超導(dǎo)材料是一種在低溫下電阻為零且完全抗磁性的特殊導(dǎo)體,具有零電阻、完全抗磁性等顯著優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于電力傳輸、醫(yī)療領(lǐng)域(如磁共振成像)、交通領(lǐng)域(如超導(dǎo)磁懸浮列車)以及量子計算等,隨著科技進(jìn)步和深入研究,超導(dǎo)材料的應(yīng)用前景越來越廣闊,將在未來發(fā)揮重要作用。
一、產(chǎn)業(yè)鏈
超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)鏈上游為金屬礦產(chǎn)資源,主要包括鈦、鈮、錫、銅、鉍等。中游是超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié),主要涉及超導(dǎo)材料的研發(fā)、制造和生產(chǎn),根據(jù)超導(dǎo)材料的臨界溫度可以將其分為低溫超導(dǎo)材料和高溫超導(dǎo)材料。下游是超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用環(huán)節(jié),超導(dǎo)材料因其獨特的物理特性,在醫(yī)療裝備、能源、交通、大科學(xué)工程和國防等諸多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
二、上游分析
1.礦產(chǎn)資源
(1)銅礦
超導(dǎo)材料原材料主要包括鈦、鈮、錫、銅、鉍、鍶、釔、鋇等金屬礦產(chǎn)資源,這些元素通過特定的制備工藝和配方,能夠生產(chǎn)出具有超導(dǎo)性能的材料,從而在低溫或相對高溫條件下實現(xiàn)電阻為零的超導(dǎo)狀態(tài)。2023年中國銅礦金屬資源儲量為4064.8萬噸,較上年下降0.3%。2023年銅精礦產(chǎn)量161.9萬噸,下降3.9%。
(2)錫礦
2023年中國錫礦金屬資源儲量117.4萬噸,較上年增長16.9%。
(3)鈦礦
我國主要利用鈦礦的有鈦鐵礦、金紅石和鈦磁鐵礦等。近年來,中國鈦礦產(chǎn)量整體表現(xiàn)為增長態(tài)勢。2023年中國鈦礦產(chǎn)量為324.7萬噸,較上年增長3.28%。
2.重點企業(yè)
中國采礦行業(yè)企業(yè)眾多,其中重點企業(yè)包括紫金礦業(yè)、洛陽鉬業(yè)、西部礦業(yè)、江西銅業(yè)等,它們覆蓋了采礦、選礦、冶煉、化工等上下游一體化業(yè)務(wù),在金屬采礦行業(yè)中占據(jù)重要地位,擁有較強的市場競爭力和品牌影響力。
三、中游分析
1.市場規(guī)模
超導(dǎo)材料是指具有在一定的低溫條件下具有完全導(dǎo)電性(直流電阻為0)和完全抗磁性的材料。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場需求的持續(xù)增長,中國超導(dǎo)材料市場規(guī)?焖贁U大。2023年中國超導(dǎo)材料市場規(guī)模為49.8億元。2024年中國超導(dǎo)材料市場規(guī)模將達(dá)到65.8億元,2025年達(dá)到92億元。
2.市場結(jié)構(gòu)
根據(jù)臨界溫度的不同,超導(dǎo)材料可以分為低溫超導(dǎo)材料和高溫超導(dǎo)材料。目前,國內(nèi)低溫超導(dǎo)材料及應(yīng)用占超導(dǎo)市場總量的95%以上,已實現(xiàn)商業(yè)化的低溫超導(dǎo)材料主要為鈮基超導(dǎo)線材(NbTi和Nb3Sn)。高溫超導(dǎo)材料仍處于產(chǎn)業(yè)化初期,具備實用價值的高溫超導(dǎo)材料主要包括鉍系(BSCCO)、釔系(YBCO)、二硼化鎂(MgB2)超導(dǎo)材料及鐵基超導(dǎo)材料等。
3.區(qū)域分布
隨著全球?qū)Τ瑢?dǎo)技術(shù)的關(guān)注度不斷提升,中國各省市也在積極加大超導(dǎo)材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化力度。從區(qū)域分布來看,超導(dǎo)材料相關(guān)產(chǎn)業(yè)資源集中于江蘇省、上海市以及陜西省等省市,總體上華東地區(qū)相關(guān)企業(yè)及研發(fā)機構(gòu)分布較密集,形成了一定的集聚效應(yīng)。2023年華東、華北、中南地區(qū)超導(dǎo)材料市場規(guī)模分別為21.1億元、10.5億元、9.3億元,分別占比42.4%、21.1%、18.7%。
4.競爭格局
我國在超導(dǎo)材料和超導(dǎo)磁體技術(shù)的研究方面,經(jīng)過近50多年的發(fā)展,已經(jīng)成為國際超導(dǎo)材料和應(yīng)用技術(shù)研發(fā)的重要力量。總體看來,目前我國在高性能低溫與高溫超導(dǎo)材料已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。國內(nèi)企業(yè)中,西部超導(dǎo)是目前國內(nèi)唯一實現(xiàn)超導(dǎo)線材商業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè),也是國際上唯一的NbTi鑄錠、棒材、超導(dǎo)線材生產(chǎn)及超導(dǎo)磁體制造全流程企業(yè)。
5.上市企業(yè)經(jīng)營情況
當(dāng)前,我國超導(dǎo)材料行業(yè)上市企業(yè)共20余家,重點龍頭企業(yè)包括西部超導(dǎo)、永鼎股份、聯(lián)創(chuàng)光電、百利電氣等。
四、下游分析
1.電線電纜
超導(dǎo)材料在電力傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在超導(dǎo)電纜上。由于超導(dǎo)材料在超導(dǎo)態(tài)下電阻為零,因此使用超導(dǎo)電纜進(jìn)行電力傳輸可以大大減少能量損耗,提高能源利用效率。2023年我國電線電纜產(chǎn)量約為6203萬千米,同比增長4.7%。2024年我國電線電纜產(chǎn)量有望達(dá)6531萬千米,2025年達(dá)6844萬千米。
2.醫(yī)療器械
在醫(yī)療領(lǐng)域,超導(dǎo)材料主要應(yīng)用于核磁共振成像儀(MRI)等醫(yī)療設(shè)備中。隨著“健康中國”戰(zhàn)略的不斷深化,人民生活水平的不斷提升,以及我國人口老齡化、多元化醫(yī)療服務(wù)需求的不斷增長,我國醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)持續(xù)保持穩(wěn)步發(fā)展態(tài)勢。2023年中國醫(yī)療器械工業(yè)市場規(guī)模達(dá)1.18萬億元,同比增長10.28%。2024年市場規(guī)模將達(dá)到1.28萬億元,2025年達(dá)到1.37萬億元。
3.量子計算
在科學(xué)研究領(lǐng)域,超導(dǎo)材料的應(yīng)用主要體現(xiàn)在超導(dǎo)磁體、超導(dǎo)量子計算等方面。受益于通用量子計算機技術(shù)進(jìn)步和專用量子計算機在特定領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,全球量子計算市場規(guī)?焖僭鲩L。2023年全球量子市場規(guī)模達(dá)到47億美元。目前國際學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為未來5-10年量子計算將逐步實現(xiàn)商用落地, 2024年全球量子計算市場規(guī)模將達(dá)到55億美元,2025年達(dá)到61億美元。