高温超导行业研究
作者:何斌
新材料 / 梧桐树行业研究

高温超导行业研究




报告摘要


1、早在2006年,超导材料便被列入国家“863”计划中“超导材料与技术专项”,在电力应用、强磁体应用以及弱电应用等方面全面开展研发。从国务院于 2015年发布的《智能制造2025》开始,国家层面围绕着超导材料的顶层设计政策密集出台,鼓励和规范行业有序发展。


2、目前高温超导材料仅占10%,约为52.2亿元。预测2030 年高温超导将占据 1/4 的份额,达到430亿。 


3、下游应用主要利用超导高电流密度的特性产生强磁场用于可控核聚变、高场磁体、感应加热和磁拉单晶领域,超导电缆和磁悬浮也是重要的使用场景。 利用超导产生强磁场需要更高的临界电流,同等体积下,高温超导体的临界磁场远高于低温超导体。 


4、考虑到量产产能,扩产可能性,以及产品性能,目前PLD路线在全球都处于明显的优势地位。 尽管MOCVD工艺的镀膜质量尤其高场性能要优于其他路线,但目前国内外企业尚不具备较大的量产规模,若能提升大规模量产的工艺,长期看具备未来发展潜力。 


5、未来高温超导将会在可控核聚变、超导电缆的拉动下继续降低成本,从而推动更多下游应用的发展。





报告目录 


一、 摘要 

(一)超导具有以下三个特性 

(二)国家政策鼓励超导发展 

(三)可控核聚变领域与感应加热领域的应用激发超导潜力 

(四)实现超导需要以下三个条件 

(五)高温超导没有大面积普及主要由于成本与技术两方面的难题 

(六)高温超导主要有三种生产工艺 

(七)国内主要高温超导带材厂商对比 

(八) 投资逻辑——“抓两端” 


 二、 超导材料是凝聚态物理的最前沿应用领域 

(一)物质的导电性与电阻产生的原理 

1、晶体材料的微观结构

2、物质的导电性 

3、电阻产生的原理 

(二)超导现象的历史背景 

(三) 超导现象:凝聚态物理中的关键效应与理论

1、迈斯纳效应(超导磁悬浮) 

2、同位素效应 

3、常规超导的BCS理论 

4、量子隧穿效应 


三、 低温超导稳步扩展,高温超导蓄力前行 

(一) 低温超导:铌钛合金与铌锡合金 、

(二) 高温超导:钇钡铜氧化物(YBCO, REBCO) 

1、BI2212(第一代高温超导体) 

(三) 超导体的分类 

1、超导体常见的分类方法 

2、第一类超导体

3、第二类超导体 

1)钇钡铜氧化物(第二代高温超导带材)

2)YBCO制作工艺

3)超导层制作工艺:脉冲激光沉积技术(PLD)

4)超导层制作工艺:金属有机沉积(MOD)

5)超导层制作工艺:金属有机化学气相沉积(MOCVD)

6)三种超导层制作工艺的比较 

7)三种超导层制作工艺路线的总结 

8)第二代高温超导带材及其进展 

9)第二代高温超导带材技术难点 

(四)超导产业:政策驱动,标准护航 

1、政策驱动 

2、 标准保障 

(五)低温超导应用成熟,高温超导优化升级 

(六) 高温超导体的发展 

1、高温超导体的发展历史

2、高温超导原理猜想 

3、高温超导体的优势 

4、磁通钉扎效应:高温超导性能的关键保障与挑战 


 四、 高温超导的上下游生态 

(一) 上游:原材料供应和技术支持 

1、原材料供应

2、设备制造 

3、技术支持

4、环保与安全支持 

(二) 中游:YBCO制备和产品加工

1、YBCO制备工艺 

2、产品加工

3、质量检测与测试

4、中游主要超导带材生产商 

(三) 下游:应用市场和终端需求 

1、科研设备和高能物理应用

2、工业应用

3、电力能源 

4、医疗设备

5、交通运输应用

6、下游市场的挑战与机遇 

(四)上下游重点汇总 


五、 行业竞争格局 

(一)中国主要厂商 

1、上海超导 

2、东部超导 

3、深创超导 

4、上创超导 

5、联创光电

6、甚磁科技

7、八匹马超导科技 

8、翌曦科技 

(二)国际主要厂商 

1、 American Superconductor Corporation(AMSC,美国)

2、SuperPower Inc.(美国)

3、 Fujikura Ltd.(日本) 

(三)公司潜力汇总 


 六、 高温超导:需求强劲,挑战待解 

(一) 高温超导产业由可控核聚变与前沿科研市场的刚需推动

1、可控核聚变邻域是刚需

2、科研领域是前沿

3、交通领域

4、电力设备 

(二) 当下高温超导需要解决的问题

1、超导材料成本高 

2、需要低温冷却系统

3、高温超导设备的使用寿命、耐久性和可靠性没有得到检验 

(三) 超导市场稳步增长,高温超导加速崛起 

1、需求驱动发展,成本技术待破 

2、超导市场持续增长 

3、高温超导市场快速上升

4、高温超导材料价格下降刺激市场

5、 高温超导前景广阔 


七、 报告总结 


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