Объем рынка высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) — по типу материала, форме продукта, прогнозу роста применения, 2025–2034 гг.

Высокотемпературные сверхпроводники Размер рынка

Объем мирового рынка высокотемпературных сверхпроводников в 2024 году оценивался в 729,6 млн долларов США и, как ожидается, достигнет 1,6 млрд долларов США к 2034 году, увеличившись на 8,5% с 2025 по 2034 год. Высокотемпературные сверхпроводники классифицируются как материалы, которые демонстрируют сверхпроводимость при гораздо большей температуре, чем остальные, или традиционные (низкие температуры) сверхпроводники. В отличие от сверхпроводников, которые должны быть охлаждены до почти абсолютной нулевой температуры (4 Кельвина или -269 ° C) с использованием жидкого гелия, материалы супер HTS работают выше 77 Кельвина (-196 ° C), где азот кипит, что делает его гораздо более легкой охлаждающей жидкостью для работы.

Рынок высокотемпературных сверхпроводников растет устойчивыми темпами из-за повышенного спроса на энергоэффективные и высокопроизводительные технологии в области передачи энергии, медицинской визуализации, транспорта, научных исследований и других. Одним из заметных бизнес-драйверов рынка HTS является модернизация энергетических систем и повышение энергоэффективности сети с использованием сверхпроводящих систем для расширенной передачи мощности и ограничения тока разлома. Правительства и коммунальные службы предпринимают заметные действия по развертыванию сверхпроводящих кабелей и устройств в стареющей инфраструктуре, чтобы смягчить потери передачи из-за повышенной зависимости от этих систем и повысить устойчивость инфраструктуры.

Еще одной новой тенденцией является рост инвестиций в НИОКР от государственных и частных организаций для разработки материалов HTS следующего поколения, которые могут работать при более высоких температурах, а также в более суровых условиях окружающей среды. Появление новых материалов HTS стимулируется усилиями по разработке недорогих и портативных МРТ-машин, поскольку это способствует дальнейшей миниатюризации и экономии средств. Этот новый подход к точному движению, который экономит трение, а энергия служит в качестве игрового механизма для быстрого путешествия через использование HTS поезда Маглева. Рынок HTS в первую очередь обусловлен растущим акцентом на устойчивость и энергоэффективность, что соответствует свойству HTS проводить электричество с нулевым сопротивлением и потерей энергии. Спрос на мощные легкие электрические детали в столичных и промышленных регионах ускоряет внедрение HTS.

Дальнейшим увеличением спроса на рынке являются приложения в термоядерной энергии и магнитах высокого поля. Международные исследования ядерного синтеза начинают зависеть от материалов HTS для генерации и сдерживания экстремальных магнитных полей, необходимых для удержания плазмы. Для исследований энергии следующего поколения магниты HTS необходимы, потому что они более компактны, имеют лучшие тепловые поля и эффективность, чем низкотемпературные сверхпроводники. В то же время другие исследовательские организации и частные компании отказываются от использования HTS для других применений в физике высоких энергий, а также в космических двигательных системах.

Высокотемпературные сверхпроводники Тенденции рынка

Широко распространенные инициативы по модернизации сетей: Усилия, предпринимаемые во всем мире для модернизации сетей, являются одним из факторов, подтверждающих спрос на высокотемпературные сверхпроводники. Что касается электросетей, то сверхпроводящая технология HTS может решить проблемы потерь передачи, пропускной способности, подверженности отключениям и другие. Материалы HTS работают лучше, чем медные и алюминиевые провода, что означает, что они способны выдерживать большие затраты энергии без какого-либо сопротивления выше критической температуры.

Кроме того, их использование более желательно в мегаполисах, где есть высокое потребление энергии, но очень мало места. Если он оснащен HTS, ограничители тока теплового сверхпроводника обеспечивают большую безопасность системы. Эти ограничители, включенные с HTS, берут на себя контроль над неожиданными токами всплеска, чтобы сократить электроэнергию, чтобы предотвратить повреждение дорогостоящего оборудования и минимизировать шансы отключения электроэнергии.

Расширение применения медицинской визуализации: Развитие отдельных частей технологий МРТ влечет за собой более широкое использование диагностических машин, таких как КТ и КТ. «Сварные» МРТ-машины, которые становятся все более распространенными среди практиков для удовлетворения спроса, имеют магниты LTS, которые должны охлаждаться жидким гелием. Жидкий гелий дорог и с ним трудно справиться. HTS, однако, работает при более высоких температурах с лучшей доступностью, обычно нуждаясь в азотной ванне. Таким образом, системы HTS делают МРТ компактным, экономя при этом стоимость, энергию и пространство.

Это жизненно важно в современном мире, когда системы здравоохранения стремятся улучшить диагностику, экономя при этом расходы. Сверхпроводящая МРТ использует низкотемпературные сверхпроводники (LTS), такие как ниобий-титан (NbTi), которые полагаются на криогенное охлаждение жидким гелием - нечастым и дорогостоящим сверхпроводником - во время температур уровня хирургии. Высокотемпературные сверхпроводники (HTS) намного экономичнее и управляются при работе при температурах около 20-77 К (YBCO - оксид меди иттрия бария или Bi-2212 - оксид меди стронция с висмутом) и используют менее дорогие и более управляемые азотные или криоохладители. Это повышает охлаждение и инфраструктурные системы, еще больше снижает эксплуатационные расходы для больниц и центров визуализации.

Высокотемпературные сверхпроводники Анализ рынка

Индустрия высокотемпературных сверхпроводников постоянно растет, поскольку растет потребность в компактных, высокоэффективных и эффективных электронных и энергетических системах в секторах здравоохранения, энергетики, транспорта и даже квантовых вычислений. Одним из важных факторов роста в этой области является модернизация электросети в таких местах, как Северная Америка и части Европы, которая использует силовые кабели HTS, трансформаторы и ограничители тока разломов для повышения стабильности сети и снижения потерь передачи электроэнергии.

Энергетический сектор остается основной областью применения из-за повышенной потребности в энергоэффективности, особенно в городской инфраструктуре и интеллектуальных сетевых системах. В то же время в секторе здравоохранения произошел сдвиг в сторону внедрения HTS в системах МРТ и ЯМР, поскольку эти машины могут работать на более высоких магнитных полях для снижения затрат.

Сегмент YBCO (Yttrium Barium Copper Oxide) имел долю 35,1% в 2024 году и был оценен в 1,1 млрд долларов США в 2024 году. Высокотемпературные сверхпроводники преобладают на рынке медного оксида иттрия бария (YBCO) из-за его превосходства в производительности примерно в 90 К, что выше точки кипения жидкого азота. По сравнению с традиционными низкотемпературными сверхпроводниками, YBCO имеет более простые экономически эффективные технологии охлаждения благодаря своей функциональности при более высоких температурах. Кроме того, YBCO обладает высокой критической плотностью тока и замечательной силой, чтобы выдерживать мощные магнитные поля, которые расширяют его перспективы в силовых или магнитных технологиях.

Ожидается, что к 2034 году сегмент проводов HTS первого поколения (1G) достигнет 761,8 млн долларов США, и в течение прогнозируемого периода он, вероятно, увеличится до 11,6% CAGR. Первое поколение высокотемпературных (1G) HTS-проводов, в основном ориентированных на соединения BSCCO, такие как Bi-2223, демонстрирует коммерческую доступность высокотемпературного сверхпроводника. Метод PIT (Powder-In-Tube) часто используется для этих проводов; он включает сверхпроводящий порошок, набиваемый в трубку из серебряного сплава, которая затем втягивается в тонкие нити. Одним из основных преимуществ проводов 1G HTS является хорошо разработанный производственный процесс, позволяющий использовать их в пилотных проектах и в маломасштабных коммерческих приложениях. Снижение затрат на охлаждение позволяет использовать температуру жидкого азота (~77 К) при работе с этими проводами по сравнению с традиционными сверхпроводниками.

Энергетический сегмент был оценен в 1,1 млрд долларов США в 2024 году и получил 12% CAGR с 2025 по 2034 год с долей рынка 35,4%.

В энергетическом секторе высокотемпературные сверхпроводники (HTS) меняют генерацию, передачу и контроль мощности по всему миру из-за их способности проводить электричество с нулевым сопротивлением и потерей энергии при криогенных температурах. Материалы HTS, особенно в виде ленты второго поколения (2G), в настоящее время используются в современных силовых кабелях, которые могут нести на порядок больше тока, чем медные или алюминиевые провода на том же расстоянии, и делают это гораздо более эффективно. Эти кабели полезны для густонаселенных городских районов с ограниченным пространством и высокими требованиями к энергии.

Рынок высокотемпературных сверхпроводников в США был оценен в 986,4 млн долларов США в 2024 году и, как ожидается, вырастет на 12,4% CAGR с 2025 по 2034 год.

В США растут инвестиции в высокотемпературные сверхпроводники в части модернизации сети, оптимизации энергопотребления и оборонных технологий. Департамент энергетики (DOE) работает вместе с научно-исследовательскими учреждениями и частными компаниями для финансирования научно-исследовательских проектов, которые реализуют энергетические технологии на основе HTS, включая ограничители тока разломов, сверхпроводящие кабели, компактные трансформаторы и другие, направленные на улучшение и укрепление стареющей электрической сети. Эти инициативы соответствуют более широкой федеральной политике, касающейся перехода к чистой энергии и модернизации инфраструктуры.

Высокотемпературные сверхпроводники Доля рынка

В пятерку лучших компаний входят американские сверхпроводники Bruker Fujikura High Temperature Superconductors, а IBM установила присутствие, которое позволяет им проникать в высокотемпературную индустрию сверхпроводников. Конкурентный ландшафт рынка высокотемпературных сверхпроводников вызывает озабоченность в среднем, что означает, что на мировой арене доминируют несколько отобранных конкурентов с передовыми исследованиями и разработками, вертикально интегрированными структурами и широким сотрудничеством в отрасли.

American Superconductor Corporation (AMSC) занимает доминирующее положение на рынке UST для HTS и занимает огромную долю рынка благодаря проводам HTS второго поколения (2G) (Amperium), а также их использованию в модернизации сетей, двигателях и силовых установках для судов. Кроме того, SuperPower, дочерняя компания Furukawa Electric, является одним из ведущих поставщиков лент HTS на основе REBCO и вносит значительный вклад в международные проекты HTS в области энергетики и исследований. Bruker и его подразделение BEST (Bruker Energy & Supercon Technologies) также являются ключевыми игроками в этой области, которые в основном поставляют HTS для научных и медицинских инструментов, таких как системы МРТ, под эгидой бизнеса прецизионных приборов Bruker.

Сверхпроводящие кабели, энергетические системы и медицинские устройства являются основными целями Fujikura Ltd. и Japan Superconductor Technology Inc. (JASTEC), поскольку они активно поддерживаются инновационными инициативами правительства Японии, что ставит их на видное место в азиатской экосистеме HTS. IBM применяет эти материалы в квантовых вычислениях со сверхпроводящими схемами и тонкопленочными методами в квантовых процессорах, тем самым поддерживая лидерство в этой области. Nexans является оператором ЕС, который интегрирует HTS в сетевые решения и принимает участие в демонстрационных проектах HTS, финансируемых ЕС.

Индустрия HTS отмечена крупными промышленными компаниями со сложной инфраструктурой наряду с нишевыми новаторами с небольшими навыками. Стратегическое сочетание академических, промышленных и государственных предприятий, а также меняющиеся потребности отрасли имеют жизненно важное значение для развития здравоохранения и энергетики, тем самым поддерживая конкурентный маркетинг в материаловедении.

Влияние торговли

Высокотемпературные сверхпроводники (HTS) сталкиваются с рядом проблем, связанных с тарифами, установленными администрацией Трампа, в основном в отношении цепочек поставок, материальных затрат и финансирования исследований. Президент Трамп в 2025 году рекомендовал добавить тарифы до 100 процентов на полупроводники тайваньского производства и не одобрять уже облегчающий промышленность двухпартийный закон CHIPS, который уже вызвал инвестиции, превышающие 450 миллиардов долларов в полупроводниковый и электронный сектор США. Несколько систем HTS зависят от сложных полупроводников для управления электроникой, и рост затрат может замедлить термоядерные реакторы (например, ITER) или проекты ускорителей частиц. Введение 25% тарифов на импорт стали и алюминия увеличивает затраты на криогенные системы и инфраструктуру, необходимые для реализации ГТС.

Например, охлаждающие устройства для сверхпроводящих магнитов обычно зависят от алюминиевых компонентов, что в настоящее время связано с большими расходами на закупку. 25% предлагаемые тарифы на полупроводники косвенно влияют на приложения HTS, такие как термоядерные (например, магниты проекта ITER) и ускорители частиц, которые полагаются на высокоуровневую управляющую электронику. Увеличение стоимости этих компонентов может привести к задержке проектов HTS на массовом рынке. Тарифы Трампа усиливают другие барьеры HTS для принятия, добавляя затраты на материалы, переворачивая мировые цепочки поставок и перерастягивая бюджеты на НИОКР.

Высокотемпературные сверхпроводники Рыночные компании

Основными игроками в индустрии высокотемпературных сверхпроводников являются:

• Американская корпорация сверхпроводников Ампериевые провода, совместимые с судовыми двигателями, силовыми кабелями и ветряными турбинами, работают в секторах обороны и здравоохранения. AMSC считается одной из первых компаний на международном уровне благодаря разработке и производству HTS Wires второго поколения (2G) и претендует на долю на рынке HTS. Расширенные силовые приложения используют эти 2G HTS Wires. В США AMSC, расположенная по всей стране, служит для модернизации сетей при финансировании министерства энергетики. Благодаря вертикально интегрированной структуре от материалов до всей системы мы получили инновационную помощь. Именно поэтому они стали подрядчиками для многих коммерческих проектов.
• Брюкер Компания работает в области HTS, в частности, в области медицинской визуализации, научных инструментов и высокополевых магнитов через свою дочернюю компанию Bruker Energy & Supercon Technologies (BEST). Фирма также производит проводники HTS первого поколения (BSCCO) и второго поколения (REBCO). Bruker хорошо позиционируется в системах МРТ, спектрометрах ЯМР и исследовательских магнитах, улучшая положение компании в области прецизионных приборов.
• Фудзикура Это известная японская фирма, которая производит провода HTS, такие как провода 1G HTS на основе BSCCO и ленты 2G HTS на основе REBCO. Продукты компании находят применение в сверхпроводящих силовых кабелях, ограничителях тока и промышленных магнитах. Компания Fujikura ведет активную деятельность в Азии, где участвует в национальных и международных демонстрационных проектах по передаче энергии. Fujikura стратегически концентрируется на недорогих высокопроизводительных сверхпроводящих проводах, которые увеличивают конкурентное преимущество компании в области HTS. Компания может использовать прочные отношения с японскими государственными и образовательными учреждениями для технологий, направленных на снижение потерь энергии и повышение эффективности сети.
• Высокотемпературные сверхпроводники Британская компания, специализирующаяся на разработке, производстве и маркетинге высокотемпературных сверхпроводниковых материалов HTS и их частей, особенно проводников на основе YBCO и REBCO. Компания является частью европейского исследовательского сотрудничества и национальных лабораторий, которые служат им надежным партнером в области сверхпроводящих решений. Его бизнес-модель сочетает в себе гибкость и расходы на исследования, что делает его конкурентоспособным в узкоспециализированных секторах.

Высокотемпературные сверхпроводники Индустрия Новости

• В феврале 2025 года корпорация Bruker сообщила, что они успешно разработали и испытали первый в мире спектрометр с высоким разрешением 1,3 ГГц. Эта революционная конструкция имеет сверхпроводящий, стойкий, стандартный 54-мм магнит ЯМР с напряженностью поля 30,5 Тесла и включает в себя новую высокотемпературную вставку сверхпроводника ReBCO (HTS).
• В феврале 2023 года Fujikura сообщила о поставке катушек с магнитной лентой на основе высокотемпературных сверхпроводящих лент на Commonwealth Fusion Systems (CFS) в массовом производстве. CFS находится в процессе разработки первой в мире коммерчески значимой термоядерной машины, которая делает квалифицируемые HTS-ленты Fujikura для своих сверхвысоких магнитных полевых термоядерных машин с перекрестным током.
• В марте 2022 года высокая температура Superconductors, британская компания, специализирующаяся на проводниках на основе YBCO и REBCO, продолжала влиять на нишевые рынки, включая сложные научные инструменты, экспериментальные термоядерные системы и пользовательские магнитные системы. Компания работала вместе с европейскими исследовательскими и национальными лабораториями, что позволило ей лучше всего продавать себя в качестве надежного поставщика специализированных сверхпроводящих технологий.

Этот отчет по исследованию рынка высокотемпературных сверхпроводников включает в себя углубленный охват отрасли с оценками и прогнозами с точки зрения выручки (миллиард долларов США) и объема (килотонны) с 2021 по 2034 год для следующих сегментов:

Рынок по типу материала

• YBCO (Yttrium Barium Copper Oxide)
• BSCCO (Bismuth Strontium Calcium Copper Oxide)
• REBCO (редкоземельный оксид бария)
• MgB2 (диборид магния)
• Сверхпровод на основе железа
• Никелирование
• Другие

Рынок по форме продукта

• Провода HTS первого поколения (1G)
• Ленты HTS второго поколения (2G)
• HTS сыпучие материалы
• HTS тонкие пленки
• Другие

Рынок, по применению

• Энергетика
  • Электрические кабели
  • Трансформеры
  • Моторы и генераторы
  • Ограничители тока
  • Системы хранения энергии
• Медицинская помощь
  • МРТ системы
  • Оборудование NMR
  • Другие
• Транспорт
  • Маглевские поезда
  • Электрический самолет
  • Двигатель судна
• Электроника и коммуникация
  • Микроволновые фильтры
  • RF и микроволновые устройства
  • Квантовые вычислительные компоненты
• Исследования и научные исследования Инструменты
  • Высокопольные магниты
  • Ускорители частиц
  • Реакторы синтеза
• Промышленные применения
  • Индукционные нагреватели
  • Магнитное разделение
  • Другие
• Другие

Указанная выше информация предоставляется для следующих регионов и стран:

• Северная Америка
  • США.
  • Канада
• Европа
  • Великобритания
  • Германия
  • Франция
  • Италия
  • Испания
  • Нидерланды
• Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Китай
  • Индия
  • Япония
  • Южная Корея
  • Австралия
• Латинская Америка
  • Бразилия
  • Мексика
  • Аргентина
• МЭА
  • ОАЭ
  • Саудовская Аравия
  • Южная Африка