领先企业:该市场的五大企业包括 Materion Corporation, Oxford Instruments, Kurt J. Lesker Company, CBMM (Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineracao), American Elements,这些企业在 2025 年合计占据 63% 的市场份额。
美国联邦政府申请的2025财年量子信息科学(QIS)研发预算为9.98亿美元,并持续保持在每年约10亿美元 [1]National Quantum Initiative / NSTC. "The National Quantum Initiative Supplement to the President's FY 2025 Budget Released." quantum.gov
2025年11月,美国能源部(DOE)为五个国家量子信息科学研究中心续拨6.25亿美元,其中费米实验室的超导量子材料与系统中心(SQMS)和布鲁克海文国家实验室的量子优势联合中心(C2QA)明确承担推进超导材料和器件性能发展的任务 [2]U.S. Department of Energy. "Energy Department Announces $625 Million to Advance the Next Phase of National Quantum Information Science Research Centers." energy.gov
普林斯顿大学和 C2QA 的研究人员采用沉积在高电阻率硅衬底上的 α-钽薄膜,展示了相干时间超过1毫秒的二维 transmon 量子比特;相关研究于2025年11月发表于《自然》 [3]Princeton University School of Engineering and Applied Science. "Princeton's New Quantum Chip Built for Scale." engineering.princeton.edu
Rigetti Computing报告称,2024财年总收入为1,080万美元,低于2023财年的1,200万美元;其运营集中于一座专用制造设施 [4]Rigetti Computing. "Annual Report on Form 10-K, Fiscal Year 2024." rigetti.com
2025年11月,普林斯顿大学和C2QA的研究人员报告了一种钽覆硅型transmon量子比特平台,其相干性能超过1毫秒。这项工作意义重大,因为它支持了一条与晶圆级制造兼容的材料路径,并可能加快超导硬件项目对α-钽薄膜和高电阻率硅基底的认证进程 [3]Princeton University School of Engineering and Applied Science. "Princeton's New Quantum Chip Built for Scale." engineering.princeton.edu。
量子计算超导材料市场的主要企业包括 Materion Corporation、Oxford Instruments、Kurt J. Lesker Company、CBMM (Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineracao) 和 American Elements。
量子计算超导材料市场规模
量子计算超导材料市场在2025年的市场规模为2.06亿美元,预计2026年将达到2.64亿美元,并有望在2026—2035年间以21.49%的复合年增长率(CAGR)扩张,到2035年达到15.2亿美元。该市场涵盖用于超导量子硬件的量子级超导金属、氮化物化合物、衬底、介电材料、互连材料和屏蔽材料。
量子计算超导材料市场核心要点
市场领导者:Materion Corporation 以超过 16% 的市场份额位居榜首。
领先企业:该市场的五大企业包括 Materion Corporation, Oxford Instruments, Kurt J. Lesker Company, CBMM (Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineracao), American Elements,这些企业在 2025 年合计占据 63% 的市场份额。
需求取决于认证深度,而非材料用量。硬件开发商要求对薄膜纯度、表面化学性质、沉积均匀性和界面特性进行严格控制,因为这些属性会直接影响相干性、频率一致性和器件良率。随着制造项目从实验性生产转向可重复的晶圆级工艺,供应关系越来越依赖可重复性和可追溯性,二者的重要性不亚于材料供应能力。
GMI 分析师观点
根据行业领军企业提供的信息,2025年量子级超导材料的综合平均售价约为每千克1,000美元。我们认为,严格的纯度规格和专业化的沉积要求使这一溢价具有持久性;在采购仍以性能为导向的情况下,这些因素维持了合格供应商的定价能力。
量子计算超导材料市场趋势、增长驱动因素与 GMI 预测展望
随着公共项目、国家实验室和硬件开发商为可扩展处理器架构认证材料,市场采购正从研究驱动转向更加规范的采购模式。硅基钽、氮化物薄膜和先进结堆栈拓宽了潜在材料范围,但规格仍较为分散,持续制约生产规划。
主要增长驱动因素
证据依据采用引用的外部数据;需求影响和预测条件则反映 GMI 分析。
与商业半导体供应链相比,公共研究项目形成的采购基础受短期硬件出货波动的影响较小。随着器件经历制造、表征和重新设计周期,实验室和联盟项目需要反复采购合格薄膜、靶材、衬底和测试结构。这些采购还会确立材料规格,并有望应用于 OEM 的工艺流程。
硅基钽的技术优势尤为重要,因为它将相干性改善与兼容晶圆制造的平台结合起来。由此产生的认证活动扩大了传统铝膜和铌膜以外的需求,同时在不同架构并行开发期间维持了对传统材料的需求。因此,能够证明相控制、杂质管理和薄膜可重复性的供应商,有望参与更广泛的认证项目。
主要制约因素
证据依据采用引用的外部数据;需求影响和预测条件则反映 GMI 分析。
商业供应基础仍处于规模化发展的早期阶段,尚无法为材料供应商提供足以支撑专用、高通量量子级生产线的订单频次。小批量订单有助于开展专业化加工,但限制了供应商将分析、认证和库存成本分摊到持续订单量中的能力。因此,供应商在产能决策上会更加审慎,长期研究合同的价值也随之凸显。
架构碎片化进一步加剧了订单量的限制。设备开发商正并行测试不同的电极金属、结结构、衬底组合和界面处理工艺,这延缓了他们对标准化物料清单配置的承诺。在较少数工艺堆栈通过领先平台的认证之前,供应商可能仍需服务于多个开发项目,而非集中承接少数生产合同。
GMI 分析师观点
我们认为,预测能否实现取决于能否从机构认证过渡到 OEM 的可重复采购。目前,研究需求支撑着高价值材料的销售;但市场下一阶段的发展将取决于领先硬件平台能否围绕可规模化的工艺堆栈趋于一致,同时不显著降低单位有效计算产出的材料消耗强度。
量子计算超导材料市场细分市场分析
按材料类型划分
纯超导金属在2025年创造了8,200万美元的收入,预计到2035年将达到5.02亿美元。在量子计算超导材料市场中,铝和铌仍是基础材料,因为它们已应用于成熟的电极、结、布线和屏蔽工艺流程。供应商积累的工艺经验形成了持久的认证优势,但随着更先进的架构进入生产阶段,供应商必须提升产品一致性并完善相关文档。
超导氮化物在2025年创造了3,100万美元的收入,预计2026—2035年复合年增长率(CAGR)为23.72%。在谐振器品质、动能电感和工艺兼容性影响器件规模化的应用中,TiN、NbN 和 NbTiN 日益受到关注。这一细分市场的机遇与制造商寻求替代沉积工艺密切相关,因为某些沉积方法可能导致结性能在晶圆层面出现差异。
衬底与介电材料在2025年创造了7,200万美元的收入,预计到2035年将占市场的27.99%。随着开发商优化金属与衬底之间的界面,而不再将晶圆视为被动基底,衬底选择正成为一项更加一体化的设计决策。硅具有成熟的制造工艺,而在低损耗介电性能和现有铝基工艺流程仍受青睐的应用中,蓝宝石依然具有重要地位。
其他新兴材料预计到2035年将达到2.59亿美元,2026—2035年复合年增长率(CAGR)预计为25.52%。钽、拓扑超导体候选材料以及半导体—超导体异质结构构成了该细分市场的战略性增长潜力。其商业化应用取决于能否通过可重复的晶圆级制造和认证,持续实现其器件层面的性能优势。
按组件与功能角色划分
量子比特电极与谐振器在2025年创造了7,200万美元的收入,预计到2035年将达到5.17亿美元。该组件类别对薄膜应力、表面质量、厚度均匀性和微波损耗有严格要求,因为材料差异可能损害相干性和频率控制能力。能够支持与制造团队共同开发的供应商,比仅提供目录产品的供应商更具优势。
约瑟夫森结堆栈在2025年占据30.10%的市场份额,预计在2026—2035年以19.28%的复合年增长率(CAGR)增长。随着量子比特数量增加、器件差异带来的成本上升,结堆栈开发的重点在于提高可重复性。这有利于采用可集成到受控沉积和减材图形化工艺中的材料体系,同时确保势垒完整性不受影响。
低温互连与布线预计到2035年将达到3.65亿美元,预计在2026—2035年以21.68%的复合年增长率(CAGR)增长。多芯片和模块化处理器设计使可靠的超导布线、凸点键合材料和微波传输路径变得更加重要。因此,需求不仅取决于量子比特数量的增加,也与连接芯片、控制系统和低温级所采用的工程方案有关。
屏蔽与封装材料在2025年创造了3,100万美元的收入,预计到2035年将占据14.06%的市场份额。随着系统日趋复杂,封装必须同时满足磁屏蔽、热管理、机械稳定性和信号隔离等要求。因此,相较于仅供应材料的企业,具备工程化组件和低温兼容性专业能力的供应商更具优势。
按终端用户划分
量子硬件原始设备制造商(OEM)与系统集成商在2025年占市场收入的40.29%,预计到2035年将达到7.31亿美元。他们的采购决策日益影响哪些材料平台能够从实验室验证迈向商业化认证。OEM的需求将有利于能够在多轮制造迭代中满足严格交付、文档、纯度和定制几何形状要求的供应商。
国家实验室与研究机构在2025年创造了7,200万美元的收入,预计在2026—2035年以17.03%的复合年增长率(CAGR)增长。这些机构仍是材料发现、计量和早期工艺验证的核心力量。它们的采购作用具有重要战略意义,因为国家实验室项目制定的技术规格往往会成为商业硬件开发的参考标准。
国防与政府项目预计到2035年将达到2.28亿美元,并在2025年占市场收入的15.05%。该渠道的采购受到供应保障、受控采购来源和任务导向型性能要求的影响。这些条件可能延长认证周期,但也为具备可追溯且安全的材料加工能力的供应商创造了稳固的商业机会。
云量子服务提供商在2025年创造了2,000万美元,预计2026—2035年的复合年增长率(CAGR)为21.91%。其材料需求主要是间接产生的,来自其部署的硬件系统以及为其供货的 OEM 合作伙伴。随着云端访问成为使用量子计算的主要途径,部署决策可能转化为对处理器及其相关超导材料投入品的需求。
GMI 分析师观点
我们认为,材料认证是各细分市场中决定竞争优势的关键因素。成熟供应商受益于积累的工艺经验,但新兴材料也为能够将更优的界面性能转化为可重复、兼容生产的薄膜、靶材、基板和互连解决方案的企业创造了机会。
量子计算超导材料市场区域分析
北美量子计算超导材料市场分析
2025年,北美占量子计算超导材料市场的44.17%,预计到2035年市场规模将达到5.63亿美元。该地区汇集了硬件开发商、国家实验室、大学制造设施和先进材料供应商,形成了高度集中的产业生态。其主要优势在于联邦支持的研究、工艺认证与商业硬件开发之间紧密相连。
美国在2025年创造了7,700万美元,预计到2035年将达到4.67亿美元。该国需求得益于超导硬件活动和公共研究基础设施的高度集中。对于能够将高纯度加工与及时响应的技术支持相结合、服务于开发阶段制造项目的国内供应商而言,这一市场蕴含机遇。
加拿大在2025年占北美需求的15.38%,预计2026—2035年的复合年增长率(CAGR)为19.50%。量子硬件活动和大学研究项目支撑着加拿大的需求,这些项目需要小批量、高规格的材料。该市场仍以机构需求为主,机遇集中在专用靶材、薄膜和制造支持领域。
欧洲量子计算超导材料市场分析
欧洲在2025年创造了4,100万美元,预计到2035年将达到3.05亿美元。该地区的需求分布于各国研究项目、大学实验室、基础设施计划和硬件企业。尽管生态系统较为分散,但具备较强的技术能力,因此有利于能够服务多种认证环境,同时遵守本地采购和供应规范的供应商。
德国在2025年创造了1,400万美元,预计到2035年将达到9,800万美元。该国拥有先进的研究机构、量子基础设施以及成熟的工业设备产业基础。材料需求可能仍与制造能力密切相关,也取决于研究机构与商业技术提供商之间的合作。
英国在2025年占欧洲市场的29.27%,预计到2035年将创造8,500万美元的市场规模。英国的需求基础包括国家级量子基础设施、大学研究和商业处理器项目。在能够支持原型开发和规模化需求的领域,具备沉积、低温和特种材料能力的供应商处于有利地位。
法国通过量子电路研究和猫态量子比特开发推动区域需求增长,欧洲其他地区则受益于不断扩大的研究与硬件项目网络。这些市场重视技术合作,因为材料选择往往与特定平台的器件架构密切相关。
亚太地区量子计算超导材料市场分析
亚太地区在2025年创造了6,200万美元的市场规模,预计到2035年将达到5.78亿美元。政府主导的量子计划、不断扩大的研究基础设施,以及日益增长的国内供应能力建设,支撑着该地区的市场增长。各国的采购重点可能有所不同,尤其是在本土化和战略供应链目标影响资质认证选择的情况下。
中国在2025年占亚太地区需求的59.68%,预计2026—2035年的复合年增长率(CAGR)为21.75%。这一地位反映了中国在量子硬件和材料自给方面的大规模国家投资。国内外供应商将面对一个高度重视供应保障、技术认证和本地生产能力的市场。
日本在2025年创造了1,100万美元的市场规模,预计到2035年将达到8,700万美元。国家研究基础设施、企业技术项目以及强大的精密制造基础为日本市场带来发展机遇。需求可能主要集中在符合严格过程控制和可靠性要求的材料上。
印度在2025年创造了300万美元的市场规模,预计2026—2035年的复合年增长率(CAGR)为28.49%。该市场正从早期研究基础起步,公共项目正推动国内量子能力建设。随着本地制造能力逐步发展,能够提供技术指导和小批量认证支持的供应商有望及早建立合作关系。
韩国正通过大学、研究机构和行业项目加强其量子生态系统。不断发展的硬件基础设施带动了对合格超导薄膜、基板、封装材料和低温互连材料的新增需求。
拉丁美洲量子计算超导材料市场分析
拉丁美洲在2025年创造了600万美元的市场规模,预计到2035年将达到3,800万美元。区域需求仍集中在研究项目,但巴西因其在铌供应链中的地位而具有战略重要性。因此,该市场的机遇既受到本地采购的影响,也与具有全球重要性的材料加工业务密切相关。
巴西在2025年占拉丁美洲市场的66.67%,预计到2035年将创造2,100万美元的市场规模。大学研究和量子材料活动支撑着其需求侧市场,而其更广泛的重要性则源于铌加工能力。这使巴西参与者有望在国际超导硬件供应链的材料认证中发挥作用。
墨西哥是一个新兴的研究驱动型市场,而拉丁美洲其他地区目前仍以探索性学术活动为主。近期需求可能更倾向于研究规模的供应、技术支持以及获取特种沉积材料的渠道。
中东和非洲量子计算超导材料市场分析
2025年,中东和非洲市场规模为600万美元,预计到2035年将达到3,800万美元。需求主要由政府支持的技术项目和研究机构推动,而非国内量子硬件制造。采购可能仍将以项目为基础,材料需求取决于实验室研发和国际研究合作。
沙特阿拉伯2025年市场规模为200万美元,预计到2035年将达到1,100万美元。政府主导的研究和技术多元化举措是推动市场发展的主要途径。需求将取决于实验室项目转化为持续超导器件开发活动的进度。
阿联酋占2025年中东和非洲市场的33.33%,预计到2035年市场规模将达到1,300万美元。其研究机构和技术投资项目支撑了对专业材料和制造投入品的需求。国际合作可能有助于加快获取合格材料和工艺知识。
南非的市场贡献来自大学和公共研究活动,而中东和非洲其他地区仍处于探索阶段。市场发展将取决于制造基础设施的可用性以及公共研究资金的持续性。
GMI 分析师观点
我们预计,区域竞争的核心将是获取资格认证的能力,而非单纯的地理需求。北美和欧洲仍是高规格开发工作的关键市场,而亚太地区不断扩大的项目则要求供应商在全球技术标准与本地供应链、合作关系和制造要求之间取得平衡。
量子计算超导材料市场份额与竞争格局
量子计算超导材料市场的集中度中等,2025年五家领先供应商合计占市场收入的63.00%。其余37.00%的市场由专业材料供应商、沉积设备供应商和区域参与者分占,体现了材料类别的广泛性,以及量子硬件认证因平台而异的特点。
Materion Corporation在2025年占据16.00%的市场份额。其电子材料业务板块在2024财年创造了8.457亿美元收入,具备蒸发沉积靶材、薄膜金属和特种材料等领域的能力 [6]Materion Corporation. "Materion Corporation 2024 Annual Report / Form 10-K." investor.materion.com。该公司与量子硬件的相关性,源于其能够将材料加工、分析控制和定制合成相结合,满足纯度和可重复性是采购门槛的应用需求。
Oxford Instruments在2025年占据14.00%的市场份额。其设备和工艺能力将低温系统、纳米制造和量子硬件部署相衔接,进一步巩固了其市场地位。这使该公司处于材料制备与器件规模化制造的交汇点,在这一领域,工艺兼容性可能与材料本身同样重要。
Kurt J. Lesker Company于2025年占有12.00%的市场份额。其溅射靶材、沉积系统和真空处理产品组合,契合制造团队对定制几何形状、高纯度原料及受控材料处理的需求。在客户寻求减少从材料采购到沉积实施各环节交接的情况下,该公司有望从中受益。
CBMM (Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineracao)是排名第四的供应商,在铌加工领域占据差异化地位。其与铌供应的纵向关联,有助于满足需要专用超导材料原料的应用对可追溯性和质量控制的要求。
American Elements是排名第五的供应商,凭借丰富的产品目录、小批量供应能力和定制合成能力参与竞争。其多元化产品组合尤其适用于并行开展认证工作的研究项目,这类项目需要多种金属、氮化物、基底及新兴化合物。
其他参与者包括Vital Materials Co., Ltd.、Bruker EAS (BEST)、Stanford Advanced Materials、Evatec AG、STAR Cryoelectronics、Radiall、Goodfellow Cambridge Ltd.、CMC Microsystems、SCI Engineered Materials和Angstrom Engineering,满足特种金属、沉积、低温组件、制造支持及材料工程等领域的特定需求。竞争优势日益取决于应用层面的支持、认证文件,以及根据不断变化的量子器件工艺流程调整产品形态的能力。
近期行业动态
2025年11月,普林斯顿大学和C2QA的研究人员报告了一种钽覆硅型transmon量子比特平台,其相干性能超过1毫秒。这项工作意义重大,因为它支持了一条与晶圆级制造兼容的材料路径,并可能加快超导硬件项目对α-钽薄膜和高电阻率硅基底的认证进程 [3]Princeton University School of Engineering and Applied Science. "Princeton's New Quantum Chip Built for Scale." engineering.princeton.edu。
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4. 市场规模测算
我们采用自下而上的方法测算市场规模。首先使用一手访谈直接获得的企业收入数据,同时结合制造商的产量以及安装量或部署量统计。随后按区域市场汇总这些数据,得出以实际行业活动为依据的全球市场估算值。
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✓ 监管假设与政策变化风险
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