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科幻電影《阿凡達(dá)》中，神奇的室溫超導(dǎo)礦石“Unobtanium”借助母樹附近的強(qiáng)大磁場(chǎng)懸托起了哈利路亞山。而現(xiàn)實(shí)中室溫超導(dǎo)研究也疑似實(shí)現(xiàn)顛覆性突破，近日物理學(xué)家Ranga Dias及其團(tuán)隊(duì)宣布已經(jīng)研發(fā)出在室溫和相對(duì)較低壓力條件下表現(xiàn)出超導(dǎo)性的材料：由镥-氮-氫（Lu-N-H）構(gòu)成的三元化合物。室溫超導(dǎo)是否能夠掀起新的一輪能源革命尚待驗(yàn)證，但這次研究成果的出圈再一次讓超導(dǎo)材料迎來了高光時(shí)刻。超導(dǎo)全稱超導(dǎo)電性，是指在一定條件下電阻等于零，電流可在其間無損流動(dòng)的現(xiàn)象，具備這種特性的材料被稱為超導(dǎo)材料或超導(dǎo)體。超導(dǎo)材料具有常規(guī)材料所不具備的零電阻、完全抗磁性和量子隧穿效應(yīng)，在醫(yī)療裝備、能源、交通、大科學(xué)工程（CFETR、重離子加速器）和國防等諸多領(lǐng)域具有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
從超導(dǎo)材料實(shí)現(xiàn)路徑來看，目前全球的技術(shù)方向包括超高溫和超高壓?！笆覝爻瑢?dǎo)”技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室條件下實(shí)現(xiàn)了在20℃、1萬個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力下進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)，但大規(guī)模創(chuàng)造一萬個(gè)大氣壓的壓強(qiáng)環(huán)境實(shí)現(xiàn)難度較大，因此現(xiàn)階段利用超低溫是實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象商業(yè)化的唯一手段，臨界溫度在液氦溫區(qū)以下的超導(dǎo)體被稱為低溫超導(dǎo)材料， 反之則為高溫超導(dǎo)材料。
（1）上游：產(chǎn)業(yè)鏈上游為原材料，其中低溫超導(dǎo)原材料以鈦、鈮、錫為主，高溫超導(dǎo)原材料主要包括釔、鋇、鉍、鍶、硼。（2）中游：超導(dǎo)材料按照臨界溫度可被分為低溫超導(dǎo)材料和高溫超導(dǎo)材料，目前國內(nèi)低溫超導(dǎo)材料及應(yīng)用占超導(dǎo)市場(chǎng)總量的90%以上，高溫超導(dǎo)材料仍處于產(chǎn)業(yè)化初期。已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的低溫超導(dǎo)線材主要為NbTi和Nb3Sn超導(dǎo)線材。其中，NbTi具有良好的加工塑性，主要應(yīng)用于MRI、MCZ、NMR、核聚變實(shí)驗(yàn)堆、加速器等領(lǐng)域；Nb3Sn屬脆性材料，主要應(yīng)用于NMR、核聚變實(shí)驗(yàn)堆等領(lǐng)域。具備實(shí)用價(jià)值的高溫超導(dǎo)材料主要包括鉍系（BSCCO）、釔系（YBCO）、二硼化鎂（MgB2）超導(dǎo)材料及鐵基超導(dǎo)材料等，制備方法有固相法、液相法和氣相法三種。高溫超導(dǎo)材料具有使用成本低、應(yīng)用限制少等兩大優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)階段在感應(yīng)加熱、電力傳輸?shù)阮I(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)初步應(yīng)用，在可控核聚變領(lǐng)域應(yīng)用的可行性已得到證實(shí)，未來有望在更多領(lǐng)域代替低溫超導(dǎo)材料。
（3）下游：超導(dǎo)材料的零電阻、完全抗磁性和量子隧穿效應(yīng)三大特性使其區(qū)別于普通材料，被廣泛應(yīng)用在電力傳輸、醫(yī)療器械、電子通信、國防軍事、科學(xué)研究等多領(lǐng)域。例如，基于超導(dǎo)材料的零電阻性質(zhì)和完全抗磁性，在超導(dǎo)材料中加載大電流，可以實(shí)現(xiàn)大電流輸運(yùn)、強(qiáng)磁場(chǎng)、磁懸浮等顛覆性技術(shù)；基于量子隧穿效應(yīng)，超導(dǎo)能夠應(yīng)用于量子計(jì)算和實(shí)現(xiàn)弱磁場(chǎng)探測(cè)，可用于制作一系列精密測(cè)量儀表以及輻射探測(cè)器、微波發(fā)生器、邏輯元件等?！吨袊圃?025》中曾提到，利用量子隧穿效應(yīng)制作的計(jì)算機(jī)邏輯和存儲(chǔ)元件，其功耗僅有高性能集成電路的四分之一，運(yùn)算速度卻可達(dá)到10倍以上。
從超導(dǎo)材料實(shí)現(xiàn)路徑來看，目前全球的技術(shù)方向包括超高溫和超高壓?！笆覝爻瑢?dǎo)”技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室條件下實(shí)現(xiàn)了在20℃、1萬個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力下進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)，但大規(guī)模創(chuàng)造一萬個(gè)大氣壓的壓強(qiáng)環(huán)境實(shí)現(xiàn)難度較大，因此現(xiàn)階段利用超低溫是實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象商業(yè)化的唯一手段，臨界溫度在液氦溫區(qū)以下的超導(dǎo)體被稱為低溫超導(dǎo)材料， 反之則為高溫超導(dǎo)材料。1、發(fā)展環(huán)境
國家有關(guān)部門相繼出臺(tái)利好政策，我國超導(dǎo)材料迎發(fā)展新機(jī)遇
早在2006年，超導(dǎo)材料便被列入國家“863”計(jì)劃中“超導(dǎo)材料與技術(shù)專項(xiàng)”，在電力應(yīng)用、強(qiáng)磁體應(yīng)用以及弱電應(yīng)用等方面全面開展研發(fā)。近年來，國家層面圍繞著超導(dǎo)材料的頂層設(shè)計(jì)政策密集出臺(tái)，鼓勵(lì)和規(guī)范著行業(yè)健康有序發(fā)展?！吨袊圃?025》將超導(dǎo)材料列為前沿顛覆性新材料中重點(diǎn)發(fā)展的項(xiàng)目之一，《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出積極開發(fā)新型超導(dǎo)材料，參與國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃，不斷完善全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置等國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，推動(dòng)了超導(dǎo)材料的發(fā)展革新；工信部、發(fā)改委、科技部、財(cái)政部聯(lián)合發(fā)布《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，提出加強(qiáng)超導(dǎo)材料基礎(chǔ)研究、工程技術(shù)研究，在電力輸送、醫(yī)療器械等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，明確了我國超導(dǎo)材料重點(diǎn)發(fā)力方向和增量市場(chǎng)來源；2021年12月，工信部、科技部、自然資源部聯(lián)合發(fā)布的《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》則作為綱領(lǐng)性文件，提出發(fā)展超導(dǎo)材料前瞻布局行動(dòng)，強(qiáng)化應(yīng)用領(lǐng)域的支持和引導(dǎo)，明確了超導(dǎo)材料在現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中的定位。我國超導(dǎo)材料基礎(chǔ)研究能力不斷突破，但在規(guī)?；苽浞矫媾c國際水平仍存在差距
隨著國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持不斷，我國在超導(dǎo)材料各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)不斷突破。一方面，我國在超導(dǎo)材料基礎(chǔ)研究方面處于國際先進(jìn)水平，創(chuàng)造了低溫超導(dǎo)材料臨界電流密度的世界紀(jì)錄、率先發(fā)現(xiàn)了YBCO高溫超導(dǎo)材料、新型鐵基超導(dǎo)材料等，引領(lǐng)了國際超導(dǎo)材料發(fā)展方向；另一方面，隨著高溫超導(dǎo)材料開始進(jìn)入商業(yè)化階段，我國在部分高溫超導(dǎo)應(yīng)用層技術(shù)開始接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平。例如，全球首條35千伏公里級(jí)超導(dǎo)電纜在滬投運(yùn)，完成國際熱核聚變堆（ITER）計(jì)劃用超導(dǎo)線材供貨任務(wù)、高性能YBCO涂層導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、高電壓等級(jí)超導(dǎo)限流器實(shí)現(xiàn)掛網(wǎng)、癌癥治療用加速器實(shí)現(xiàn)應(yīng)用、超導(dǎo)弱電技術(shù)實(shí)現(xiàn)軍民兩用等。與此同時(shí)，由于產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展相對(duì)滯后、產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合不足，現(xiàn)階段我國超導(dǎo)材料與技術(shù)研究發(fā)展總體水平與國際水平尚存在差距，如實(shí)用化超導(dǎo)材料的規(guī)?；苽浜透叨酸t(yī)療設(shè)備、分析儀器、科研裝備等領(lǐng)域超導(dǎo)應(yīng)用層技術(shù)。2、發(fā)展現(xiàn)狀
產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)
產(chǎn)業(yè)鏈上游原材料由鈮、鈦、釔、鋇、鉍、鍶、硼等金屬元素構(gòu)成，中游主要包括兩種低溫超導(dǎo)材料（NbTi、Nb3Sn）和四種高溫超導(dǎo)材料（鉍系、釔系、MgB2、鐵基超導(dǎo)材料），是產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)，為下游電力傳輸、醫(yī)療器械、電子通信、國防軍事、科學(xué)研究等場(chǎng)景提供了應(yīng)用基礎(chǔ)。（1）上游：產(chǎn)業(yè)鏈上游為原材料，其中低溫超導(dǎo)原材料以鈦、鈮、錫為主，高溫超導(dǎo)原材料主要包括釔、鋇、鉍、鍶、硼。（2）中游：超導(dǎo)材料按照臨界溫度可被分為低溫超導(dǎo)材料和高溫超導(dǎo)材料，目前國內(nèi)低溫超導(dǎo)材料及應(yīng)用占超導(dǎo)市場(chǎng)總量的90%以上，高溫超導(dǎo)材料仍處于產(chǎn)業(yè)化初期。已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的低溫超導(dǎo)線材主要為NbTi和Nb3Sn超導(dǎo)線材。其中，NbTi具有良好的加工塑性，主要應(yīng)用于MRI、MCZ、NMR、核聚變實(shí)驗(yàn)堆、加速器等領(lǐng)域；Nb3Sn屬脆性材料，主要應(yīng)用于NMR、核聚變實(shí)驗(yàn)堆等領(lǐng)域。具備實(shí)用價(jià)值的高溫超導(dǎo)材料主要包括鉍系（BSCCO）、釔系（YBCO）、二硼化鎂（MgB2）超導(dǎo)材料及鐵基超導(dǎo)材料等，制備方法有固相法、液相法和氣相法三種。高溫超導(dǎo)材料具有使用成本低、應(yīng)用限制少等兩大優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)階段在感應(yīng)加熱、電力傳輸?shù)阮I(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)初步應(yīng)用，在可控核聚變領(lǐng)域應(yīng)用的可行性已得到證實(shí)，未來有望在更多領(lǐng)域代替低溫超導(dǎo)材料。（3）下游：超導(dǎo)材料的零電阻、完全抗磁性和量子隧穿效應(yīng)三大特性使其區(qū)別于普通材料，被廣泛應(yīng)用在電力傳輸、醫(yī)療器械、電子通信、國防軍事、科學(xué)研究等多領(lǐng)域。例如，基于超導(dǎo)材料的零電阻性質(zhì)和完全抗磁性，在超導(dǎo)材料中加載大電流，可以實(shí)現(xiàn)大電流輸運(yùn)、強(qiáng)磁場(chǎng)、磁懸浮等顛覆性技術(shù)；基于量子隧穿效應(yīng)，超導(dǎo)能夠應(yīng)用于量子計(jì)算和實(shí)現(xiàn)弱磁場(chǎng)探測(cè)，可用于制作一系列精密測(cè)量儀表以及輻射探測(cè)器、微波發(fā)生器、邏輯元件等?！吨袊圃?025》中曾提到，利用量子隧穿效應(yīng)制作的計(jì)算機(jī)邏輯和存儲(chǔ)元件，其功耗僅有高性能集成電路的四分之一，運(yùn)算速度卻可達(dá)到10倍以上。市場(chǎng)規(guī)模：“市場(chǎng)+技術(shù)“推動(dòng)產(chǎn)業(yè)穩(wěn)健增長，全球市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)68億歐元
在市場(chǎng)需求和相關(guān)技術(shù)深化融合之下，全球超導(dǎo)材料市場(chǎng)規(guī)模迎來穩(wěn)健增長。一方面，低溫超導(dǎo)材料供需兩側(cè)潛力不斷釋放，批量化加工技術(shù)方面不斷發(fā)展的同時(shí)，MRI、MCZ、加速器、受控?zé)岷司圩兊冉K端應(yīng)用迎來跨越式增長；另一方面，隨著全球各國不斷探索高溫超導(dǎo)微觀機(jī)理、加速高溫超導(dǎo)材料研發(fā)，疊加高可靠性和高效率的制冷系統(tǒng)的發(fā)展，高溫超導(dǎo)材料已在多個(gè)超導(dǎo)電子領(lǐng)域取得了初步規(guī)?；瘧?yīng)用。根據(jù)Conectus數(shù)據(jù)，全球超導(dǎo)產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模從2012年的51.9億歐元增長至2022年的68億歐元。
