射頻發(fā)射線圈行業(yè)市場(chǎng)需求與投資規(guī)劃

射頻發(fā)射線圈行業(yè)市場(chǎng)需求與投資規(guī)劃

超導(dǎo)磁體行業(yè)主要壁壘（一）超導(dǎo)磁體技術(shù)壁壘超導(dǎo)MRI設(shè)備的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)涉及到理論知識(shí)的交叉和復(fù)雜的工藝技術(shù)，長(zhǎng)期積累的研發(fā)設(shè)計(jì)、組件設(shè)計(jì)和優(yōu)化、調(diào)試和測(cè)試的方法是重要的技術(shù)門檻。射頻探測(cè)器工作頻率高，各種寄生參數(shù)影響大，需要大量調(diào)試工作，很難做到完全的流水線式生產(chǎn)，需要反復(fù)調(diào)試、測(cè)試。超導(dǎo)磁體的制作工藝復(fù)雜，涉及電磁學(xué)、力學(xué)、低溫、真空、機(jī)械、焊接、電子應(yīng)用等多學(xué)科專業(yè)技術(shù)。針對(duì)產(chǎn)品所要求的極端標(biāo)準(zhǔn)和條件，往往需要設(shè)計(jì)出獨(dú)特的工藝方案，達(dá)到性能要求后還需要進(jìn)一步優(yōu)化工藝來減少成本，產(chǎn)品設(shè)計(jì)中Know-How的掌握是重要的技術(shù)壁壘和核心競(jìng)爭(zhēng)力，涉及射頻探測(cè)器調(diào)試、超導(dǎo)磁體繞線及浸漬、超導(dǎo)接頭制作、磁體支撐系統(tǒng)調(diào)節(jié)裝配及真空薄壁件焊接等多項(xiàng)工藝。（二）超導(dǎo)磁體人才壁壘行業(yè)產(chǎn)品屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品，對(duì)研發(fā)設(shè)計(jì)人員和生產(chǎn)人員的理論基礎(chǔ)和操作技能有很高要求，需要經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間培訓(xùn)、實(shí)踐才能獨(dú)立工作。研發(fā)人員培養(yǎng)周期長(zhǎng)、成本高，具有顯著的人才壁壘，除了要求扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還需要在實(shí)踐中不斷地摸索、積累經(jīng)驗(yàn)，才能應(yīng)對(duì)研發(fā)過程中各種突發(fā)問題，攻克技術(shù)難關(guān)。生產(chǎn)過程中，高級(jí)技術(shù)人才所掌握的生產(chǎn)工藝需要在一次次失敗中不斷完善。生產(chǎn)人員既要保證元器件各項(xiàng)指標(biāo)的合理、可控，還要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行大量調(diào)試。一名技術(shù)生產(chǎn)人員從入職、培訓(xùn)、試生產(chǎn)到正式生產(chǎn)，往往需要一年以上的時(shí)間，導(dǎo)致行業(yè)內(nèi)熟練工相對(duì)稀缺、培訓(xùn)成本高的現(xiàn)狀。（三）超導(dǎo)磁體資質(zhì)壁壘醫(yī)療器械由于直接作用于人體，直接關(guān)系人的生命健康，一直是世界各國(guó)政府重點(diǎn)監(jiān)控的領(lǐng)域，再加上各國(guó)政府出于保護(hù)本國(guó)企業(yè)的考慮，每個(gè)國(guó)家都有一套市場(chǎng)進(jìn)入方面的規(guī)章制度。對(duì)于超導(dǎo)MRI設(shè)備，其部件在國(guó)外也需按照醫(yī)療器械進(jìn)行管理，受到嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)管控；在我國(guó)，整機(jī)系統(tǒng)需要取得Ⅲ類醫(yī)療器械注冊(cè)證方可生產(chǎn)銷售。（四）超導(dǎo)磁體資金壁壘磁體作為MRI設(shè)備的核心部件之一，標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)用影像磁體體積大，投入物料價(jià)值高，需要大面積的廠房設(shè)備和大量的原材料支撐，在研發(fā)過程中存在較高的失敗率，企業(yè)需要同時(shí)保證正常經(jīng)營(yíng)及加大研發(fā)投入。在銷售端，相關(guān)產(chǎn)品推廣進(jìn)院的難度大，尋找下游客戶需要大量人力物力投入，因此需要企業(yè)具備一定的資金實(shí)力，從而構(gòu)建了該行業(yè)的資本壁壘。超導(dǎo)磁體行業(yè)發(fā)展歷程1944年，美國(guó)科學(xué)家Rabi發(fā)明了研究氣態(tài)原子核磁性的共振方法，從而獲得當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，被譽(yù)為MRI的理論奠基人。在之后半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展過程中，總共有5位（組）科學(xué)家因MRI的關(guān)鍵技術(shù)獲得諾貝爾獎(jiǎng)，逐漸推動(dòng)理論與實(shí)踐結(jié)合。1973年，紐約州立大學(xué)的RaymondDamadian教授用NMR設(shè)備得到第一幅原始的NMR像；1980年，Raymond制造出了第一臺(tái)商業(yè)MRI掃描儀。四年后，美國(guó)FDA批準(zhǔn)醫(yī)用MRI設(shè)備用于臨床。醫(yī)用MRI設(shè)備市場(chǎng)在美國(guó)迅速發(fā)展，逐漸成為醫(yī)學(xué)影像技術(shù)中不可或缺的重要診療手段，GPS等全球各大知名醫(yī)療器械企業(yè)布局該賽道。超導(dǎo)磁體行業(yè)技術(shù)水平特點(diǎn)超導(dǎo)MRI系統(tǒng)現(xiàn)已成為業(yè)界公認(rèn)的高端醫(yī)學(xué)影像設(shè)備中皇冠上的明珠，應(yīng)用基礎(chǔ)涉及物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、生物等基礎(chǔ)學(xué)科的支撐和交叉。MRI設(shè)備的發(fā)展物理學(xué)基礎(chǔ)是基于科學(xué)家對(duì)微觀世界和磁場(chǎng)的研究。發(fā)展至20世紀(jì)中期，MRI被應(yīng)用于化學(xué)物質(zhì)的鑒定和探索，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域則通過MRI來區(qū)分癌變組織和正常組織的不同特性。MRI設(shè)備的制造需要技術(shù)人員在實(shí)操和工藝層面上不斷摸索和總結(jié)規(guī)律，涉及力學(xué)、低溫、真空、機(jī)械、焊接、電子應(yīng)用等多個(gè)工學(xué)專業(yè)技術(shù)，技術(shù)實(shí)踐性強(qiáng)，需要在實(shí)操過程中不斷試錯(cuò)、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能提高制造成功率。在關(guān)鍵的生產(chǎn)流程中，培養(yǎng)熟練的技術(shù)工程師來進(jìn)行生產(chǎn)，例如在射頻探測(cè)器的調(diào)試環(huán)節(jié)，需要反復(fù)調(diào)試電感電容的分布，降低寄生參數(shù)影響，主要依靠工程師的經(jīng)驗(yàn)而非統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方法。超導(dǎo)環(huán)境要求始終維持在嚴(yán)格的低溫4．2K環(huán)境（約為-268．8℃），超導(dǎo)線才會(huì)達(dá)到零電阻特性，電流通過時(shí)不會(huì)產(chǎn)生熱損耗，可以毫無阻力地在導(dǎo)線中流動(dòng)，產(chǎn)生超強(qiáng)磁場(chǎng)。通常通過液氦和抽真空的方法來建立低溫環(huán)境，要求磁體中液氦無揮發(fā)以及高密閉性和持續(xù)制冷，防止失超現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)制冷系統(tǒng)、磁體骨架的搭建、真空浸漬的效果和嚴(yán)密的焊接工藝等提出挑戰(zhàn)。1T以上的磁場(chǎng)強(qiáng)度約為10，000高斯，地球的磁場(chǎng)強(qiáng)度約為0．5高斯，1．5T超導(dǎo)磁體場(chǎng)強(qiáng)約為地球磁場(chǎng)的3萬倍。在磁體電源的作用下給超導(dǎo)線加以電流，從而建立預(yù)訂磁場(chǎng)的過程稱為勵(lì)磁。勵(lì)磁一旦成功，超導(dǎo)線將在不消耗能量的情況下提供強(qiáng)大穩(wěn)定均勻的磁場(chǎng)。勵(lì)磁的難度在于高精度大功率的勵(lì)磁電源以及勻場(chǎng)技術(shù)和繞線工藝。強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境中，通電的梯度線圈因受力產(chǎn)生劇烈晃動(dòng)，形成噪音，是絕大多數(shù)超導(dǎo)MRI系統(tǒng)的通病。為減少晃動(dòng)，在磁體前后兩端加入固定裝置，盡量抵消掉晃動(dòng)的力，從而降噪。變化的磁場(chǎng)在其周圍的金屬體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，并在金屬體內(nèi)自行閉合，產(chǎn)生渦流，影響磁場(chǎng)均勻性。最常用解決方案就是在主磁體線圈與磁體之間增加一個(gè)屏蔽線圈，該線圈的磁場(chǎng)方向和梯度線圈相反，使得合成梯度為零，最終減小渦流情況出現(xiàn)。目前國(guó)內(nèi)的大多數(shù)醫(yī)學(xué)影像類超導(dǎo)MRI系統(tǒng)市場(chǎng)份額仍然被GPS占據(jù)。國(guó)外廠商發(fā)展早、技術(shù)完備性高、產(chǎn)業(yè)鏈布局廣、產(chǎn)品更新迭代快，具備一定的先發(fā)優(yōu)勢(shì)和客戶黏性。國(guó)內(nèi)廠商主要采購(gòu)核心元部件，依賴上游核心部件廠商，在產(chǎn)業(yè)鏈中的競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，成本控制能力及議價(jià)權(quán)受限。在科研領(lǐng)域，超導(dǎo)MRI設(shè)備被國(guó)外產(chǎn)品壟斷的現(xiàn)場(chǎng)更為突出，國(guó)內(nèi)廠商缺乏自制能力，而且產(chǎn)品定制化要求高，更考驗(yàn)廠商的設(shè)計(jì)能力和服務(wù)質(zhì)量。因?yàn)槿狈Ω?jìng)爭(zhēng)對(duì)手，國(guó)外廠商的設(shè)備定價(jià)長(zhǎng)期較高。國(guó)內(nèi)廠商如具備核心部件自制能力，能夠通過自身的技術(shù)工藝控制成本，從而獲取價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此，高端醫(yī)療器械的性價(jià)比是衡量競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵指標(biāo)，該指標(biāo)同樣適用于邏輯中的科研儀器和設(shè)備。從需求端來看，該行業(yè)的客戶資源主要分為兩種類型：處在產(chǎn)業(yè)鏈中下游的系統(tǒng)集成商，由于該行業(yè)的科技屬性較強(qiáng)、壁壘較高，行業(yè)內(nèi)玩家數(shù)量較少，能夠獲得Ⅲ類醫(yī)療器械注冊(cè)證的企業(yè)數(shù)量有限，因此和擁有注冊(cè)證的系統(tǒng)集成商建立良好穩(wěn)固合作關(guān)系，可保證產(chǎn)品訂單量。處在產(chǎn)業(yè)鏈需求端的終端客戶，包括醫(yī)院、高校和科研機(jī)構(gòu)等。和優(yōu)質(zhì)客戶建立并保持合作關(guān)系，有利于在行業(yè)內(nèi)建立市場(chǎng)知名度，有利于拓展新的客戶資源。產(chǎn)業(yè)化的突進(jìn)根據(jù)超導(dǎo)材料的基本特性，其不僅在臨界溫度下具有零電阻特性，而且在一定的條件下還具備完全抗磁性和宏觀量子效應(yīng)等常規(guī)導(dǎo)體所不具備的特性，這些性質(zhì)使超導(dǎo)體能夠?qū)崿F(xiàn)大電流傳輸、獲得強(qiáng)磁場(chǎng)、實(shí)現(xiàn)磁懸浮、檢測(cè)微弱磁場(chǎng)信號(hào)等多種應(yīng)用，因此其被廣泛應(yīng)用在電子通信、電力能源、交通運(yùn)輸、國(guó)防、醫(yī)療器械等諸多領(lǐng)域。由于超導(dǎo)材料和技術(shù)涉及的領(lǐng)域之，發(fā)達(dá)國(guó)家不惜投入巨資開展前期研究和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。我國(guó)在產(chǎn)業(yè)政策方面也對(duì)超導(dǎo)材料的發(fā)展方向做出了相關(guān)支持，歷年出臺(tái)的各類新材料行業(yè)發(fā)展政策推動(dòng)了超導(dǎo)材料的發(fā)展和革新?！吨袊?guó)制造2025》將超導(dǎo)材料列為前沿顛覆性新材料中需重點(diǎn)發(fā)展的項(xiàng)目，《十三五國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》指出應(yīng)積極參與國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃（ITER），不斷完善全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置等國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。由于超導(dǎo)材料的應(yīng)用不僅能提高電力生產(chǎn)、傳輸?shù)阮I(lǐng)域的工作效率，也能對(duì)資源的節(jié)約起到舉足輕重的作用，在這個(gè)能源緊缺的時(shí)代，超導(dǎo)材料科研技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的飛躍勢(shì)必帶來新一輪的能源革命。目前全球超導(dǎo)市場(chǎng)以低溫超導(dǎo)為主，國(guó)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)材料仍處于商業(yè)化初期。經(jīng)過數(shù)十年的潛心發(fā)展，我國(guó)已成為國(guó)際超導(dǎo)材料和應(yīng)用技術(shù)研發(fā)的中堅(jiān)力量，目前已基本掌握了各種實(shí)用化超導(dǎo)材料的制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低溫超導(dǎo)材料的商業(yè)化生產(chǎn)。低溫超導(dǎo)方面，盡管我國(guó)在商業(yè)化、超導(dǎo)強(qiáng)電和弱電應(yīng)用技術(shù)等方面已基本達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但由于產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合不緊密、創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈不完整，導(dǎo)致我國(guó)在高端醫(yī)療設(shè)備、分析儀器、科研裝備等超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用方面存在明顯差距，相關(guān)材料和裝備仍然依賴進(jìn)口。未來低溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)需著力提升整體研發(fā)水平，提高自主創(chuàng)新能力，向世界領(lǐng)先水平邁進(jìn)。高溫超導(dǎo)方面，我國(guó)在高溫超導(dǎo)材料基礎(chǔ)研究和工藝研究方面均已實(shí)現(xiàn)一定進(jìn)展，材料性能已基本滿足應(yīng)用需求，目前正逐漸開始商業(yè)化，但和國(guó)際水平仍存在著明顯的差距，未來高溫超導(dǎo)料商業(yè)化的核心仍需圍繞低成本、大規(guī)模批量制備技術(shù)。以下章節(jié)將對(duì)低溫超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)材料各自的產(chǎn)業(yè)鏈、下游應(yīng)用及發(fā)展前景作出梳理和展望。中國(guó)超導(dǎo)行業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展情況業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)格局方面，各家公司涉足低溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈領(lǐng)域均不相同。與低溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的領(lǐng)域包括NbTi錠棒和線材、Nb3Ti線材、超導(dǎo)磁體和超導(dǎo)設(shè)備。全球各家公司所涉足的領(lǐng)域均有不同，僅有少數(shù)幾家公司掌握低溫超導(dǎo)線材的生產(chǎn)技術(shù)，分布在英德日中等國(guó)家。在NbTi錠棒領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)僅有西部超導(dǎo)掌握相關(guān)技術(shù)，西部超導(dǎo)NbTi合金鑄錠、棒材的工程化制備相關(guān)技術(shù)獲授權(quán)專利6項(xiàng)，相關(guān)技術(shù)成果獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)且成功應(yīng)用于ITER項(xiàng)目及MRI超導(dǎo)線材制備任務(wù)。在超導(dǎo)線材領(lǐng)域，西部超導(dǎo)采用青銅法和內(nèi)錫法兩種方法生產(chǎn)Nb3Sn線材，其他公司目前還未進(jìn)行布局。在超導(dǎo)磁體領(lǐng)域，有多家企業(yè)擁有制備能力，國(guó)內(nèi)主要有寧波健信、西部超導(dǎo)和濰坊新力，成都奧泰擁有自由的超導(dǎo)磁體工廠，但所生產(chǎn)產(chǎn)品不對(duì)外出售。在超導(dǎo)設(shè)備領(lǐng)域，目前高端超導(dǎo)MRI市場(chǎng)被GE、PHILIPS、SIEMENS三家國(guó)外公司壟斷，主流產(chǎn)品以3．0T為主，而SIEMENS已經(jīng)開始量產(chǎn)7T產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)成都奧泰、蘇州安科等多家企業(yè)目前已實(shí)現(xiàn)1．5T、3T超導(dǎo)MRI的商業(yè)化生產(chǎn)。超導(dǎo)磁體行業(yè)分析表示，超導(dǎo)材料是國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃中新材料領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展的前沿材料之一，在能源、醫(yī)療、交通、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景，但因?yàn)槠涫褂脳l件苛刻、成本高，技術(shù)難度大，因此商業(yè)化應(yīng)用速度較慢。目前全球超導(dǎo)市場(chǎng)以低溫超導(dǎo)材料為主。除ITER項(xiàng)目外，超導(dǎo)技術(shù)在民用領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，主要包括MRI（核磁共振）、MCZ（用于半導(dǎo)體單晶硅）、大科學(xué)工程（CFETR、重離子加速器）等領(lǐng)域。隨著全球超導(dǎo)技術(shù)的不斷研發(fā)，以及超導(dǎo)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，全球超導(dǎo)行業(yè)已然進(jìn)入火熱年代。其中，超導(dǎo)材料是超導(dǎo)應(yīng)用的基礎(chǔ)，所以是最先產(chǎn)業(yè)化的部分，也是未來最具確定性的領(lǐng)域。超導(dǎo)材料根據(jù)臨界轉(zhuǎn)變溫度的不同可以劃分為低溫超導(dǎo)材料和高溫超導(dǎo)體材料。目前全球的超導(dǎo)行業(yè)以低溫超導(dǎo)為主，2018年其市場(chǎng)規(guī)模為58．81億歐元，市場(chǎng)份額高達(dá)95．61%;而高溫超導(dǎo)材料的市場(chǎng)規(guī)模為2．7億歐元，市場(chǎng)份額僅為4．39%，但其增長(zhǎng)速度較為迅速。從低溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)參與者來看，與低溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)來自包括超導(dǎo)錠棒、超導(dǎo)線材、超導(dǎo)磁體和超導(dǎo)設(shè)備領(lǐng)域。從全球來看，部分企業(yè)專注于單一領(lǐng)域的研發(fā)生產(chǎn)，例如美國(guó)ATI公司;而另一部分企業(yè)則是橫跨多個(gè)領(lǐng)域，如英國(guó)Oxford公司等。目前，全球僅有少數(shù)幾家企業(yè)掌握低溫超導(dǎo)線生產(chǎn)技術(shù)，主要分布在英國(guó)、德國(guó)、日本和中國(guó)。值得注意的是，中國(guó)企業(yè)西部超導(dǎo)的業(yè)務(wù)涉及NbTi錠棒和線材、Nb3Sn線材（包括青銅法和內(nèi)錫法）和超導(dǎo)磁體的生產(chǎn)，是全球唯一的鈮鈦（NbTi）錠棒、超導(dǎo)線材、超導(dǎo)磁體的全流程生產(chǎn)企業(yè)。未來一段時(shí)間，醫(yī)用超導(dǎo)磁體仍將是市場(chǎng)研究熱點(diǎn)，同時(shí)也是市場(chǎng)需求熱點(diǎn)，需求量將不斷增加。超導(dǎo)磁體行業(yè)技術(shù)研究將主要集中在兩個(gè)方面：一是運(yùn)用智能技術(shù)等新技術(shù)，提高超導(dǎo)磁體產(chǎn)品的科技含量;二是加大醫(yī)療領(lǐng)域3．0T及更高端的超導(dǎo)磁體研究，推動(dòng)醫(yī)療行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。今后，中國(guó)超導(dǎo)材料及其應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)超導(dǎo)材料及其應(yīng)用裝置的制備工藝研究，不斷探索更高臨界溫度的超導(dǎo)體，并加強(qiáng)與超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用密切相關(guān)的低溫制冷技術(shù)和低溫系統(tǒng)的研究，以進(jìn)一步全面提升中國(guó)的超導(dǎo)材料及其應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展水平。超導(dǎo)體的發(fā)展歷史回顧超導(dǎo)體的發(fā)展歷史，超導(dǎo)研究對(duì)象逐步由簡(jiǎn)單金屬到合金，再到復(fù)雜的化合物、有機(jī)物，超導(dǎo)臨界溫度也在過去的一個(gè)多世紀(jì)里逐漸提升。目前發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)材料主要包括：各類金屬及合金超導(dǎo)體、銅氧化物超導(dǎo)體、重費(fèi)米子超導(dǎo)體、有機(jī)超導(dǎo)體、鐵基超導(dǎo)體及其他氧化物超導(dǎo)體等。下圖展示了自超導(dǎo)現(xiàn)象問世以來發(fā)現(xiàn)的一些典型的超導(dǎo)體及其晶體結(jié)構(gòu)，橫軸為發(fā)現(xiàn)的年代，縱軸為超導(dǎo)臨界溫度Tc。尋找能大規(guī)模應(yīng)用的室溫超導(dǎo)體是當(dāng)今超導(dǎo)研究人員的心之所向。超導(dǎo)體的應(yīng)用解決了輸電過程中造成的熱損耗，具備著常規(guī)金屬材料無法企及的性能。由于超導(dǎo)體往往需要在非常低的環(huán)境溫度中應(yīng)用（低于其超導(dǎo)臨界溫度），而低溫環(huán)境往往需要依賴于液氦或其他設(shè)備來維持，這極大地增加了超導(dǎo)材料的應(yīng)用和維護(hù)成本，導(dǎo)致具備如此顛覆性的材料無法在低成本下被大規(guī)模應(yīng)用。因此，尋找具備更高臨界溫度的超導(dǎo)體是解決超導(dǎo)材料應(yīng)用的關(guān)鍵，而研發(fā)出室溫超導(dǎo)體成為了超導(dǎo)領(lǐng)域研發(fā)人員的不懈追求。2020年，迪亞斯在實(shí)驗(yàn)室將氫、碳和硫元素，在金剛石壓腔中通過光化學(xué)合成簡(jiǎn)單的碳質(zhì)硫氫化物（CSH），并將其超導(dǎo)臨界溫度提升至15℃，這是人類第一次觀察到室溫超導(dǎo)體，具有里程碑式的意義。但在金剛石壓腔中觀察到的超導(dǎo)現(xiàn)象被重重極端條件所限制：1）該現(xiàn)象的環(huán)境壓力為2670億帕，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)胎壓的100萬倍；2）產(chǎn)生超導(dǎo)現(xiàn)象的材料數(shù)量極其微量，并無法產(chǎn)生實(shí)際的應(yīng)用。因此，下一個(gè)科研目標(biāo)則是爭(zhēng)取找到在較低壓力下制造室溫超導(dǎo)體的方法，以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。若常溫超導(dǎo)能夠得到規(guī)?；瘧?yīng)用，必將帶來一場(chǎng)全新的能源革命，人類將步入嶄新的超導(dǎo)時(shí)代。低溫超導(dǎo)材料以鈮基超導(dǎo)材料（NbTi和Nb3Sn）為主的低溫超導(dǎo)材料具有優(yōu)良的機(jī)械加工性能和超導(dǎo)電性，是目前最主要的實(shí)用化超導(dǎo)材料。低溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游原材料、中游超導(dǎo)線材、超導(dǎo)磁體及下游超導(dǎo)設(shè)備四個(gè)環(huán)節(jié)：1）在原材料環(huán)節(jié)，低溫超導(dǎo)線材對(duì)原材料（鈦Ti、鈮Nb、錫Sn）有很高的要求，且工藝過程復(fù)雜，技術(shù)條件嚴(yán)格，由于低溫超導(dǎo)線材行業(yè)對(duì)原材料的消耗量并不大，因此上游原材料對(duì)超導(dǎo)線材行業(yè)的影響并不明顯，超導(dǎo)線材行業(yè)的發(fā)展主要取決于技術(shù)進(jìn)步；2）在超導(dǎo)線材（NbTi、Nb3Sn超導(dǎo)線）生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，NbTi超導(dǎo)線的上游還包括NbTi棒材環(huán)節(jié)，由于Nb和Ti的熔點(diǎn)相差較大，且NbTi合金中Nb的含量較多，如果控制不好熔煉技術(shù)，易產(chǎn)生不熔塊，導(dǎo)致后續(xù)細(xì)芯絲NbTi線在加工中斷裂因此NbTi二元合金棒的制備非常困難，為重點(diǎn)技術(shù)加工環(huán)節(jié)；3）超導(dǎo)磁體是由超導(dǎo)線材繞制而成的能產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)的超導(dǎo)線圈，并包括其運(yùn)行所必要的低溫恒溫容器?；诔瑢?dǎo)材料的特性，超導(dǎo)磁體具有場(chǎng)強(qiáng)高、體積小、重量輕等特性。由于超導(dǎo)材料在超導(dǎo)狀態(tài)下具有零電阻的特性，因此可以以極小的面積通過巨大的電流；4）下游行業(yè)主要為各類超導(dǎo)設(shè)備，隨著磁共振成像儀（MRI）、磁控直拉單晶硅技術(shù)（MCZ）、核磁共振譜儀（NMR）、質(zhì)子加速器、核聚變實(shí)驗(yàn)堆等領(lǐng)域的發(fā)展，未來低溫超導(dǎo)線材的市場(chǎng)空間巨大。超導(dǎo)體更高的臨界溫度按照超導(dǎo)體的臨界溫度，可以將超導(dǎo)體分為低溫超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)材料：Tc<25K的超導(dǎo)材料稱為C溫超導(dǎo)材料，目前已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的包括NbTi（鈮鈦，Tc=9．5K）和Nb3Sn（鈮三錫，Tc=18k）。由于NbTi和Nb3Sn具有優(yōu)良的機(jī)械加工性能和成本優(yōu)勢(shì)，其制備技術(shù)與工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟。目前低溫超導(dǎo)的下游應(yīng)用主要包括加速器磁體、核聚變工程用超導(dǎo)磁體、核磁共振磁體、通用超導(dǎo)磁體等，基于低溫超導(dǎo)材料的應(yīng)用裝置一般工作在液氦溫度（約4．2K）。在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，低溫超導(dǎo)材料仍將是最主要的超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)支柱性材料；Tc≥25K的超導(dǎo)材料為高溫超導(dǎo)材料，具備實(shí)用價(jià)值的主要包括鉍系（例如Bi-Sr-Ca-Cu-O，BSCCO，Tc=110K）、釔系（例如Y-Ba-Cu-O，YBCO，Tc=92K）和MgB2超導(dǎo)材料（Tc=39K）、鐵基超導(dǎo)材料等。其中鉍系和釔系高溫超導(dǎo)材料于氧化物陶瓷，在制造工藝上須克服加工脆性、氧含量的精確控制及與基體反應(yīng)等問題，因此生產(chǎn)成本較高，目前尚處于商業(yè)化初期階段。目前高溫超導(dǎo)的下游終端應(yīng)用主要包括超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)電機(jī)、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)濾器等，基于高溫超導(dǎo)材料的應(yīng)用裝置一般工作在液氫溫度（約20K）至液氮溫度（約77K）之間。自超導(dǎo)現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后的75年時(shí)間里，超導(dǎo)臨界溫度的提升進(jìn)程十分緩慢，超導(dǎo)臨界轉(zhuǎn)變溫度僅僅被提高到23．2K左右，且基本都由單元素金屬和多元合金實(shí)現(xiàn)，這段時(shí)間內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)體均為低溫超導(dǎo)體。直到人們對(duì)銅氧化物超導(dǎo)體和鐵基超導(dǎo)體的科研進(jìn)展實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性突破，高溫超導(dǎo)體才得以開啟高速發(fā)展的征程。1986年，瑞士科學(xué)家繆勒和柏諾茲在研究氧化物導(dǎo)電陶瓷材料LaBaCuO時(shí)發(fā)現(xiàn)其在30K以下具備超導(dǎo)跡象。隨后，多國(guó)科學(xué)家爭(zhēng)相對(duì)氧化物高溫超導(dǎo)體進(jìn)行研究，一舉打破了氧化物陶瓷材料只能是絕緣體的傳統(tǒng)觀念，超導(dǎo)材料的Tc自1986年開始獲得了大幅提升。鐵基超導(dǎo)體研究的突破口則發(fā)生在2008年，日本東京工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家細(xì)野秀雄教授的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)摻雜氟元素的LaFeAsO材料中存在26K臨界溫度的超導(dǎo)電性，這一發(fā)現(xiàn)掀起了鐵基高溫超導(dǎo)體的研究熱潮。得益于經(jīng)驗(yàn)的積累和稀土資源優(yōu)勢(shì)，中國(guó)科學(xué)家在得知消息的第一時(shí)間里認(rèn)識(shí)到了該系統(tǒng)的重要性，并迅速合成了該類材料以開展物性研究。隨后，中國(guó)團(tuán)隊(duì)采用稀土元素替代和高壓合成方法獲得了一系列的高質(zhì)量超導(dǎo)體樣品，并在常壓下測(cè)量得到40K以上的超導(dǎo)電性，突破了麥克米蘭極限，經(jīng)優(yōu)化合成方式之后獲得了55K的高臨界溫度世界紀(jì)錄，在國(guó)際上引起了極大的轟動(dòng)，掀起了科學(xué)界對(duì)高溫超導(dǎo)體的研究熱潮。超導(dǎo)磁體行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來前景（一）超導(dǎo)磁體市場(chǎng)現(xiàn)狀醫(yī)學(xué)影像設(shè)備在醫(yī)學(xué)診斷中起著舉足輕重的作用，醫(yī)生可以通過設(shè)備直接對(duì)人體內(nèi)部組織器官結(jié)構(gòu)進(jìn)行影像信息的分析判斷，為病癥確診提供科學(xué)客觀的依據(jù)。實(shí)踐中存在X線成像、計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）、超聲成像、核醫(yī)學(xué)成像、醫(yī)用內(nèi)鏡和MRI等多種類型，產(chǎn)品種類不斷增加，市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。1、超導(dǎo)磁體市場(chǎng)規(guī)模情況2020年全球醫(yī)學(xué)影像市場(chǎng)規(guī)模約3，100億元，市場(chǎng)規(guī)模較大且仍然保持穩(wěn)定增速；中國(guó)醫(yī)學(xué)影像行業(yè)雖發(fā)展較晚，但增速較快，中國(guó)醫(yī)學(xué)影像市場(chǎng)規(guī)模為537億元，2015年至2020年的復(fù)合增長(zhǎng)率為12%。國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)影像市場(chǎng)中，CT成像占據(jù)約為32%的市場(chǎng)份額，X線成像市場(chǎng)份額約為23%、超聲成像約為19%，MRI約為17%。從全球市場(chǎng)來看，2020年，MRI系統(tǒng)的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到93億美元，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到145億美元。中國(guó)市場(chǎng)MRI系統(tǒng)銷售規(guī)模在2020年達(dá)到89億元，預(yù)計(jì)到2030年將增長(zhǎng)至244億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率超過10%。目前1．5T系統(tǒng)仍然是市場(chǎng)上的主要產(chǎn)品，其保有量大概是3．0T系統(tǒng)的3倍，預(yù)計(jì)未來3．0T系統(tǒng)將成為市場(chǎng)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。根據(jù)中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，截至2020年末，中國(guó)超導(dǎo)MRI系統(tǒng)的保有量為10，713臺(tái)，每百萬人的保有量約為7臺(tái)