超导薄膜,是在衬底基体上,利用蒸发、喷涂等制膜技术,沉积而成的厚度小于1微米的超导材料,例如FeSe超导薄膜、YBCO超导薄膜等。超导薄膜具有零电阻、超导特性,制成的电路传输速度更快,损耗更低。按照使用温度的不同来划分,超导薄膜可以分为低温超导薄膜、高温超导薄膜两大类。
低温超导薄膜在液氦温度范围内使用,与高温超导薄膜相比,其均匀性更优、一致性更好、灵敏度更高,因此在电子器件制造方面应用比例更大,广泛应用在医疗器械、科学仪器等领域。常用的低温超导薄膜材料主要有铟In、锡(Sn)、铝(Al)、铅(Pb)、铌(Nb)、铌锡合金(Nb3Sn)、氮化铌(NbN)、铌三锗(Nb3Ge)等金属、金属合金、金属化合物。
高温超导薄膜在液氮温度范围内使用,与低温超导薄膜相比,其在较高的温度条件下即可实现零电阻,应用成本相对较低,性价比更高。以高温超导薄膜为原料制造的器件可以广泛应用在通信、能源、医疗设备、轨道交通、军工、科研等领域。常用的高温超导薄膜材料主要有钇(Y)、铋(Bi)、铊(Tl)等金属及其化合物,其中,铊系氧化物超导薄膜的临界温度最高。
根据新思界产业研究中心发布的
《2021-2025年超导薄膜行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,超导薄膜可用来制造超导滤波器、超导谐振器、超导天线等微波器件,以及量子干涉器、微电子器件、电磁屏蔽器件、大电流功率器件等。由于零电阻特性,相较于传统材料制造的器件,超导薄膜器件的灵敏度更高、能耗更低,在通信、计算机、医疗、军工、量子研究等领域具有广阔市场前景。
我国政府对超导材料行业发展极为重视,在“九五”期间,超导薄膜被列入重点攻关项目。在政策的推动下,我国超导薄膜研发及生产实力不断增强,现阶段已经可以批量制备高性能、大面积高温超导薄膜。除我国外,在海外市场中,超导薄膜研发与生产企业主要集中在美国、日本等少数国家中。从全球范围来看,超导薄膜生产商数量较少。
新思界
行业分析人士表示,超导薄膜是一种重要的超导材料,与块状超导体相比,其制备工艺、产品结构、超导性质存在一定差异。在我国政策的支持下,我国超导薄膜行业技术不断进步,已经能够批量生产性能优良的高温超导薄膜。超导薄膜应用在通信、计算机、医疗、科学仪器、能源等领域,可以推动这些行业技术升级,未来市场空间大。