行業(yè)洞察 | 盡精微至廣大，看上海超導如何以國產(chǎn)新材料“點燃”能源新未來

新華財經(jīng)上海12月8日電（記者 何欣榮、郭慕清）12月的上海張江科學城，初冬的寒意并未冷卻這片科創(chuàng)熱土的勃勃生機。

在上海超導科技股份有限公司老廠房的生產(chǎn)線上，一卷卷銀白色帶材正緩緩下線，在不足0.01毫米厚的合金基帶上，氧化鎂、鑭錳氧、超導層、銅保護層等11層薄膜以納米級精度逐層“生長”，宛如在原子世界鋪設(shè)一條條“高速公路”。這些看似普通的金屬帶材，承載著中國推動可控核聚變產(chǎn)業(yè)化的夢想，也牽動著全球能源革命的神經(jīng)。

11月15日，上交所披露了上海超導對科創(chuàng)板IPO首輪問詢函的回復。根據(jù)招股書，公司擬募集資金12億元，用于建設(shè)年產(chǎn)不低于1.5萬公里的第二代高溫超導帶材生產(chǎn)基地。

“十五五”規(guī)劃建議提出“前瞻布局未來產(chǎn)業(yè)”,兩位“能源新秀”氫能和核聚變能名列其中。“這不是簡單的擴產(chǎn)，而是為一場能源革命準備彈藥?！鄙虾３瑢Ф麻L馬韜一語道出，這家成立僅14年的企業(yè)如何從實驗室走向產(chǎn)業(yè)前沿的逆襲密碼。

?圖為上海超導科技股份有限公司

原子級雕刻：破解“零電阻”材料的產(chǎn)業(yè)化密碼

超導材料被譽為新材料“皇冠上的明珠”。

它在特定低溫下電阻為零，可實現(xiàn)電能無損傳輸，電流承載能力是銅導線的百倍以上。然而傳統(tǒng)超導材料需在-269℃液氦環(huán)境中工作，成本高昂如“液體黃金”。1987年，釔鋇銅氧體系的發(fā)現(xiàn)開啟了高溫超導時代，工作溫度提升至-196℃的液氮溫區(qū)，成本大幅降低。但脆性的陶瓷材料如何制成千米級柔韌長帶，成為產(chǎn)業(yè)化最大瓶頸。

這道難題曾長期被海外壟斷。本世紀初，上海等地曾試圖通過引進技術(shù)叩開超導產(chǎn)業(yè)大門，卻屢遭閉門羹或天價要挾。

此路不通，唯有自主創(chuàng)新。

2011年，一群平均年齡不到30歲的上海交大博士在實驗室攻克百米級帶材制備技術(shù)，同年創(chuàng)立上海超導?！爱敃r連像樣的車間都沒有，設(shè)備是自己焊的電路板?！瘪R韜告訴記者。

真正的突破來自對技術(shù)路線的堅持。上海超導選擇了IBAD（離子束輔助沉積）+PLD（脈沖激光沉積）這條最難、卻潛力最大的路徑。“就像在頭發(fā)絲上雕刻兵馬俑，每層薄膜的厚度、成分、取向，都需要原子級控制?！瘪R韜說。

多年來，上海超導團隊自研超快速激光沉積系統(tǒng)，突破毫秒級協(xié)調(diào)控制難題；發(fā)明超導鍍膜加熱器，單臺生產(chǎn)速度達國際對手三倍；自制靶材擁有獨家配方。正是這些技術(shù)突破，為低成本大規(guī)模擴產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

? ? ? ?產(chǎn)能躍升印證了技術(shù)實力：2017年，上海超導年產(chǎn)能僅17公里；2018年，增至43公里；2020年躍升至百公里級，躋身全球前列。馬韜清醒地認識到：“實驗室技術(shù)若不實現(xiàn)工業(yè)化量產(chǎn)，對產(chǎn)業(yè)就毫無意義?！?/p>

? ? ? ?他的判斷源于產(chǎn)業(yè)需求的急劇爆發(fā)——2019年，美國聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司（CFS）成功研制全球首個20特斯拉級高溫超導磁體；2022年，英國托卡馬克能源公司將反應堆加熱至1億攝氏度，跨越商用核聚變核心門檻；2025年年初，上海能量奇點能源科技公司的大孔徑強場磁體更創(chuàng)下21.7特斯拉的磁場紀錄；2025年7月，中核集團等七家國企注資114.92億元，中國聚變能源有限公司在上海掛牌成立。

? ? ? ?這些里程碑背后，是同一個剛性需求：千米級、高性能、快速交付的超導帶材。更關(guān)鍵的是，聚變能源的風口遠比預期來得更早、更猛?！鞍纯茖W家原來的設(shè)想，高溫超導電纜才是產(chǎn)業(yè)化首站，沒想到聚變需求搶先井噴。”馬韜說。

? ? ? 面對供需鴻溝，2020年夏，上海超導果斷引入戰(zhàn)略投資，獲4.3億元凈現(xiàn)金注入，隨即啟動擴產(chǎn)；2022年實施“十倍擴產(chǎn)”計劃——將年產(chǎn)能從200公里直接拉升至2000公里，力求破解供應瓶頸；2024年年中，首條規(guī)?；a(chǎn)線終于全線跑通。

? ? ? ?市場的敏銳往往領(lǐng)先于產(chǎn)能的完全落地?！拔覀冇^察到一個現(xiàn)象：客戶從詢價到下單的周期從半年縮短到一個月?！瘪R韜回憶，事實上，早在2023年末，產(chǎn)品被全球客戶預訂一空的盛況，已讓他對前景成竹在胸——公司訂單覆蓋中國科學院多個院所、南方電網(wǎng)、能量奇點、中車長客等國內(nèi)機構(gòu)以及眾多海外企業(yè)。

? ? ? 洶涌的市場浪潮也體現(xiàn)在報表里。數(shù)據(jù)顯示，上海超導近三年公司業(yè)績實現(xiàn)快速增長，2022年到2024年分別實現(xiàn)營收3578萬元、8334萬元和2.4億元，歸母凈利潤則扭虧為盈。

?圖為上海超導第二代高溫超導帶材生產(chǎn)線

萬億元賽道：從核聚變“甜甜圈”駛向城市“能源高速”

在人類追尋終極能源的路上，核聚變是重要解決方案。被稱為“甜甜圈”的托卡馬克裝置成為改變能源格局的關(guān)鍵，其核心超導磁體系統(tǒng)占裝置總成本30%-40%。更關(guān)鍵的是，裝置能量密度與磁場強度呈四次方正比，磁場微弱增強就能帶來能量輸出的指數(shù)級增長。

高溫超導使聚變裝置體積與造價大幅縮減。以歐洲ITER項目為例，原低溫超導裝置高達30米，高溫超導方案可壓縮至數(shù)米級。這正是全球核聚變投資熱潮的根本動力——高溫超導正將核聚變從科幻推向現(xiàn)實。

在這場革命中，上海超導出品的材料應用于全球頂尖項目：美國CFS公司20特斯拉磁體、英國TE公司Demo4裝置、上海能量奇點“洪荒70”裝置……“沒有這些超導帶材，就不可能制造超過20特斯拉的高場磁體?！瘪R韜說。隨著發(fā)達國家推動核聚變戰(zhàn)略的政策逐次落地，核聚變行業(yè)紛紛上馬工程驗證裝置，由此帶來的超導帶材需求，讓提前擴產(chǎn)具備了戰(zhàn)略意義。

2024年，上海超導交付1200公里帶材，奪得全球三分之一市場份額，成為細分領(lǐng)域中的國際領(lǐng)先企業(yè)。

核聚變只是超導技術(shù)的明星應用之一。在更廣闊的領(lǐng)域，萬億元級市場正徐徐展開：

超導電纜領(lǐng)域，上海徐匯區(qū)35千伏公里級超導電纜安全運營三年半，節(jié)省70%管廊空間。2025年公司實現(xiàn)對美首單出口，與法國企業(yè)洽談合作。馬韜表示，“隨著產(chǎn)業(yè)化的推進，超導電纜已經(jīng)具備同等輸運容量下，整系統(tǒng)成本向傳統(tǒng)電纜價格靠近的能力，而超導電纜占地小的優(yōu)勢，又可以極大地降低電力基建的投入，社會綜合效益非常明顯?！?/p>

高端醫(yī)療領(lǐng)域，核磁共振設(shè)備逐步采用高溫超導方案。

大科學裝置領(lǐng)域，多項刷新世界紀錄的磁體都閃耀著超導技術(shù)。

“在強磁場、超導電力領(lǐng)域，可以衍生萬億級產(chǎn)業(yè)?！瘪R韜展望。但他也清醒看到，2025年上半年公司對中科院系統(tǒng)銷售占比超60%——這種深度綁定“國家隊”的結(jié)構(gòu)既是優(yōu)勢也存在風險。更具有商業(yè)性價比的應用推動，已經(jīng)成為上海超導在擴產(chǎn)戰(zhàn)略初具成果之后的下一步規(guī)劃。

在問詢回復中，上海超導表示，聚變等領(lǐng)域天然具有采購集中特性。為構(gòu)建均衡業(yè)務生態(tài)，上海超導正加速拓展工業(yè)應用：城市電網(wǎng)智能化、數(shù)據(jù)中心供電、電解鋁節(jié)能等。為此，上海超導構(gòu)建了覆蓋“裝備研制—原料配方—鍍膜工藝—分切封裝—質(zhì)控監(jiān)測”的全流程技術(shù)體系，通過90多項專利和2項國家標準，確保產(chǎn)品在多場景下的可靠性。

逆襲密碼：城市、資本與人才共舞

回顧創(chuàng)業(yè)歷程，馬韜提煉出三大關(guān)鍵要素：政策、資金與人才。

“即便在最艱難的時刻，我們依然堅持自主研發(fā)?！?014年，上海超導因產(chǎn)品良率僅30%而瀕臨絕境。關(guān)鍵時刻，上海科創(chuàng)集團秉持“投早、投小、投硬科技”的理念，不僅注入資金，更帶來信心，幫助企業(yè)渡過難關(guān)。重整團隊后，2019年成為批量交付的起點，當年實現(xiàn)100公里帶材的交付。

技術(shù)突破只是開端，產(chǎn)業(yè)生態(tài)才是真正的護城河。除超導帶材外，上海已在制冷機、電纜、磁體以及核聚變應用等環(huán)節(jié)構(gòu)建起完整的產(chǎn)業(yè)鏈。“這不是一家企業(yè)的單打獨斗，而是一座城市的戰(zhàn)略定力?！瘪R韜表示。

圖為上海超導三期擴產(chǎn)效果圖

目前，上海超導張江基地具備年產(chǎn)4000公里帶材的能力，產(chǎn)品寬度覆蓋4毫米至12毫米，最高載流量達800安培，性能相當于胳膊粗的銅纜。馬韜的愿景更為宏大：與老廠房僅一街之隔，占地近百畝的新工廠已于2025年6月啟動建設(shè)，作為張江首個實現(xiàn)“拿地即開工、交地即交證”的項目，其設(shè)計年產(chǎn)能不低于1.5萬公里。

新工廠的建設(shè)過程頗具戲劇性。原選址因規(guī)劃地鐵線路可能產(chǎn)生振動干擾，而納米級平整度的鍍膜生產(chǎn)對環(huán)境穩(wěn)定性要求極高。馬韜連夜聯(lián)系張江科建辦的“服務管家”，次日便鎖定了新地塊。從提出需求到五證齊發(fā)，全程僅用三個月。

“這樣的效率，源于上海對硬科技的深刻理解?！瘪R韜說，自2011年起，無論企業(yè)處于順境或逆境，上海市經(jīng)信委、科委始終通過重大項目予以支持?！吧虾＿@座城市就是我們的合伙人，上海超導力爭以10倍的稅收回報這份信任?！?/p>

隨著科創(chuàng)板IPO進程的推進，上海超導計劃募資12億元，全部投入新基地建設(shè)。根據(jù)規(guī)劃，到2027-2028年，康橋新工廠將實現(xiàn)年產(chǎn)2萬公里帶材，牢牢占據(jù)全球市場領(lǐng)軍位置。

“我們的目標是，讓全球每兩個核聚變裝置中，就有一個使用上海超導的帶材。”馬韜說這番話時，車間里又一批超導帶材緩緩下線，它們將運往世界各地，或被纏繞成束縛“人造太陽”的磁體，或埋入城市地下輸送清潔電能。

窗外，上海初冬的陽光灑在銀白色帶材上，泛起微微光芒。那光芒，不僅照亮了一條從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化的清晰路徑，也映照出中國在新材料領(lǐng)域從跟跑到領(lǐng)跑的堅實足跡。

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編輯：林鄭宏

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