会议要点
1. 引领新能源变革
超导技术被看好主要因为潜力巨大的应用场景和降本空间，但因成本和供应链限制，目前使用场景有限。
高温超导技术的商业化，尤其是在聚变能领域，是促进高温超导带材市场扩展的关键动力。
高温超导带材的成本下降和规模化供应是推动超导应用场景普及的重要因素。
2.
第二代高温超导材料已具备商业化应用前景，可在较高温度下工作，成本下降空间大，有望得到广泛应用。
低温超导材料需在4.2K环境工作，我国对液氦高度依赖，进口依存度达94%，限制了大规模商业化应用。
高温超导材料具有工作环境温度高、制冷成本低且在强磁场中表现稳定的优势，未来市场空间巨大。
3. 超导带材制备和发展前瞻
超导带材核心构造：由金属基带、缓冲层和超导层组成，且整体厚度约0.1mm。缓冲层双轴织构和超导薄膜外延生长为核心工艺。
缓冲层制备技术：IDAD为主流工艺，提供良好缓冲层性能且兼具致密性和稳定性，减少大角度结晶和元素扩散。
超导层制备技术及发展方向：MOCVD、MOD和PLD是主要工艺，目标是提高材料载流性能、机械性能及热稳定性，同时降低成本，提升性价比。
4. 高温超导带材规模应用前景
高温超导带材应用方向：1. 大电流输电减少电损耗；2.商业化设备如感应加热、光伏单晶硅生长炉；3. 大型科学装置例如核聚变。
可控核聚变是高温超导带材需求潜力巨大的应用领域，未来十年，核聚变装置建设将极大推动超导材料需求。
超导电缆市场潜力：拥有较高输电容量和低输电损耗，可节省空间，南方电网和上海示范项目表明超导电缆向规模化应用迈进，随带材价格下降，将扩展至更多城市。
5. 超导带材商用化和市场展望
高温超导带材正应用于船舶电推动、海上风电等领域，预期未来在风电领域实现示范应用。
高温超导带材在超导电缆及感应加热装备中已应用，受光伏晶硅生长炉、可控核聚变等下游领域需求影响，预期将实现规模化量产和成本下降。
预计2028年高温超导带材市场需求将超过百亿元，主要受益于可控核聚变、输电和商业化设备等领域应用增加。
6. 推动高温超导商业应用
联创光电在高温超导磁体领域具有技术优势，已成功研制全球首个可控核聚变用的集束缆线，并在研发更高设计参数的产品。
公司参与的超过200亿投资的聚变链项目预计将对高温超导磁体的需求产生重大影响，其中蓄电部分的价值量约占40%。
感应加热设备进入规模化生产阶段，已交付约10台，并有超过60台订单，且超导磁器预计明年一季度将有利润贡献。
会议实录
1. 引领新能源变革
各位投资者，晚上好，我是中兴公司电信研究院的刘硕。首先我将介绍一下我们的投资逻辑，接着我的同事于涵将详细汇报我们的报告内容。众所周知，超导技术始终是一个热门话题，每年都可能会有所谓室温超导的误报，这样的事件一直是引起全球关注和资本市场热情的来源。大家对超导技术的关注是因为认识到了其发展潜力，以及它能为众多应用场景带来新的能力，并为相关的生产要素大幅降低成本。此外，超导材料本身也构成了一个巨大的市场。我们知道，过去超导技术的应用受到了价格、环境条件和供应链瓶颈的限制，因此它还未普及到千家万户，并主要限于科研和医疗等特定领域。
近几年，随着代表高温超导技术发展的逐步产业化，我们开始看到越来越多的应用场景被开发，例如高温超导加热器、高温超导线缆和高温超导磁硅晶生长炉。我们认为，只有当高温超导技术从科研走向商业化，它才能真正推动高温超导带材市场的扩展，使之从小规模应用走向大宗工业品市场。根据我们报告中的数据，一个百兆瓦级别的工程堆对高温超导带材的需求大约是2万公里，这个数字甚至超过了现有全球供应商的总产能。
按照我们跟踪的产业链带材订单分布来看，聚变技术目前已成为最大的下游订单来源，也是带材制造商扩产和吸引资本市场投资的关键。相反，我们也相信高温超导商业化在一定程度上是聚变开始商业化的重要催化剂。因为高温超导带材能够提供强磁场，磁约束和装置小型化对聚变是重大的推力，它能从理论上降低聚变的研发门槛并加速技术迭代，同时也有潜力根本提高聚变发电的经济性。
因此，站在今日这个时点，我们认为聚变和高温超导正在携手引领新一轮的能源技术革命。未来如果聚变发展成为万亿市场，高温超导材料也将随之成长为一个数千亿级别的市场。在这个过程中，高温超导带材的成本降低和规模化生产也会推动更多应用场景的发展。我们已经看到越来越多的企业开始进入高温超导领域，我相信凭借其巨大潜力，将吸引更多产业链和资本方投身于高温超导带材和应用市场。我们对高温超导技术未来的发展持非常积极的态度。
在二级市场的投资标的上，我们建议重点关注几个关键的高温超导材料供应商。包括金达股份参股的上海超导，永鼎股份旗下的东方超导，以及高温超导工业应用的先进者联通光电。当然，还有更多的一级投资标的正在出现，但具体情况我们在这里不再详细展开。接下来，请我的同事于涵为大家提供关于高温超导的深度报告。
2.
感谢刘帅老师的介绍。大家好，我是中金建新团队的于涵。刘硕老师已经介绍了我们报告的整体观点，下面我将展开介绍我们报告的具体内容，主要分为三部分：第一部分是学术性内容，我们将探讨主要的高温超导材料特点及制备带材过程中面临的工艺难点；第二部分将讨论高温超导带材的下游应用场景；第三部分涉及经济性、市场空间以及相关公司的布局情况。众所周知，超导体在一定的临界温度、临界电流和临界磁场条件下，能呈现出零电阻、完全抗磁性和量子隧穿效应。
根据超导凝结温度的不同，超导分为低温超导和高温超导，实际上都是在绝对零度以下。低温超导的临界温度通常在25K以下，以NiTi和Nb3Sn为主。低温超导材料已实现商业化生产，并以优异的中低磁场超导性能、机械性能和加工性能主要应用于核磁共振、成像仪、波谱仪及大型粒子加速器等领域，目前占据超导材料市场的90%以上。然而，低温超导存在两大问题：其一是临界温度较低，需要在4.2K环境下工作，我国氦气资源十分匮乏，氦气储量仅占全球的2%，加上产业链成熟度低，2019年对氦的依赖度高达94%；其二是低温超导材料在强磁场下电流密度衰减快，主要应用在15特斯拉以下的场景，更高磁场的需求则依赖高温超导材料。
高温超导的优势在于，其一可以在77K的液氮环境下工作，并且液氮制备技术较成熟，价格在1000元以内，相比4.2K环境，制冷成本大幅降低；其二是能提供更高场强的稳定磁场，目前最高磁场强度已经稳定运行在45.5特斯拉左右，商业化前景更广泛。目前具备使用价值的高温超导材料主要有B系、Tl系、MgB2和Fe基超导四大类，需要具备高临界电流、临界磁场和临界电流密度，以及较低的交流损耗和良好的热力学及磁悬稳定性。
在大规模应用方面，超导线材还需满足经济性要求。综合这些标准，我们认为第二代高温超导材料是最具有产业化应用前景的。相较一代高温超导，第二代在较高温度下具有更高的不可逆行和临界电流密度，所用材质主要为镍和镍合金，与一代相比有更大的成本下降空间，因此有望广泛应用。
至于其他几种超导材料：第一代高温超导虽具有较高的临界转变温度，但不可逆磁场只有约0.2特斯拉，且在制备过程中需用到较多银，成本高且难以大幅下降；MgB2的临界温度略低，一般在39K左右；Fe基超导材料的转变温度最高可达55K，临界电流密度较高，不可逆磁场也很高，达到100-250特斯拉，在高磁场应用领域有较大价值。尽管Fe基材料仍在快速发展阶段，未来可能具有应用前景，但目前我们仍认为二代高温超导材料将是未来几年的主流。
3. 超导带材制备和发展前瞻
接下来，我们来看一下YBCO高温超导带材的制备工艺。YBCO作为一种高温超导材料，本质上是陶瓷材料，其延展性较差。通常需要在柔性的金属基带上外延生长超导层，因此YBCO超导带材展现出如下图所示的多层复合结构。其中，最底层是金属基带，一般占整个带材厚度的一半左右，常用表面光洁的镍或镍合金，如有色合金。这层用于支撑超导层，提供所需的机械性能。
缓冲层是由不同种类和厚度的氧化物组成，顶部的缓冲层具有双轴取向特征，可以通过外延生长和金属基带的取向或直接通过离子束辅助沉积等方式构建，进而外延生长超导层。超导层是带材核心，厚度大概在1至2微米左右，约占整个带材厚度的1%。
最终，上面的银层与铜保护层共同包裹超导层，整体带材的厚度大约在0.1毫米左右。因此，构建双轴取向的缓冲层和外延生长高质量的超导薄膜，是高温超导带材两大核心工艺。缓冲层需要具有双轴取向并与超导层匹配良好，以减少大角度晶界的产生。同时，缓冲层应具备稳定的化学性质，防止金属基带的元素扩散入超导层，且不与超导层和金属基带产生反应。
目前实现缓冲层双轴取向的技术主要有三种，分别为IBAD、RABiTS和MOCVD。IBAD技术直接外延生长双轴取向的金属基带，通过轧制和退火再结晶获得双轴取向。RABiTS和MOCVD是获取双轴取向缓冲层的技术，通常还需外延生长氧化物帽子层，形成多层氧化物薄膜组成的缓冲层。
目前来看，IBAD技术是缓冲层制备的主流路线，优势在于可以通过控制离子束的能量和角度，以获得优良的缓冲层性质。全球许多高温超导带材制造商，如美国的SuperPower、日本的SWCC、俄罗斯的SuperOx，以及中国的上海超导和苏州新材料等，都采用IBAD技术构建双轴取向的缓冲层。由于该工艺过程中需要粒子束照射，因此当前需要昂贵的离子源设备和高真空工作环境，未来有较大的工艺进步和降本潜力。
制备超导层是另一个关键环节，这决定了超导带材的性能。主要制备技术有MOCVD、MOD和PLD。其中，MOCVD制备出的超导带材性能较优，能够实现原子级均匀的薄膜，适合大规模生产，但金属有机化合物原料价格较高，利用率有较大降本空间。MOD方法制备速度快，不需真空环境，设备成本较低，但带材性能需进一步提高，容易出现气泡、褶皱和裂纹，不宜制备较厚的超导层。PLD工艺相对简单，但需要高真空环境和严格的污染控制，镀膜速度慢，且厚度可能不够均匀。
总的来说，这三种技术路线都有各自的发展。美国SuperPower和中国的东部超导采用MOCVD，俄罗斯的SuperOx和日本的SWCC使用MOD方法，上海创造则采用了PLD技术。不论哪种技术路线，未来发展的共同方向都是提高材料载流能力、机械性能和热稳定性，同时在降低工业成本的基础上提高产品的产出率，以实现更高性能、更高稳定性和更优性价比的规模化应用。
以上是关于高温超导带材特点及其制备工艺的第一部分介绍。
4. 高温超导带材规模应用前景
接下来，我将详细介绍高温超导带材的主要应用场景。因其零电阻特性，超导材料能显著降低输电损耗，并实现大电流输电。同时，由超导带材制成的超导磁体可在无焦耳热损耗下，提供高密度电流以产生稳定的高磁场强度。高温超导的应用主要分为三方向：首先是输电；其次是商用设备，如超导感应加热设备和光伏单晶硅生长炉；第三是大型科学装置，例如可控核聚变。就可控核聚变而言，尽管发电技术还颇具挑战，其建设速度却在加快。
刘硕老师之前也提到超导磁体和带材需求的显著提升，我们认为，聚变堆对高温超导材料的需求量可能是下游领域中最大的一块。在聚变装置中，高达1亿度的高温等离子体需通过强磁场进行控制。磁场强度越高，等离子体密度就越大，可控核聚变的概率随之增加。达到聚变条件需要磁场强度极高，在此条件下，设备体积能呈指数级缩小；磁场强度翻倍，聚变堆半径可缩减2至3倍，总体积可减少16倍。因此，相比于传统核聚变装置，聚变堆现在的建设成本dada减少，由几百亿降至几十亿，或更低。
截止今年年初，全球核聚变公司已吸引超过60亿美元的投资，预计总投资的近20%将用于采购高温超导带材。随着单个百兆瓦级别聚变工程堆的出现，对高温超导带材的需求量将达数万公里。聚变商业化的加速，有利于推动高温超导带材在生产和规模化降本输电领域的应用。
高温超导电缆相比传统电缆主要优势在于高输电容量和低损耗率，可显著节省地下空间，无需考虑散热空间问题。例如，一条35千伏超导电缆相当于传统220千伏电缆的输电容量，可以节省约70%的地下管廊空间，同时也降低了系统的绝缘要求，无需建设变电站，提高了经济性。2021年，南方电网在深圳成功实现一条400米超导电缆的并网运行，上海投运了世界首条1.2公里长的35千伏高温超导电缆示范线路。上海未来还将推进5公里级超导电缆的建设，预计需用约2000公里高温超导带材。随着带材价格下降，超导线缆有望从一线城市向二三线城市扩展，开启更宽广的市场空间。
商用设备方面，超导感应加热设备可以替代燃气加热和交流感应加热。具体来看，超导感应加热的能效最高可达85%，是传统加热技术的两倍以上。1兆瓦的超导加热设备可替代2.5兆瓦的传统炉子，一年可节省约300至400万的电费，大约2至3年可收回成本。今年4月，联创光电投产了世界首台兆瓦级超导感应加热装置，前三季度已交付8台，手头订单超60台。另外，添加了高温超导磁体的晶硅生长炉比传统生长炉生产的单晶硅纯度更高，杂质更少，长晶率提高17%，光电转化效率提高0.3%。与使用制冷剂的低温超导磁体设备相比，高温超导磁体成本更低。因此，我们预计高温超导带材在晶硅生长炉中的应用率将逐步提升。
5. 超导带材商用化和市场展望
商业化设备方面，目前有一些应用场景正在研究和开发中。例如超导电机主要应用于船舶的电推进以及海上发电，如海上风电，这些领域对电机的体积和重量非常敏感。30兆瓦的超导电机相比感应电机可以缩小至原来体积的三分之一，减轻数十到上百吨的重量。目前，多家大型的央企，例如中船重工72所，已研发出多代高温超导电机，并有望在未来几年内在风电等领域实现示范应用。另一方面，高温超导磁悬浮列车也在研发中。虽然这些技术到商业化应用可能还需时日，但各种示范工程和试验线的推出将大量增加高温超导带材的需求。
目前高温超导带材凭借节能降耗的优势已应用于超导电缆和感应加热装备，同时也接到了光伏晶硅生长炉和可控核聚变等下游领域的订单。特别是在可控核聚变领域，对于单个百兆瓦级功率级别的聚变堆，对高温超导带材的需求量可能高达数万公里。我们认为，聚变商业化的加速将有效拉动高温超导带材的规模化生产和成本下降。随着高温超导技术的进步及带材大规模制造的规模效应，预计将进一步推动高温超导带材在更多领域的产业化应用。
最后，从经济性和市场空间以及相关标的布局方面来看，高温超导带材未能实现大规模商业化的主要原因可能在于目前批量生产技术尚不成熟，以及生产成本相对较高。然而，国内外以可控核聚变为代表的高温超导带材领域的下游应用正在快速发展，这将推动高温带材厂商持续扩产。我们认为高温超导带材的生产技术将逐渐成熟，良率将大幅提升，带材价格也有望大幅度减少。预计，到2028年第二代高温超导带材的超导层厚度将增至4微米，从当前的2微米增加，12毫米的宽度的带材过流能力能从当前的1,200安培提升至2,400安培以上，而其生产成本预计由当前的200元每千米下降到50元左右，单位价格也将从167元每千米降至大约21元。将低温超导带材与高温超导带材相比较，3到5年后，单位价格预计接近20元每千米，并考虑到冷却成本、占地施工成本和临界温度安全阈值等因素，高温超导的经济性要明显高于低温超导。相较于铜缆，对于直径一毫米的铜缆，其价格大约是每千米60元，因此我们预计到2028年高温超导带材在经济性上将显著优于铜缆。
随着价格持续下降，高温超导带材预计将在现有场景中的渗透率不断提升，并开拓新的应用空间。预计到2028年高温超导带材的市场需求空间将超过百亿元，主要来源于大型可控核聚变项目，在总投资中约20%用于高温超导带材采购。我们认为，可控核聚变商业化的加速将显著拉动高温超导带材的放量，5年后可控核聚变预计将为高温超导带材带来近百亿元的需求空间。其次，在输电领域，随着带材价格下跌，预计国内一线城市的中心区域将逐渐增加高温超导电缆的使用，同时高温超导线料还有望扩展至二三线城市，进一步增加市场潜力。商业化设备也将由于其节能降耗和提升良率等优势，逐步提高高温超导带材在感应加热装备、光伏晶硅生长炉等商业设备中的渗透率。针对这部分的详细计算暂不展开，有兴趣的投资者欢迎与我们进一步交流。
在企业布局方面，目前整体来看，高温超导带材行业格局良好，领先企业掌握核心工艺技术，并形成核心专利壁垒，将在行业从0到1的快速发展期中受益。目前国内主要布局第二代高温超导带材的企业包括上海超导、永鼎下属的东部超导、上海上创超导和百丽控股的英拉尔超导等。其中英纳超导主要生产第一代高温超导带材，而上海超导、东部超导和上海上创超导则在研发二代高温超导带材，采用PLDMOCVD和MOD等技术路径。上海超导的扩产速度较快，目前产能大约在两三千公里，预计到2025年能达到万公里级别，其它两家也在快速扩产中。
6. 推动高温超导商业应用
除带材外，联创光电也布局高温超导磁体，主要应用在感应加热设备、晶硅生长炉和聚变堆。公司参与了江西省政府与中核集团联合建设的聚变链，以及聚变裂变混合堆项目，该项目总投资超过200亿。
公司提供的高温超导磁体，预计在此项目中的商机巨大，蓄电方面的价值量约占40%。由于可控核聚变需要高磁场和更高的载流能力，会用到几十根甚至上百根超导带材绞缆，形成大电流的集束缆线。
目前，联创已研制出全球首个百米级的可控核聚变集束线缆，并正在研发更高设计参数的集束线缆。在这一领域，公司拥有领先的技术优势。
提及感应加热设备，今年已进入规模化放量阶段，大约交付了10台，手头订单超过60台。晶硅生长炉用的超导磁器预计明年一季度推出，也将贡献一定利润。
