2023年中国超导行业发展现状分析：超导技术走向规模化商业应用，MRI带动超导材料需求释放[图]

超导杨绍丽 2023-12-24 09:46 来源：

内容概要：超导是超导电性的简称，主要是指某些物质在一定温度和磁场条件下（一般是较低温度和较小磁场）电阻降为零，并表现出完全抗磁性的状态。Conectus 预测，2023年全球超导材料市场规模将增长至70亿欧元。未来，随着国家对超导MRI设备技术的支持，超导MRI设备的性能将持续提升，朝着更加便携化和智能化方向发展，从而带动超导行业需求释放，推动超导行业持续发展。

关键词：超导、行业概述、产业链、发展现状

一、行业概述：超导行业分类众多，应用领域较为广泛

超导是超导电性的简称，主要是指某些物质在一定温度和磁场条件下（一般是较低温度和较小磁场）电阻降为零，并表现出完全抗磁性的状态，被誉为“当代科学的明珠”，而这一温度被称为超导临界温度或者超导转变温度，用TC表示。超导体的分类没有固定的标准，最常用的分类方法是基于临界温度，主要分为低温超导体和高温超导体。在超导物理中，如果超导体的临界温度在液氦温区（4.2K），则被称为低温超导体，也称为常规超导体，目前商业化的Nb₃Sn、NbTi就属于这类；如果超导体的临界温度在液氦温区（77K），则被称为高温超导体，比如YBa-Cu-O超导体。

在应用领域方面，超导体因其具有绝对的零电阻和完全的抗磁性特性，得以在所有涉及电和磁的领域展现其用武之地，它的应用领域非常广泛，主要包括电子学、生物医学、科学工程、交通运输、电力等。超导体的应用价值不仅体现在其独特的物理特性上，更在于其能够解决传统材料无法解决的问题，从而为人类社会的发展提供了强大的技术支持。

超导的研究起源于低温物理学，早期的超导物理属于低温物理的重要研究方向，后来随着超导学科的不断发展，其研究领域也在逐渐扩大，目前已经和低温物理同属于凝聚态物理的分支学科。1908年，荷兰科学家昂内斯成功将最难液化的气体氦气液化，获得了4.2K的极低温度，为超导现象的研究奠定了基础。1911年，昂内斯发现，在液氦（4.2K）的环境下，金属汞的电阻降为零。同时，昂内斯将其命名为——超导态Ⅱ，从而揭开了超导研究的序幕。1911年至1986年是低温超导材料的发展阶段。1986年，科学家们发现了铜氧化物高温超导体。到2021年，又发现了一种临界转变温度为39K的金属化合物MgB₂超导体。2008年，铁基超导体被发现。自超导材料被发现以来，人们一直对室温超导的探索与追求从未停止。2023年7月22日，韩国的研究团队提交了一篇论文，首次揭示了一种名为lk-99的室温超导体的存在，并给出了具体的合成制备方法，这一发现标志着超导研究领域的一项重大突破，为室温超导的实现提供了新的可能性。

近年来，为规范超导行业生产经营活动，促进超导行业进一步发展，国家制定了一系列“超导”相关规定及政策。2015年12月，国务院办公厅印发《国家标准化体系建设发展规划（2016-2020年）的通知》，提出要推进空间科学与环境安全、遥感、超导等领域标准化工作，促进科技成果产业化。2019年9月，国务院印发《关于北京、湖南、安徽自由贸易试验区总体方案及浙江自由贸易试验区扩展区域方案的通知》，提出要支持提升拓展全超导托卡马克、同步辐射光源、稳态强磁场等大科学装置功能，加快聚变堆主机关键系统综合研究设施建设。2023年7月，国家自然科学基金委员会发布《试点优秀本科生资助设立杰青基金延续资助项目自然科学基金将进一步构建基础研究人才长周期培养机制》，提出要构建基础研究人才长周期培养机制，保持自主选题类项目基本稳定，夯实学科发展基础，促进产出铁基超导材料、多光子纠缠等一批前沿成果。

二、产业链：上游原材料产量逐年增加，带动超导技术走向规模化商业应用

超导行业产业链上游主要为超导原材料，低温超导原材料主要为钛矿、铌矿和锡矿；高温超导原材料主要为钇钡矿、镁矿等。产业链中游主要为超导带材，主要包括低温超导带材厂商和高温超导带材厂商。产业链下游主要为超导磁体和终端设备制造商，其中，低温超导终端设备主要运用于医疗领域和大科学装置领域；高温超导终端设备主要运用在电力、商业设备和环保领域。

钛材作为超导行业重要原材料，不仅是支撑科学技术进步的重要原材料产业，而且还是国民经济发展和产业升级换代的基础产业。近年来，在生产设备和技术能力不断取得突破的背景下，以及下游航空航天、海洋工程、石油化工等领域需求的带动下，我国钛材产量呈现出快速增长的趋势。数据显示，2022年我国钛材产量较上年同期增长11%，达到15.1万吨。随着国防和军队现代化建设、绿色发展、工业4.0等政策的深入推进，国内钛材高端应用场景及潜在市场空间将进一步拓展，预计2023年我国钛材产量将增长至18.76万吨。与此同时，锶在材料科学中有着广泛的应用，其化合物能够用作制备高温超导体，使得这些超导体在能源传输和储存方面具有重要应用潜力。2018-2019年，受到国内环保政策的影响下，我国锶矿企业承压，中小落后产能持续出清，产量维持在5万吨左右。2020年随着国内锶产业格局的逐渐稳定，我国锶产量出现回升。2021-2022年我国锶产量较为稳定，维持在8万吨左右。

三、发展现状：MRI带动超导材料需求释放，市场规模有望持续提升

超导材料是指在低温下具有完全导电性能的材料，按照临界温度的不同，主要分为低温超导材料和高温超导材料两种。目前全球超导市场中，低温超导材料占据了绝大部分市场，占据总市场的95.6%，高温超导材料占据了4.4%的市场份额。具体来看，高温超导仍受限于技术，导致占比较少，未来，随着超导线缆、可控核聚变等持续发展应用，高温超导材料市场份额将会逐步扩大，整体占比稳定提升，从而带动工业液氦制冷等新应用场景高速增长。

随着高温超导材料应用场景持续广泛，带动全球超导材料市场规模有望持续扩张，预计会存在百亿市场空间。目前，全球90%以上的超导材料属于低温超导，特别是NbTi，与Nb3Sn相比具有更加优良的可塑性、更高的强度以及更低的临界磁场，其应用更为成熟，而高温超导尚处于成长期，在磁悬浮、变压器、电缆、直流感应加热、可控核聚变等领域具有一定的潜力，市场发展未来可期。据统计，2021-2022年全球超导材料市场规模复合增长率为2.8%。2022年全球超导材料市场规模较上年同期增长3%，达到68亿欧元，高温超导市场份额提升驱动行业快速发展，在产业化方面，低温超导进程仍快于高温超导。Conectus 预测，2023年全球超导材料市场规模将增长至70亿欧元。与此同时，GMI预测，2030年全球高温超导将占据25%的市场份额，高温超导的高速增长将驱动全球超导材料市场规模2022-2027年未来五年复合增长率达23.1%。

超导技术是一种利用超导材料独特电磁特性进行制造的基础，广泛应用于医疗影像设备中，主要包括磁共振成像（MRI）和核磁共振成像（NMR）等领域。借助超导技术，这些医疗设备能够提供高清晰、高分辨率的图像，为医生提供准确的诊断依据。其中，磁共振成像技术作为一种先进的人体无损成像技术，广泛应用于人体各个部位疾病的诊断。近年来，随着政策的逐渐放宽以及民营医院的发展，全球MRI设备市场规模保持稳定增长，2022年全球MRI设备市场规模增长至103.69亿美元，2017-2022年全球MRI市场规模复合增长率为5%，预计未来以中国为主的亚太区域将成为推动全球MRI市场增长的主要力量。从国内来看，随着临床和科研需求的增加，以及医疗技术的不断进步，国内磁共振成像设备数量和市场规模持续增长。据统计，2022年国内MRI设备数量较上年同期增长11.86%，达到1.32万台，人均保有量为9.38台/百万人，与欧美国家相比仍有较大发展空间。2022年我国MRI设备市场规模较上年同期增长9.26%，达到118亿元。未来，随着国家对超导MRI设备技术的支持，超导MRI设备的性能将持续提升，朝着更加便携化和智能化方向发展，从而带动超导行业需求释放，推动超导行业持续发展。

相关报告：发布的《中国超导行业市场调查研究及未来趋势预测报告》

四、竞争格局：超导材料领域企业数量众多，西部超导竞争优势明显

我国在超导材料领域已拥有一大批代表性企业，主要包括西部超导、宁波健信、潍坊新力、成都奥泰等。从业务竞争格局来看，各家超导公司所涉及的业务领域各有不同。其中，NbTi锭棒和线材、超导磁体、Nb3Ti线材等环节与低温超导产业链密切相关。全球范围内，掌握低温超导线材生产技术的公司屈指可数，主要分布在英国、德国、日本等国家。在我国，西部超导是国内唯一成功实现超导线材商业化生产的企业。同时，西部超导也是国际上唯一的铌钛铸锭、超导线材生产、棒材以及超导磁体制造全流程企业。因此，西部超导在国内及国际超导行业中均具有独特的地位和优势。

西部超导始创于2003年，主要从事高端钛合金材料、超导产品以及高性能高温合金材料的研发、生产以及销售。其中，公司超导产品主要包括铌钛锭棒、铌三锡超导线材、铌钛超导线材和超导磁体等，主要运用于先进装备制造和大型科学工程等领域，包括磁控直拉单晶硅、磁共振成像仪器等。2023年前三季度，公司营收和归母净利润分别为30.88亿元和5.83亿元，较2022年同期分别下降5.47%和32.13%，主要原因在于整体军工行业采购需求放缓，导致公司军品钛材销售大幅下降。2023年上半年，公司超导产品营收较上年同期增长60.9%，达到4.02亿元，主要原因在于超导线材、超导磁体外部市场需求快速攀升，在此背景下，公司通过管理优化、扩充产线等多重措施提升产能，并进一步加强开发超导材料以及磁体技术在大科学工程、半导体、风电、医疗等领域的应用，与国内多家企业建立了合作关系，从而带动公司超导产品营收同比增长。从产销量来看，2022年公司超导产品产销量分别为1018.68吨和1110.28吨，较上年同期分别增长50.68%和99.36%，主要是公司紧抓市场发展机遇，并聚焦客户需求，使得产品订单持续增长。从研发费用来看，2023年以来，公司紧盯关键材料需求和新技术开展自主研发，前三季度累积研发费用为2.08亿元，较2022年同期增长20.1%，主要是公司产品订单较多，产能利用率较高，加上公司加快产能扩张，带动研发费用持续增长。未来，西部超导将为我国核聚变工程堆、大科学工程、高速磁悬浮列车、半导体等重点领域提供关键超导、钛合金和高温合金材料支持，致力于将公司发展成为国际一流的新材料创新研发、中试和生产基地。