2023超导行业发展现状、产业链及发展前景分析报告.pdf

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1、2023 年深度行业分析研究报告 1/36 行业研究报慧博智能投研 一、超导行业概述一、超导行业概述 1.超导定义超导定义超导是超导电性的简称，指的是在特定的低温条件下呈现出电阻等于零的特性以及具备完全抗磁性的材料，一直被称为当代科学的明珠。这个温度被称为超导临界温度（或超导转变温度），用 TC 表示。目录 目录 一、超导行业概述.1 二、我国超导行业发展现状.7 三、超导行业产业链.9 四、超导行业竞争格局及行业壁垒.15 五、超导行业相关机遇及未来发展前景.16 六、相关公司.32 2/36 2.超导超导发展历程发展历程 对于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

2、方向，之后随着超导学科的不断发展，其研究领域也在不断扩大，现已和低温物理同属凝聚态物理的分支学科。对于低温物理的研究兴起于 19 世纪下半页，当时低温物理的研究主要有两个方向：一是如何获得绝对零度（0K，即零下 273.15）；二是在极低温下金属材料物理性能的研究。1908 年，荷兰科学家昂内斯将最难液化的气体氦气（He）液化，从而获得了 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（Hg）的电阻成功降为了 0，昂内斯将其命名为超导态，自此拉开了超导研究的帷幕。超导材料的探索主要经历了几个阶段：超导材料的探索主要经历了几个阶段：1

3、9111986 年，是低温超导材料发展阶段，1986 年发现铜氧化物高温超导体，2021 年发现临界转变温度为 39K 的金属化合物 MgB超导体，2008 年发现铁基超导体。此外，自从超导材料被发现以来，人们就没有停止过对室温超导的向往与探索。2023 年 7 月 22 日，韩国研究团队提交了一篇论文，文中首次揭示了一种名为 LK-99 的室温超导体的存在，给出了其具体的合成制备方法。根据该论文，LK-99 为一种掺杂铜的铅磷灰石材料体系，其超导临界温度 Tc 高达约 127 摄氏度（400K），且在常压下即可实现超导。该论文发布后，引发全球较多关注，并相继有实验室重复实验并给出初步结果。目

4、前针对韩国研究团队发现的 LK-99 材料体系是否具备室温超导特性，全球各研究小组仍有较大的分歧，仍需要更多的实验研究和结果复现来证实。现如今超导技术早已从实验室走向规模化商业应用。低温超导体（-269，液氦，以上温度工作的材料）早在 1980 年代实现商业化，但由于液氦的稀缺性和高成本，仅在医疗磁共振 MRI 设备中展开规模的商 3/36 业化应用。高温超导体（-196，液氮，以上温度工作的材料）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呈现明显加速。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。随着材料的成熟

5、和下游应用领域的不断开展，高温超导行业已经迎来了规模商业化。3.超导特性超导特性 超导具有 3 个临界值，即临界温度 Tc、临界电流 Ic 和临界磁场 Hc。三者之间相互制约并形成临界值曲面，只有当温度、电流和磁场在临界值曲面上或内部时，物质才会进入超导态，拥有零电阻特性。超导材料具有零电阻、超导材料具有零电阻、完全抗磁性、量子隧穿效应性质：完全抗磁性、量子隧穿效应性质：超导材料又称为超导体，是在某一温度下电阻为零的导体。而超导材料不仅具有零电阻的特性，还可以完全抗磁性。因此超导材料在传输过程中几乎没有能量耗损，还能在每平方厘米上承载更强的电流。在超导材料中，电子之间存在一种相互作用，使得它们

6、能够以成对的方式运动，这些成对的电子被称为库珀对。超导材料被冷却到低温时，库珀对开始形成，并在材料中不受阻碍地移动，从而导致电阻为零。4/36 4.超导分类超导分类 超导体的分类没有统一的标准，最常见的分类方法是按临界温度划分为低温超导，高温超导。超导物理中将临界温度在液氦温区(4.2K)的超导体称为低温超导体，也称为常规超导体，譬如目前商业化的 NbTi、NbSn；将临界温度在液氮温区(77K)的超导体称为高温超导体，譬如 YBa-Cu-O 超导体。5/36 5.超导应用超导应用 在应用领域方面，超导体因为具有绝对的零电阻和完全的抗磁性两大特性，在所有涉及电和磁的领域都有超导体的用武之地，应