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01產業驅動因素
①可控核聚變帶動超導市場需求提升10倍
可控核聚變裝置研發建設穩步推進,BEST、星火一號、先覺聚能、環流四號等項目有望陸續開工,核聚變商業化加速落地。
商業化聚變堆需要運行在極強磁場下,對高溫超導材料的需求將會非常巨大。
根據業內預估,每個商業化聚變堆所需的高溫超導線材總長度將達到5000到10000公里,這將直接帶動全球超導帶材的市場需求提升10倍以上。
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②產業鏈企業產能擴張帶動市場規模上升
可控核聚變的這種前景明確、需求龐大的市場預期,直接推動了上游材料企業的產能擴張。
業內消息顯示,上海超導為了滿足全球核聚變等項目的需求,將高溫超導帶材產能從200公里提升到4000公里,并且開始建設規劃產能不低于1.5萬公里的新工廠。
與此同時,隨著高溫超導技術的不斷成熟,最近五年來相關產品價格已經下降了一半,市場競爭力也在不斷上升,應用領域得以進一步擴大。
因此,未來超導市場規模的整體上升毫無爭議。
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02產業全景圖
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03上游產業鏈
03-1超導現象
超導現象是指某些特定材料在達到臨界條件(臨界溫度、臨界磁場、臨界電流)的時候,電阻突然變為零的現象。
由于超導材料具有零電阻、完全抗磁性、量子隧穿效應這三大基本特性,可以實現大電流傳輸、產生強磁場等重要作用。
因此,超導材料被業內普遍認為是支撐核聚變、超導電力傳輸、量子科技和醫療裝備等領域的重要基礎材料。
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03-2上游原材料
超導產業鏈的上游主要為超導原材料供應商。
根據超導現象臨界溫度的區別,通常將臨界溫度低于零下248℃的材料成為低溫超導材料,高于零下248℃的材料為高溫超導材料。
低溫超導上游原材料主要是Nb、Ti、Sn、Cu等金屬元素,不過超導領域對原材料的消耗量并不大,因此上游原材料對行業的供應影響并不明顯。
高溫超導的上游原材料主要是Bi、Ba、La、Sm、Y 等金屬元素的氧化物,通常在稀土礦、銀礦、銅礦、鎳礦等礦產資源中,供應也相對穩定。
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03-3相關標的
①中金嶺南:公司主要集中在室溫超導材料體系的研發和商業化探索,也是室溫超導材料體系方向上的主要廠商之一。
②潔美科技:公司通過參股北京臨界領域,布局高性能銅基、鎳基高溫超導粉體和靶材等關鍵原材料。
③東方鉭業:公司主營稀有金屬鉭、鈮及其制品,是制備低溫超導材料的關鍵上游原材料供應商。
④寧波韻升:國內主要的稀土永磁材料供應商之一。稀土是某些超導材料(如釔鋇銅氧)的關鍵成分。
04中游產業鏈
04-1低溫超導和高溫超導
超導產業鏈中游主要是超導線帶材和超導磁體等成品廠商,按照前面所說的臨界溫度不同,相關產品也區分為低溫超導和高溫超導。
低溫超導材料方面,目前已經實現NbTi和Nb3Sn等鈮合金超導材料的產業化,技術成熟,成功應用在磁共振成像、核磁共振波譜分析等領域。
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不過低溫超導材料需要在液氦環境(4.2K,零下269℃)才能呈現超導現象,國內氦氣資源貧乏,目前主要依賴進口,因此日常使用成本較高。
相比之下,第二代高溫超導帶材可以在液氮環境(77K,零下196℃)呈現超導現象,空氣中78%都是氮氣,制備技術成熟,液氮價格遠低于液氦,日常使用具有明顯的經濟優勢。
不過,高溫超導材料研究起步較晚,技術相對復雜,至今還沒有充分實現規模化生產,使得成品價格比低溫超導材料更高。
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04-2高溫超導是未來趨勢
根據華經產業研究院,截至2022年,全球低溫超導材料占比超過9成,當下依然還是低溫超導材料占據主流應用市場。
而且,高溫超導磁體穩定運行的最高磁場強度可以達到45.5T(磁場單位),也高于低溫超導磁體的15T左右。
更強的磁場可以延長等離子體約束時間,減少能量損失,有望成為可控核聚變磁場裝置的未來發展趨勢。
04-3相關標的
①西部超導:全球唯一的低溫超導NbTi錠棒、線材、磁體的全流程生產企業,成功實現國際核聚變項目的超導線材交付任務,高溫超導材料方面已經掌握核心制備技術。
②聯創光電:通過子公司聯創超導布局超導業務,聯創超導擁有領先的高溫超導磁體技術,是國際上為數不多的高溫超導應用技術綜合性解決方案供應商。
③永鼎股份:子公司東部超導主營第二代高溫超導帶材和應用產品,現在已經形成以超導材料制備、超導應用研發、超導檢測為核心的超導微生態產業鏈
④上海超導:公司是全球僅有的兩家年產千公里級以上(12mm寬)第二代高溫超導帶材的生產商之一,第二代高溫超導帶材國內市占率超過80%,科創板IPO申請正式獲得受理。
⑤百利電氣:控股子公司北京英納超導主要從事高溫超導線材、超導磁體、電流引線、超導教具的研發生產。
05下游產業鏈
超導產業鏈下游主要是醫療設備、高能物理、核聚變、電力能源、感應加熱設備、磁控單晶爐等等高端應用領域。
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05-1醫用核磁共振儀
根據《高場超導磁體無骨架線圈設計及其低溫機械性能研究》中的數據顯示,2020年我國超導磁體主要的應用領域在醫用行業(占比72%)。
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磁共振成像技術(MRI)作為當今最先進的人體無損成像技術,廣泛應用于人體各個部位疾病的診斷,尤其在帕金森癥、阿爾茨海默癥、癌癥等疾病的診斷方面有著重要作用。
華經產業研究院數據顯示,當前我國MRI設備缺口相對較大,2022年人均設備保有量每百萬人只有9.38臺,遠低于日本每百萬人57.4臺和美國30臺以上的水平。
將根據智研瞻產業研究的數據,預計到2029年國內超導型磁共振成像設備市場規模將到達41.94億美元,帶動超導磁體的需求增長。
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05-2可控核聚變
根據業內最新的《The globalfusion industry in 2024》報告顯示,參與調查的37家商業核聚變公司中,有26家認為在2035年前將有核聚變機組實現并網供電。
顯然,超過70%的核聚變公司預期在十年內實現并網發電,可控核聚變的商業化前景值得我們期待。
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按照《World Fusion Outlook 2024》的統計,預計未來五年將有10個聚變項目建成,單個項目設備投資額保守估計30億美元,其中磁體占比30%,潛在市場預計百億美元。
預計未來10年內會有27個核聚變項目建成,超導磁體潛在市場約為240億美元。
如果未來可控核聚變完全實現商業化,預計到2050年可控核聚變市場空間至少達到1萬億美元,超導材料對應的市場空間遠超千億美元。
05-3相關標的
①聯影醫療:國內超導MRI設備龍頭企業,產品性能接近進口設備,未來市場份額有望逐漸上升。
②晶盛機電:國內泛半導體設備龍頭企業,公司將超導磁場技術引入光伏晶硅生產領域,并和西部超導戰略合作保障超導產能供應穩定。
06發展趨勢
整體來看,超導材料以其獨特的性能應用于可控核聚變、核磁共振儀等高端領域,未來將隨著可控核聚變的商業化打開新的成長空間。
本文引用參考圖片和文獻:中銀證券、國金證券、中航證券、中國銀河證券、民生證券、Wind、同花順、行行查、蘿卜投研數據網站、各公司公開資料,不代表本人立場,不構成投資建議。
#超導材料、#可控核聚變、#高端裝備
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