引言：7月22日，韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)表示在常壓條件下，一種改性的鉛磷灰石（LK-99），能夠在127℃以下表現(xiàn)為超導(dǎo)體，而在今年3月份美國(guó)Ranga Dias團(tuán)隊(duì)也表示發(fā)現(xiàn)溫室超導(dǎo)，但同樣未被證實(shí)。超導(dǎo)材料對(duì)人類影響較大，在溫室超導(dǎo)方面熱度更是全球聚焦，如果該成果被驗(yàn)證為真，人類將進(jìn)入“超導(dǎo)時(shí)代”，能源、交通、量子計(jì)算等多領(lǐng)域?qū)⒂瓉砀拘宰兏铩?/p>

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革命性產(chǎn)品，超導(dǎo)材料熱度不斷

立足科技前沿，探索從未中斷；超導(dǎo)材料是一種在一定條件下，電阻為零、內(nèi)部磁場(chǎng)為零、電磁場(chǎng)量子化的新型材料。

①低溫超導(dǎo)存在約零下200攝氏度以下，也就是在液氦環(huán)境中，主要材質(zhì)的包括化合物、金屬等。目前全球超導(dǎo)市場(chǎng)以低溫超導(dǎo)為主，占超導(dǎo)市場(chǎng)總量的90%以上，而醫(yī)院的MRI（核磁共振成像儀）是低溫超導(dǎo)材料最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。

②高溫超導(dǎo)材料產(chǎn)品冷卻液多為液氨，這里的高溫只是相對(duì)低溫超導(dǎo)溫度高而已，相對(duì)人類來說依舊很低，使用環(huán)境大約在-200到0攝氏度，材料主要有陶瓷、金屬氧化物等。隨著高溫超導(dǎo)體臨界溫度的提高，使高溫超導(dǎo)體的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，如超導(dǎo)磁流體發(fā)電、高溫變壓器、超導(dǎo)儲(chǔ)能等。

③溫室超導(dǎo)一般是零上溫度以及正常環(huán)境大氣壓強(qiáng)（常溫常壓），目前還處于研發(fā)探索階段，低溫超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)都過來了，相信未來某一天溫室超導(dǎo)必然實(shí)現(xiàn)。而且近幾年有過國(guó)外相關(guān)團(tuán)隊(duì)表示發(fā)現(xiàn)溫室超導(dǎo)，但均未被證實(shí)，鬧了個(gè)大烏龍，但是掀起全球的研究熱潮。

產(chǎn)業(yè)持續(xù)完善，商業(yè)化進(jìn)行中；超導(dǎo)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈包括上游的礦產(chǎn)資源鈦礦、鈮礦、錫礦、 釔鋇礦等，中游的超導(dǎo)帶材廠商，下游的超導(dǎo)磁體以及終端設(shè)備制造商。低溫和高溫超導(dǎo)尚處不同產(chǎn)業(yè)化階段，目前國(guó)內(nèi)以低溫超導(dǎo)材料為主，高溫超導(dǎo)材料仍處于產(chǎn)業(yè)化初期；溫室超導(dǎo)處于概念階段。

超導(dǎo)材料優(yōu)勢(shì)顯著，發(fā)展?jié)摿薮?/strong>

應(yīng)用領(lǐng)域廣、市場(chǎng)潛力大；超導(dǎo)材料的應(yīng)用主要有：

①利用材料的超導(dǎo)電性，應(yīng)用于電纜、電機(jī)、受控?zé)岷朔磻?yīng)、儲(chǔ)能等；

②利用材料的完全抗磁性，應(yīng)用于離子加速器、軸承、懸浮列車等；

③利用約瑟夫森效應(yīng)，應(yīng)用于精密測(cè)量?jī)x表以及輻射探測(cè)器、邏輯元件等。

目前的超導(dǎo)材料的應(yīng)用局限于低溫和高壓環(huán)境，如果室溫常壓超導(dǎo)材料取得突破，將在能源、交通、計(jì)算、醫(yī)療檢測(cè)等諸多領(lǐng)域產(chǎn)生變革：

1、更高效的能源傳輸與存儲(chǔ)：據(jù)統(tǒng)計(jì)，用銅或鋁導(dǎo)線輸電，約有15%的電能損耗在輸電線路上，光是在國(guó)內(nèi)，每年損失的電力即達(dá)1,000多億度。若改為超導(dǎo)輸電，節(jié)省的電能相當(dāng)于新建數(shù)十個(gè)大型發(fā)電廠；

2、更高速的交通方式：室溫常壓超導(dǎo)材料將進(jìn)一步推動(dòng)磁懸浮列車的發(fā)展落地，助力電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航能力；

3、更快的信息處理速度：在低溫環(huán)境下超導(dǎo)材料呈現(xiàn)量子特性，可被用于量子計(jì)算機(jī)的搭建，其運(yùn)算速度比高性能集成電路的快10～20倍，功耗只有四分之一；

4、更先進(jìn)的治療手段：超導(dǎo)材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中被應(yīng)用于精密檢測(cè)，推動(dòng)醫(yī)療設(shè)備的小型化和便攜化。

技術(shù)持續(xù)迭代、低成本優(yōu)勢(shì)明顯；制約超導(dǎo)發(fā)展有兩個(gè)因素：一是材料成本，另一個(gè)就是低溫限制。當(dāng)下用的低溫超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)，都要在液氫和液氮的溫度下維持超導(dǎo)特性，消耗的能量很大，但超導(dǎo)的主要應(yīng)用目的之一就是為了減少能源損耗。雖然許多種材料都可以成為超導(dǎo)體，但它們往往需要冷卻到非常低的溫度或承受極大的壓力，這意味著它們無(wú)法在實(shí)際中應(yīng)用，極大地限制了超導(dǎo)材料的應(yīng)用。

由此可見，若是實(shí)現(xiàn)溫室超導(dǎo)的開發(fā)，既不受溫度和氣壓環(huán)境的約束就可以試用超導(dǎo)材料，只考慮制備工藝的成本，從而實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)材料的普及推廣。

符合雙碳改革、政策持續(xù)推動(dòng)；超導(dǎo)材料作為國(guó)家戰(zhàn)略前沿材料，國(guó)家高度重視。相關(guān)部門為了鼓勵(lì)和規(guī)范著行業(yè)健康有序發(fā)展，先后出臺(tái)了一系列政策對(duì)超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)予以支持，如2006年國(guó)家“863”計(jì)劃“、《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等，超導(dǎo)材料享受政策紅利，具備強(qiáng)勁產(chǎn)業(yè)勢(shì)能。

超導(dǎo)零電阻特性使得下游產(chǎn)品應(yīng)用更節(jié)省能耗，符合“雙碳”目標(biāo)，政策驅(qū)動(dòng)下，超導(dǎo)電纜、醫(yī)療診斷等應(yīng)用端正從示范工程走向規(guī)模化鋪設(shè)，超導(dǎo)設(shè)備迎來規(guī)?；帕?，未來超導(dǎo)行業(yè)將保持快速增長(zhǎng)。

溫室超導(dǎo)突破枷鎖，有望深刻變革世界

核磁共振滲透率劇增，居民看病成本下降；MRI已成為目前最重要的醫(yī)療影像診斷之一，目前國(guó)內(nèi)MRI市場(chǎng)基本上被國(guó)外公司（GE、PHILIPS、SIEMENS）壟斷。MRI一旦開機(jī)就不能關(guān)了，除非壞了要維修，失超一次損失40萬(wàn)左右，同時(shí)液氦會(huì)揮發(fā)，3-4個(gè)月需要補(bǔ)充一次。目前國(guó)內(nèi)MRI價(jià)格昂貴，多數(shù)中、小醫(yī)院無(wú)法負(fù)擔(dān)，相較歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家差距較大。

若是溫室超導(dǎo)成功研發(fā)，磁共振會(huì)變得平價(jià)及小巧，普通的做一次和現(xiàn)在b超差不多，其高精度和高靈敏度將提供更準(zhǔn)確的診斷結(jié)果，并且加速醫(yī)學(xué)ai診斷的進(jìn)程。同時(shí)醫(yī)院MRI滲透率急劇增加，目前MRI國(guó)內(nèi)滲透率約為17%，由此可見增長(zhǎng)空間巨大。

光刻機(jī)換到超車，國(guó)內(nèi)外格局改變；我國(guó)在芯片領(lǐng)域一直存在短板，由于缺少制造芯片必須用到的光刻機(jī)，我國(guó)始終沒能突破先進(jìn)制程芯片的瓶頸。相比硅芯片，超導(dǎo)量子芯片的計(jì)算速度是傳統(tǒng)芯片的幾百倍，早在2021年底，浙江大學(xué)在杭州科創(chuàng)中心發(fā)布“莫干1號(hào)”“天目1號(hào)”超導(dǎo)量子芯片學(xué)術(shù)成果，但是對(duì)研制技術(shù)提出了高的要求，同時(shí)需要克服的困難很多。

超導(dǎo)量子芯片采用的是光作為載體，利用超導(dǎo)材料的獨(dú)特性質(zhì)通過控制量子比特的能級(jí)和耦合關(guān)系來實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算，無(wú)需依賴光刻機(jī)技術(shù)。這就意味著，若是溫室超導(dǎo)成功發(fā)現(xiàn)，超導(dǎo)量子芯片能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)，過去在光刻機(jī)領(lǐng)域呈現(xiàn)寡頭壟斷的歐美高端光刻機(jī)可能會(huì)面臨被淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。

可控核聚變近在咫尺，實(shí)現(xiàn)能源自由；目前可控核聚變技術(shù)仍處于研究階段，但它具有巨大的潛力，有望徹底改變?nèi)祟惖哪茉春图夹g(shù)格局?？煽睾司圩兛梢詾槿祟愄峁┣鍧崱踩?、可持續(xù)的能源，解決人類面臨的能源危機(jī)，可以使人類在太空探索中取得更大的突破，開拓新的天地。

可控核聚變目前限制是爆炸的能量太大，磁場(chǎng)不夠大，約束不住爆炸產(chǎn)生的各種高能粒子。常溫超導(dǎo)材料具有零電阻和高磁導(dǎo)率的特性，這使得它們非常適合可控核聚變反應(yīng)堆，可以用來制造強(qiáng)大的磁場(chǎng)，如果室溫超導(dǎo)成功，不說馬上實(shí)現(xiàn)可控核聚變，加速可控核聚變研究周期，研發(fā)進(jìn)程保守預(yù)計(jì)節(jié)省20年左右。

小結(jié)：目前超導(dǎo)材料行業(yè)規(guī)模較小，僅僅是應(yīng)用于少部分行業(yè)，成本較高，難以大范圍普及。若是溫室超導(dǎo)技術(shù)被發(fā)現(xiàn)，那將是顛覆性的改變，超導(dǎo)行業(yè)規(guī)模將成指數(shù)級(jí)別增長(zhǎng)，特高壓也就用不上了，也會(huì)讓光刻機(jī)的相對(duì)劣勢(shì)瞬間變得不那么重要，國(guó)產(chǎn)替代將會(huì)成為新的浪潮。

來源：泡財(cái)經(jīng)