超导行业下游应用市场及竞争格局分析（附报告目录）
1、超导行业概述
定义：超导体（英文名：superconductor），又称为超导材料，指在某一温度下，电阻为零的导体。在实验中，若导体电阻的测量值低于10-25Ω，可以认为电阻为零。
超导体已经进行了一系列试验性应用，并且开展了一定的军事、商业应用，在通信领域可以作为光子晶体的缺陷材料。
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特性：超导体具有三个基本特性：完全电导性、完全抗磁性、通量量子化。
（1）完全电导性
这是超导材料最基本的性质，即当温度降至临界温度Tc以下时，其电阻变为零。超导材料的零电阻特性可以用来输电和制造大型磁体。
（2）完全抗磁性
将超导体置于外磁场中时，超导体会表现出完全抗磁性，即把原来处于体内的磁场排挤出去，其内部的磁感应强度为零，人们将此种现象称为“迈斯纳效应”。利用超导材料的完全抗磁性，可以制造超导磁悬浮列车。
（3）通量量子化
通量量子化又称约瑟夫森效应，指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时，电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象，即在超导体（superconductor）—绝缘体（insulator）—超导体（superconductor）结构可以产生超导电流。
分类：根据超导材料的临界温度，可将超导材料分为低温超导材料和高温超导材料。一般认为，Tc<25K的超导材料称为低温超导材料，目前已实现商业化的包括NbTi（Tc=9.5K）和Nb3Sn（Tc=18k）；Tc≥25K的超导材料称为高温超导材料，有实用价值的主要有铋系（例如Bi2Sr2Ca2Cu3O7-δ，Tc=110K）、钇系（例如YBa2Cu3O7-δ，Tc=92K）和MgB2（Tc=40K）材料等。有实用价值的铋系和钇系高温超导材料属于氧化物陶瓷，在制造工艺上必须克服加工脆性、氧含量的精确控制及与基体反应等问题，因此价格昂贵，目前尚处于研发阶段。而以NbTi和Nb3Sn为代表的低温超导材料，由于其具有优良的机械加工性能和成本优势，在相当长的时期内仍将在商业化超导市场中处于主导地位。
2、低温超导材料行业概述
实用低温超导材料主要是NbTi和Nb3Sn超导线。NbTi和Nb3Sn的主要区别如下：NbTi是二元合金，具有良好的加工塑性，很高的强度，制造成本低，临界磁场低，主要用于10T以下磁场；Nb3Sn是金属间化合物，属于脆性材料，加工性能差，制造成本高，但是临界磁场高，主要用于10T以上的磁场。
超导磁体一般是指用超导导线绕制的能产生强磁场的超导线圈，还包括其运行所必要的低温恒温容器。通常电磁铁是利用在导体中通过电流产生磁场，由于超导材料在超导状态下具有零电阻特性，因此可以以极小的面积通过巨大的电流。超导磁体具有场强高、体积小、重量轻等特性。基于产生的强磁场，超导磁体主要应用领域包括MRI、MCZ、NMR、ITER、加速器、科研用特种磁体等。
3、低温超导材料行业发展情况
（1）低温超导材料行业产业链概述
目前，全球超导市场以低温超导为主。低温超导行业产业链主要包括上游原材料、超导线材、超导磁体、超导设备四个环节。上游行业主要是Nb、Ti、Sn、Cu等原材料，由于低温超导线材行业对原材料的消耗量并不大，因此上游原材料对超导线材行业的影响并不明显，超导线材行业的发展主要取决于技术进步。下游行业主要是超导设备，随着MRI、MCZ、NMR等领域的发展，未来低温超导线材的市场空间巨大。
（2）低温超导材料市场应用分析
目前低温超导材料的绝大部分应用都是基于超导磁体产生的强磁场，主要应用领域包括MRI、MCZ、NMR、ITER、加速器、科研用特种磁体等。
1）MRI用超导磁体
MRI是当前超导材料的最主要应用领域。MRI已成为目前最重要的医疗影像诊断之一，目前国内MRI市场基本上被国外公司（GE、PHILIPS、SIEMENS）垄断，价格昂贵，使得大多数中、小医院用不起MRI设备。为此，国家明确将磁共振成像设备列为当前优先发展的高技术产业化重点领域之一。
MRI对人体不会产生放射性损伤，可以实现三维立体扫描、成像图像分辨率高、对肿瘤早期诊断有较高的临床价值，已经广泛运用于全身各部位脏器的疾病诊断中。与永磁型MRI相比，超导MRI成像区磁场高，所以可以获得更高的分辨率，通过闭环运行方式实现磁场空间和时间稳定性更高，一般可达10年以上而不变化。这就决定了超导MRI具有永磁型MRI无可比拟的优势。
我国近年来对MRI的需求日益增长，但进口MRI的数量和金额却呈下降趋势。根据海关统计的数据，2014年进口MRI数量为460台，进口总金额为5.67亿美元；2017年进口MRI台数下降至384台，进口总金额下降至4.63亿美元，主要原因系一方面许多国际企业如GE及SIEMENS等国际大型医疗设备企业在中国大陆设厂生产，核磁共振设备陆续实现国内生产；另一方面是国产厂商经过多年发展，国产核磁共振设备市场竞争力不断增强，开始逐步实现对进口设备的替代；此外，结合当前医用核磁共振行业发展现状来看，未来国产产品在国内市场的地位将逐渐提升。
2）MCZ用超导磁体
MCZ技术的物理基础是通过磁场对导电硅流体的热对流形成抑制作用，抑制单晶硅生长过程中杂质和缺陷的产生，晶体完整性、均匀性得到极大改善，可实现高质量大尺寸单晶硅快速生长。其中采用超导磁体提供5,000Gs稳定磁场的MCZ技术是目前国际上生产300mm以上大尺寸半导体级单晶硅的最主要方法。
日本、美国、德国和中国是主要的硅材料生产国，中国硅材料工业与日本同时起步，但生产技术水平仍然相对较低，而且大部分为100-150mm硅锭和小直径硅片。目前，国际上硅片主流产品是300mm，而我国300mm以上的半导体级MCZ生产装备磁场部分主要由常导磁体提供（磁场强度小于0.2T），常导磁体功耗大（大于100kW）、需要复杂的冷却系统（存在管道腐蚀等问题），且无法高效控制杂质和缺陷的产生。超导材料具有零电阻的特性，采用超导材料制备的超导磁体可以实现无阻载流运行。超导磁体和常导磁体相比，其体积和运行成本大幅度减小，能够降低300mm单晶硅制造能耗20%、提高成品率30%。
随着半导体工业的迅速发展，中国已成为全球增长速度最快的单晶硅生产和消费国家，其中MCZ产品占总产量的70%-80%，目前国际上300毫米以上大尺寸单晶硅片已成为主流。预计2020年中国在半导体工业的投入将达到30亿美元。特别是对单晶硅行业，中国75%的需求依赖进口。我国迫切需要发展满足300mm MCZ单晶硅制备用超导磁体制造技术并实现规模应用，以促进我国单晶硅行业的产业技术升级。
3）NMR用超导磁体
目前国内NMR系统完全依赖进口，300-400MHz的NMR在国内属于常规装备。但是根据国内制药、石油化工等应用单位需求的不断提升，500MHz-1GHz高分辨率的NMR已成为主要采购目标。
4）ITER用超导磁体
ITER装置的主体部分是一个用磁约束来实现受控核聚变的环形真空容器，目前ITER设计共有超导大型磁体48个，其中TF和PF采用Nb3Sn超导线，CS和CC采用NbTi超导线，将产生高达13T的磁场，超过地磁场的20万倍。我国承担69%的NbTi超导线和7%的Nb3Sn超导线生产任务，全部由西部超导提供。我国自主设计研制并联合国际合作开展的中国聚变工程实验堆（CFETR）项目已经国家发改委立项。
5）加速器用超导磁体
高能质子加速器包括超导直线加速器、超导回旋加速器、超导同步加速器等，这是20世纪60年代以来随着超导技术的发展逐渐成熟起来的一类有前途的新型加速器，利用超导磁体可以在很小的激磁功率下产生强大的约束磁场，可大大缩减加速器的尺寸，降低加速器的功率消耗，使超导加速器在经济上和技术上具有巨大的优越性。
以加速器为代表的大科学工程自上世纪80年代以来一直是高技术发展水平和综合国力发展的象征，以超导磁体为核心的加速器系统是相关装置的核心。随着加速器市场需求的增加，将对超导线材和超导磁体产生明确的需求。
4、高温超导市场分析
此部分内容普华有策早在2018年10月有写过，详细请搜“全球高温超导材料行业产业链分析及市场预测”，此处不做介绍！
5、超导行业竞争格局分析
全球仅有少数几家企业掌握低温超导线生产技术，主要分布在英国、德国、日本和中国，西部超导的业务涉及NbTi锭棒和线材、Nb3Sn线材（包括“青铜法”和“内锡法”）和超导磁体的生产，是全球唯一的铌钛（NbTi）锭棒、超导线材、超导磁体的全流程生产企业。
在超导线材领域：主要厂商包括西部超导、英国Oxford、德国Bruker、英国Luvata、日本JASTEC，其中英国Oxford、德国Bruker、英国Luvata三家公司是全球 最主要的低温超导线材生产商，并且都能够采用“青铜法”和“内锡法”两种方法生产Nb3Sn线材，而日本JASTEC主要采用“青铜法”生产Nb3Sn线材。在超导磁体领域：国外主要厂商包括英国Oxford、德国Bruker、日本JASTEC，GE、Philips、Siemens也有自己的超导磁体工厂（不对外出售）；国内主要厂家包括宁波健信、西部超导和潍坊新力，成都奥泰也有自己的超导磁体工厂（不对外出售）。在超导设备领域：高端超导MRI市场基本上被GE、PHILIPS、SIEMENS三家国际巨头垄断，其主流产品是3.0T，SIEMENS已量产7T产品；国内主要厂家包括成都奥泰、苏州安科、东软医疗、上海联影，目前已实现1.5T和3T超导MRI的商业化生产。国外NMR厂商主要包括德国Bruker、日本JEOL。