòu)普及率提升;能源領域,高溫超導限流器、儲能裝置將在智能電網(wǎng)中規(guī)?;瘧?,預計2030年相關市場規(guī)模超200億元;交通領域,時速600公里高溫超導磁懸浮列車將進入商業(yè)化運營階段,配套超導電機、磁體系統(tǒng)需求激增;科研領域,超導量子干涉儀(SQUID)、核聚變裝置(CFETR)等高端設備將實現(xiàn)100%國產(chǎn)化的技術閉環(huán),推動中國在全球超導科技競爭中占據(jù)主導地位。
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-應用”全鏈條協(xié)同創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)生態(tài),鞏固全球超導磁體制造中心地位。上游環(huán)節(jié),稀土、銅、銀等原材料企業(yè)與超導材料廠商共建“3公里配套圈”,實現(xiàn)NbTi錠棒、REBCO帶材等關鍵材料的100%自主供應;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計、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磁體定制化開發(fā),形成“需求牽引-技術迭代-規(guī)模降本”的正向循環(huán)。同時,長三角、粵港澳大灣區(qū)將依托產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢,建成全球首個超導磁體“燈塔工廠”,引領行業(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(thewallstreetmoneymachine.com)發(fā)布的《中國超導磁體行業(yè)市場競爭格局及產(chǎn)業(yè)需求研判報告》。智研咨詢是中國領先產(chǎn)業(yè)咨詢機構(gòu),提供深度產(chǎn)業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號,每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。


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



