内容概要:超导磁体是利用超导材料在极低温下实现零电阻特性,通过超导线圈产生强磁场的装置,其核心在于电流无损耗传输和自维持稳定磁场。根据材料与工作温度,主要分为低温超导(如NbTi、Nb₃Sn,需液氦冷却、技术成熟,广泛应用于MRI、粒子加速器和核聚变装置)和高温超导(如YBCO,可在液氮温区运行,制冷成本低、稳定性高,在磁悬浮、超导储能和无液氦MRI等领域潜力显著)。全球超导材料市场规模持续增长,预计2025年达71.3亿欧元,其中低温超导仍占主导(78%),高温超导增速迅猛。中国已形成完整产业链,2024年产量较2018年增长5.5倍,2025年市场规模预计突破92亿元。产业格局方面,低温超导领域由西部超导(全球唯一全链条企业)和欧美企业主导;高温超导已形成以上海超导(产能跻身全球第一梯队)、日本Fujikura等为代表的竞争梯队,国产材料成本持续下降、加速商业化应用。未来,超导磁体发展将聚焦高温超导材料产业化与成本控制、低温超导高场强技术突破,并与核聚变、新能源、人工智能等战略领域深度融合,推动全球超导产业格局重构。
上市企业:西部超导(688122.SH)
相关企业:上海超导科技股份有限公司、东部超导科技(苏州)有限公司、上海上创超导科技有限公司、合肥曦合超导科技有限公司、合肥夸夫高温超导材料有限公司、北京英纳超导技术有限公司、苏州新材料研究所有限公司、广州荷力胜蜂窝材料股份有限公司、潍坊新力超导磁电科技有限公司、苏州安科新能源有限公司、鑫高益医疗设备股份有限公司、甚磁科技(上海)有限公司
关键词:超导磁体、超导磁体发展政策、超导磁体行业产业链、超导磁体发展现状、超导磁体细分市场、超导磁体行业竞争格局、超导磁体发展趋势
一、超导磁体行业相关概述
超导磁体是指利用超导材料在临界温度以下(通常接近绝对零度)实现零电阻特性,通过超导线圈产生强磁场的电磁装置。其核心原理是超导材料在特定条件下电阻突降为零,电流通过时无能量损耗,且无需外部供电即可维持稳定磁场。
超导磁体根据超导材料特性与工作温度,主要分为低温超导磁体和高温超导磁体两大类:低温超导磁体采用铌钛(NbTi)或铌三锡(Nb₃Sn)等材料,需在液氦温度(约4.2K)下运行,具有技术成熟、磁场强度高(可达13T以上)的特点,广泛应用于核磁共振成像(MRI)、粒子加速器及核聚变装置;高温超导磁体则基于钇钡铜氧(YBCO)、铋系(Bi-2223)等材料,可在液氮温度(77K)或更高温度下工作,虽工业化难度较大,但凭借低制冷成本、高稳定性等优势,在磁悬浮列车、超导储能、无液氦MRI及紧凑型核聚变装置等领域展现出巨大潜力。
超导磁体通常由第二类超导材料(如铌钛合金或高温超导材料)制成线圈,当通电后,由于零电阻特性,电流可以持续流动而不衰减,从而产生稳定且强大的磁场与传统磁体相比,超导磁体具有无导线电阻损耗、无铁芯磁损耗、磁场强度高、体积小等优势,成为现代电磁技术的巅峰代表。
超导磁材核心流程始于超导导线制备,通过复杂的加工工艺将超导材料(如铌钛合金)与铜基体复合拉制成所需规格的线材;随后进行线圈绕制与固化,将超导线材精确地绕制成设计形状的线圈,并采用环氧树脂等材料进行真空浸渍固化,形成坚固的整体;接下来是低温恒温器集成,将线圈总成装入杜瓦容器中,为其配备维持极低温的冷却系统(如液氦通道或制冷机);最后进行严格测试,包括抽真空、降温和励磁测试,以验证其能否在目标温度和电流下稳定产生强磁场,并确保失超保护系统有效。整个生产过程对洁净度、精度和质量控制的要求极高。
二、中国超导磁体行业产业链
超导磁体行业产业链上游主要为超导原材料,低温超导原材料主要为钛矿、铌矿和锡矿,高温超导原材料主要为钇钡矿、镁矿等;中游汇聚超导线带材研发制造企业与超导磁体系统集成商,通过材料创新与精密工艺推动性能跃升;下游覆盖医疗影像(如核磁共振仪)、高能物理(粒子加速器)、清洁能源(可控核聚变装置)、智能交通(磁悬浮列车)以及先进制造(感应加热设备、磁控单晶炉)等战略领域,形成从基础材料到高端装备的全链条协同发展格局。
相关报告:智研咨询发布的《中国超导磁体行业市场竞争格局及产业需求研判报告》
三、全球及中国超导磁体行业发展现状分析
超导磁体是指在一定低温条件下具有完全导电性和完全抗磁性的新型功能材料,近年来在全球科技与产业版图中持续引发关注热潮。2025年,全球超导材料市场规模预计达到71.3亿欧元(折合人民币约560亿元),同比增长2.44%。其中,低温超导材料凭借其成熟的技术应用,占据市场主导地位,规模约达55.6亿欧元,占比约78%;而高温超导材料则以22%的占比紧随其后,市场规模约为15.7亿欧元,展现出强劲的增长潜力。中国超导材料行业虽起步较晚,但凭借政策支持与科研投入,实现了跨越式发展,已构建起涵盖超导锭棒、线材、磁体及设备等环节的完整产业体系。自2011年国内超导材料产业化进程启动以来,历经十余年深耕,产业链各环节协同发展,日趋完善。2024年,中国超导材料总产量激增至1303.2吨,较2018年增长5.5倍,年复合增长率高达32%。预计2025年中国超导磁体市场规模将突破92亿元人民币大关,同比增长超35%,持续引领全球超导材料市场增长新趋势。
四、中国超导磁体行业细分市场分析
我国低温超导材料产业已形成“原料-线材-磁体-设备”完整闭环,技术成熟度与市场主导权优势显著。西部超导凭借全产业链优势占据国内95%市场份额,其生产的铌钛(NbTi)超导线材通过国际热核聚变实验堆(ITER)认证,成为可控核聚变领域核心供应商,引领行业发展。从国内市场招投标看,2024-2025年7月西安聚能超导成为主要中标单位,在NbTi超导线材方面,为中国科学院电工研究所、华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心供货,不同批次数量、金额差异大,单价从6.5元/m到19.5元/m 不等;在Nb3Sn超导线材方面,除为中科院电工所供货外,还多次中标中科院合肥等离子体物理研究所订单,该所订单多以重量计,单价为5480元/kg,电工所订单单价在54.6 - 6.2元/m波动。合肥夸夫超导也中标中科院合肥等离子体物理研究所部分Nb3Sn超导线材订单。这种招投标情况反映出市场对低温超导材料存在持续需求,不同采购方需求特点不同,同时多家企业中标有利于促进市场竞争,推动低温超导材料产业发展与技术进步。
目前,商用低温超导材料以NbTi和Nb₃Sn超导线材为主导。NbTi作为二元合金,凭借优异的加工塑性、高强度及低成本特性(临界温度9.7K,4.2K下上临界磁场12T),成为10T以下磁体应用的首选,广泛用于聚变堆磁体、MRI/NMR设备及粒子加速器等领域,其成熟的制备工艺、高性价比与稳定性使其占据超导材料市场90%以上份额;而Nb₃Sn作为金属间化合物,虽因脆性导致加工难度大、成本高(临界温度 18K,4.2K下上临界磁场达25T),但凭借其超高磁场性能,仍稳居10T以上强磁场场景的核心地位,二者形成互补型技术路线,共同支撑低温超导产业规模化发展。
中国高温超导材料研究起步虽晚,但在国家科技重大专项与产业政策推动下,实现了从跟跑到并跑领跑的跨越,在二代YBCO带材制备等核心技术领域进入世界前列。以上海临港等为代表的四大产业集群加速崛起,上海超导突破20万米级量产,产品单价低于国际同类40%,并打入国家重大工程供应链。2024 - 2025年7月,中标科研机构订单超60万米,单价明显下降,中科院合肥等离子体所大订单凸显需求牵引,价格竞争与技术迭代推动产业成熟,为商业化应用奠定基础。
高温超导材料的产品定价显著高于传统低温超导材料,这主要归因于其制备过程中对稀土金属、高纯度银等昂贵原材料的依赖,以及复杂精密的工艺流程带来的高附加成本。不过,随着材料科学持续突破,当前高温超导带材的生产效率与良品率已实现显著提升,规模化效应逐步显现,成本压力得到有效缓解。以上海超导为例,其第二代高温超导带材价格在2022-2024年间从359.77元/米降至241.08元/米,年均降幅超15%,技术迭代与产业化进程正加速推动高温超导材料向平民化应用迈进。
五、国内外超导磁体行业企业布局情况
在低温超导领域,全球具备产业化生产能力的企业高度集中,主要分布于中国、日本、德国和英国。从产业链环节来看,NbTi锭棒的核心供应商仅有中国的西部超导和美国的ATI,其中后者长期为全球线材制造商提供合金原料;在超导线材环节,主要厂商包括英国的Oxford、德国的Bruker、英国的Luvata、日本的JASTEC以及中国的西部超导,尤其以前三家欧洲企业占据全球市场主导地位。西部超导是目前全球唯一实现铌钛锭棒、超导线材(涵盖NbTi及Nb₃Sn“青铜法”和“内锡法”)与超导磁体全链条覆盖的企业,具备全面的自主研发与产业化能力。
在高温超导领域,目前全球可实现REBCO长带批量化生产的企业数量有限,主要参与者包括日本Fujikura(FFJ)、美国SuperPower以及中国上海超导等。根据上海超导招股说明书披露,以年产能力为依据,全球制造商可划分为三个梯队:第一梯队为上海超导和Fujikura,年产能均已超过1,000公里(以12mm带宽标准计);第二梯队涵盖SuperPower、Fujikura(部分产品线)、SuperOx、SuNAM、Theva、美国超导(AMSC)、东部超导和上创超导等企业,年产量介于数十至数百公里;第三梯队则包括MetOx Technologies、SupremaTape、High Temperature Superconductors等公司,目前仍处于研发或样品供应阶段,尚未实现规模化量产。
六、中国超导磁体行业发展趋势分析
中国超导磁体行业未来将呈现技术突破、场景拓展与产业链协同并进的发展态势:技术层面,高温超导REBCO带材良品率有望突破90%、成本降低超50%,低温超导Nb₃Sn线材临界电流密度提升至3000A/mm²,同时室温超导探索进入实质阶段;应用层面,医疗MRI设备国产化率超60%、能源领域超导限流器及储能装置规模化落地、时速600公里磁悬浮列车商业化运营,推动2030年市场规模突破200亿元;产业链层面,上游原材料实现100%自主供应,中游形成“交钥匙工程”集成能力,下游国家电网、中国中车等终端用户深度参与定制开发,长三角、粤港澳大湾区将建成全球首个超导磁体“灯塔工厂”,全面巩固中国在全球超导科技与产业竞争中的主导地位。具体发展趋势如下:
1、技术突破引领产业跃迁
中国超导磁体行业将加速突破关键技术瓶颈,推动产业向高端化、自主化跃迁。在高温超导领域,第二代REBCO带材制备技术将进一步优化,通过改进化学溶液法、脉冲激光沉积等工艺,实现千米级带材的均匀性与稳定性提升,良品率突破90%,成本较进口产品降低50%以上。低温超导方面,Nb₃Sn线材的临界电流密度有望提升至3000A/mm²(4.2K),支撑可控核聚变、高能物理等领域的超导磁体向更高场强(20T以上)迈进。此外,室温超导探索将进入实质性阶段,石墨烯基、氢化物等材料体系有望在实验室实现100K以上临界温度,为行业带来颠覆性变革。
2、应用场景拓展驱动市场爆发
超导磁体应用场景将从传统领域向新兴赛道加速渗透,形成千亿级市场空间。医疗领域,3.0T以上高场强MRI设备国产化率将突破60%,超导磁体成本下降推动设备价格降低40%,带动基层医疗机构普及率提升;能源领域,高温超导限流器、储能装置将在智能电网中规模化应用,预计2030年相关市场规模超200亿元;交通领域,时速600公里高温超导磁悬浮列车将进入商业化运营阶段,配套超导电机、磁体系统需求激增;科研领域,超导量子干涉仪(SQUID)、核聚变装置(CFETR)等高端设备将实现100%国产化的技术闭环,推动中国在全球超导科技竞争中占据主导地位。
3、产业链协同构建全球竞争力
中国将形成“材料-装备-应用”全链条协同创新的产业生态,巩固全球超导磁体制造中心地位。上游环节,稀土、铜、银等原材料企业与超导材料厂商共建“3公里配套圈”,实现NbTi锭棒、REBCO带材等关键材料的100%自主供应;中游环节,头部企业通过并购、合资等方式整合磁体设计、绕制、冷却等环节,打造“交钥匙工程”能力,缩短交付周期30%以上;下游环节,国家电网、中国中车、联影医疗等终端用户将深度参与超导磁体定制化开发,形成“需求牵引-技术迭代-规模降本”的正向循环。同时,长三角、粤港澳大湾区将依托产业集群优势,建成全球首个超导磁体“灯塔工厂”,引领行业向智能化、绿色化转型。
以上数据及信息可参考智研咨询(www.chyxx.com)发布的《中国超导磁体行业市场竞争格局及产业需求研判报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构,提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号,每天及时掌握更多行业动态。


2025-2031年中国超导磁体行业市场竞争格局及产业需求研判报告
《2025-2031年中国超导磁体行业市场竞争格局及产业需求研判报告 》共十章,包含2020-2024年中国超导磁体行业上下游主要行业发展现状分析,2025-2031年中国超导磁体行业发展预测分析,超导磁体行业投资前景研究及销售战略分析等内容。



