超导落地图谱:阶段性指标与确定性趋势 指数洞察
日期:2025-07-15 01:21:48 作者:admin 阅读
日期:2025-07-15 01:21:48 作者:admin 阅读
近两年,超导赛道悄然升温。一级市场上,可控核聚变初创公司完成大额融资;二级市场上,有医疗影像上市企业拿下亿元级MRI订单;落地应用上,电网示范工程开始测试高温超导电缆的降本潜力。
这个曾被视为“实验室技术”的产业,正加速落地,并分化出三类明确的机会,一类是面向未来能源革命与科技竞赛的颠覆性机遇,一类是处于规模化前夜的成长型领域,另一类是已规模商用的“现金牛”赛道。
当前,美国主导高端研发,凭借尖端军工应用和私营科技企业创新保持技术领先;中国强于规模化落地,通过国家战略驱动,在高温超导材料研发和电网应用等产业化方向快速突破,并依托稀土供应链形成独特竞争力。短期内,中美在超导材料成本上有直接竞争,并在研发投入、标准制定等维度展开全面博弈,欧洲、日本等传统超导强国已逐渐被边缘化,技术代差持续扩大;2030年后,当可控核聚变商业化,中美将争夺超导供应链的全球主导权。
在科技自立自强的大背景下,超导技术(尤其是高温超导)被视为未来能源、信息、医疗、交通等领域的颠覆性技术之一,其自主可控成为国家核心战略诉求。国家层面在持续加码投入资源,接力助推行业轮动升级。从扶持政策、重大专项投入和资本布局上,都可窥见国家和地方政府支持超导行业的决心。
① 国务院国资委未来产业启航行动:2024年明确将可控核聚变列为未来能源核心方向,成立由25家央企、科研院所组成的可控核聚变创新联合体,加速技术转化。
② 工信部发布的《重点新材料首批次应用示指导目录(2024年版)》中,将高温超导材料列为重点支持领域。
① 中国聚变工程实验堆(CFETR),是中国自主设计和研制并联合国际合作的重大科学工程,计划分三步走,完成“中国聚变梦”。第一阶段到2021年,CFETR开始立项建设;第二阶段到2035年,计划建成聚变工程实验堆,开始大规模科学实验;第三阶段到2050年,聚变工程实验堆实验成功,建设聚变商业示范堆,完成人类终极能源。
② 科技部“重点研发计划”、工信部“产业基础再造工程”等,投入巨资支持基础研究(如新型材料探索)、关键技术攻关(如带材制备工艺、低温制冷系统)和应用示范项目(如电网示范工程)。
③ 2025年1月,全超导托卡马克装置(EAST)成功实现1亿摄氏度1066秒的稳态高约束模等离子体运行,刷新世界纪录。
④ 紧凑型聚变装置(BEST)于2025年5月正式启动总装,比原计划提前两个月,预计2027年建成。
⑤ 2023年8月25日下午,新一代人造太阳“中国环流三号”取得重大科研进展,首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行,再次刷新中国磁约束聚变装置运行纪录。
① 上海:成立注册资本10.26亿元的上海未来聚变能源科技有限公司,推动高温超导电缆、磁体研发。
② 银川国资:注资1.5亿元至宁夏超导,布局高温超导硅单晶生长设备制造。
▲产业链的不同环节,成熟度不一,面对相关企业,需借助不同指标判断技术的成熟度或产业化进展情况(本文不讨论如稀土矿等原材料环节)
高温超导技术壁垒更高,可应用到大科学装置、可控核聚变等远期颠覆性场景。其中,第二代高温超导带材(REBCO)是当前商业化最活跃的方向。
高温方案下,一级市场呈现稳定的“一超多强”格局。“一超”即上海超导,2024年估值已达100亿,高温超导带材年产量超1000km,覆盖全球100+家客户,根据招股书,公司从2022年到2024年,成本下降了64.5%,产业规模降本效应日趋凸显;第二梯队包括东部超导、上创超导和甚磁科技等,在收入规模、技术创新和产品口碑上各有所长。
低温超导经济性更优,目前已渗透到多种工业场景,如贵金属企业利用低温超导来熔化金属,以降低热损耗、提高电转换效率;半导体制造、光伏行业,可用超导技术拉硅片,即“磁控直拉单晶硅”技术。
超导磁体是中游的最关键设备。在国际项目ITER和国内项目CFETR中,托卡马克核心设备的价值从高到低分别为磁体(26-28%)、线%)、偏滤器和屏蔽层(2.3%)。
低温超导磁体发展时间较早,技术成熟;高温超导磁体仅需液氮制冷,有着更高的临界磁场、临界温度、临界电流,可以运用在超高场大型设备中,更小的体积也使得大型设备成本大幅降低。经过30多年的研究,高温超导磁体的磁场上限已经探索至 45.5T,同时超导磁体的生球盟会产技术也正逐步成熟。
① 结果指标:磁体场强(低温场强一般<15T,临界温度25K;高温场强目前美国最高实现45.5T,国内30T,临界温度25K)
② 过程指标:线圈口径(由下游客户需求决定,尺寸越大,技术难度越高,大口径技术可兼容小口径),通电电流,临界温度
① 第一个阶段是聚变实验堆,此阶段Q值>1,聚变功率50-200MW(如SPARC等);
② 第二个阶段是聚变工程堆,Q值>10,聚变功率200-500MW(如ITER、CFETR等);
高场强MRI,即3T的高端磁共振成像设备,核心依赖于低温超导磁体。此外,在质子/重离子治疗中,用于癌症治疗的粒子加速器需要大型强磁场引导束流。
在1.5T主流超导MRI市场,国产整机市占率在2023年已超过50%;3.0T及以上超导MRI的核心技术,国内厂商也在不断突破,国产化率快速提升。
“国之重器”如高能粒子加速器(环形正负电子对撞机CEPC等)、稳态强磁场实验装置,需要大量高温超导线材。
大科学装置是超导企业的“兵家必争之地”,单笔订单金额可高达数十亿。尤其是等离子所和中核集团的订单,上中游环节的竞争相当激烈。
实现碳中和,要求能源结构转型和能效大幅提升。高温超导技术在电力传输(零电阻损耗)、可控核聚变(强磁场约束)、高效电机/发电机等领域,具有革命性的节能降耗潜力。
目前,超导产电成本比其他方案至少贵2~3倍。制冷能耗与带材价格仍是规模化最大障碍,何时能与传统方案打平,是资本市场关注的焦点。
托卡马克、量子计算极低温设备、磁悬浮列车推进球盟会系统、船舶/航空用高效推进电机等市场,均孕育着巨大的颠覆性机遇。
总地来说,低温赛道的企业意味着短期内有收入,主要关注订单、客户口碑和背书;高温赛道有更高的估值溢价,其中上游带材环节已有订单和收入,主要看规模;中游和下游产品尚在研发阶段,判断标准一是技术指标,包括磁体场强、Q值等,可对标美国企业的进度;二是稳定工艺+专利壁垒+客户认证周期等落地相关的指标,并依此反推企业现金流、融资能力等的适配情况。同时,可关注跨界颠覆者,如制冷技术突破可能来自半导体低温企业等。