行业概述 - 超导材料在临界温度下电阻突降为零，具有零电阻效应、迈斯纳效应和量子隧穿效应三大特性 [6][8] - 超导材料按临界温度分为低温超导(Tc≤25K)和高温超导(Tc≥25K)，低温超导材料如NbTi和Nb3Sn已商业化，高温超导材料如YBCO和BSCCO具有更高临界温度 [11] - 超导材料发展经历了从低温超导到高温超导的历程，1986年铜氧化物高温超导体的发现改变了应用格局 [17][19] - 低温超导材料依赖液氦制冷成本高，高温超导材料可用液氮制冷成本显著降低 [26] - 超导材料产业链中游为超导材料制备，上游为矿产资源，下游应用于电力能源和强磁场领域 [30][31] 主要超导材料及制备工艺 - 铜氧化物超导材料具有层状结构，超导发生在CuO层，氧含量变化可调控载流子 [33] - Bi系超导材料如Bi2212和Bi2223采用粉末装管法制备，Bi2212在低温高场下具有极高载流性能 [36][41][42] - REBCO(如YBCO)为第二代高温超导带材，采用多层复合结构，制备工艺包括基带加工、缓冲层沉积和超导层生长 [50][55] - NbTi和Nb3Sn为主流低温超导材料，NbTi采用冷加工工艺，Nb3Sn采用内锡法或青铜法制备 [71][77][81] - MgB2超导材料工作于制冷机温区，可采用粉末装管法制备，应用于MRI和特殊电缆等领域 [89] 可控核聚变应用 - 可控核聚变是超导材料重要应用方向，磁约束托卡马克为主流技术路线 [100] - ITER项目采用NbTi和Nb3Sn低温超导材料，磁体系统占成本28% [100][109] - 高温超导材料在核聚变应用占比达38%，成为最大单一应用场景 [117][118] - SPARC采用REBCO高温超导磁体，局部磁场强度达20T，远超ITER的5.3T [122] - 能量奇点"洪荒70"为全球首台全高温超导托卡马克，创下21.7特斯拉磁场纪录 [124] 高温超导竞争格局 - 行业集中度高，上海超导与FFJ为第一梯队，年产量超1000公里 [137] - 核聚变产业化拉动高温超导需求，单台装置需数千至数万公里超导带材 [138] - 全球头部厂商积极扩产，上海超导、FFJ等计划提升产能满足需求 [138]