2024年中国超导行业细分市场现状及竞争格局分析 低温超导已实现商业化、高温超导产业化进程加速

行业主要上市公司:西部超导(688122.SH)、永鼎股份(600105.SH)、联创光电(600363.SH)、百利电气(600468.SH)、东方钽业(000962.SZ)、精达股份(600577.SH)、金杯电工(002533.SZ)等

本文核心数据:高温超导带材产能

1、中国超导细分产品

超导材料是一种新型材料,在一定低温条件下,能排斥磁力线且呈现出电阻为零的特性。目前,已经发现有46种元素、几千种合金和化合物可以成为超导材料。主要的技术原理上依靠零电阻和抗磁性。超导材料处于超导态时电阻为零,能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感应电流,这一电流可以毫不衰减地维持下去。超导材料处于超导态时,只要外加磁场不超过一定值,磁力线不能透入,超导材料内的磁场恒为零。

按照超导体的临界温度,可以将超导体分为低温超导体和高温超导体。临界温度低于-248°C至-243°C超导体为低温超导体,高于-248°C至-243°C为高温超导体。

图表1:超导材料分类

低温超导材料一般都需在昂贵的液氦环境下工作,液氦制冷的方法昂贵且不方便,低温超导体难以大规模发展,主要应用于核聚变工程、核磁共振等领域。高温超导材料因为临界温度的提高,可以在液氮环境中工作,工业液氮制冷已经非常成熟,价格相对低廉,在2000年YBCO第二代高温超导带材问世之后,高温超导得到了实质性发展。

图表2:超导材料类型和应用

2、中国超导材料细分市场分析

——高温超导:产业化进程加速

当前国内涌现出多家高温超导带材厂商,主要可分为三个梯队,第一梯队厂商有上海超导、永鼎股份西部超导和上创超导等,第二梯队厂商以联创光电百利电气为代表,在高温超导领域具备领先的研发实力和一定的竞争优势,第三梯队厂商为每年在下游需求驱动下不断涌现出新的企业。

图表3:2024年中国高温超导行业竞争格局

从行业发展趋势来看,近几年在材料大规模制备方面逐步成熟,成本下降和良率提升都明显加速。高温超导技术在超导线缆(电网)、可控核聚变、高温超导感应加热设备等下游领域展开了规模化商业应用,并且呈现加速放量趋势。代表有上海超导和永鼎股份等,预计到2024年上海超导高温超导带材产能将扩张至4000千米左右,永鼎股份产能预计可达2000-3000千米。

图表4:2021-2024年中国高温超导带材价格及产能情况(单位:km)

——低温超导:已实现商业化

低温超导材料自1965年开始研究,目前其中低温超导材料NbTi与Nb3Sn目前已实现商业化,西部超导是国内唯一实现低温超导线材商业化的企业。NbTi超导线材由于具有优异的中低磁场超导性能、良好的机械性能和加工性能以及价格优势,在实践中获得了大规模应用,其用量占整个超导材料市场的90%以上;而Nb3Sn的临界温度相对较高,在18K左右,材料本身具有脆性,力学加工性能较差,临界电流对应变比较敏感,且制造困难、造价相对较高。

图表5:低温超导应用领域分析

当前全球仅有少数几家企业掌握低温超导线生产技术,主要分布在英国、德国、日本和中国,国内仅西部超导的业务涉及NbTi锭棒和线材、Nb3Sn线材(包括“青铜法”和“内锡法”)和超导磁体的生产,全球唯一的铌钛(NbTi)锭棒、超导线材、超导磁体的全流程生产企业,占据了市场的龙头地位,其余企业分布在低温超导产业链其余环节,如低温超导磁体领域初西部超导外,还有宁波建信、潍坊新力等,下游超导应用和超导设备领域企业有东方钽业、久立新材等。

图表6:中国低温超导行业竞争格局

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《超导产业技术趋势前瞻及投资前景分析报告》。

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