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联创光电致力于半导体产业的研究与制造 已积淀形成了良好的光电子产业基础和产业转化能力

2023-03-24 09:56:17  来源:网易网    

  1.老牌军企底蕴深厚,继往开来再铸华章

  1.1.实力雄厚,进而有为,退而有序

  公司深耕行业二十载,已成为半导体产业领域领军企业。联创光电由江西省 电子集团整合旗下部分优质军工资产于 1999 年 6 月设立,2001 年 3 月在上海证 券交易所挂牌上市。公司致力于半导体产业的研究与制造,已积淀形成了良好的 光电子产业基础和产业转化能力,拥有电子元器件研发生产技术。产品布局包括 智能控制部件、大功率半导体激光器件及装备、背光源及应用、电线电缆等产业 板块,在南昌、吉安、深圳和厦门均设立了产业基地,产品广泛应用于家电智能控 制、通讯产品及相关设备、计算机网络、军工应用等领域。

  公司技术实力雄厚,科技驱动发展。公司是“国家火炬计划重点高新技术企 业”、“国家技术创新示范企业”、“国家 863 计划成果产业化基地”,拥有两个“博 士后科研工作站”,一个“国家级企业技术中心”,四个“省级创新研发平台”,一 个激光产业研究院。“高光效长寿命半导体照明关键技术和产业化”荣获 2019 年 国家科学进步一等奖。截止 2022 年 6 月,公司拥有有效授权专利 332 项,其中: 发明专利 62 项,实用新型专利 248 项。同时,荣获了“江西省著名商标”、“江西 省名牌产品”、“厦门市著名商标”等称号,在客户中建立了良好声誉,获得了市 场的高度认可。

  国资稳定期(1999-2010):公司军工底蕴深厚,多家现子公司或联营企业前 身为国营军工厂,通过早期资产整合并入。现子公司联创电缆科技前身为军工企 业国营 8490 厂,于 1966 年由南京 734 厂电缆车间内迁至吉安市,经营范围定位 专业生产电子通讯类电线电缆。现联营企业北方联创通信有限公司前身为国营 834 厂,1964 年由南京 734 厂通信产品部分内迁至吉安市,长期主营通信相关产 品的研制与生产。2001 年 6 月,公司收购 746 厂 LED 外延片生产线等资产,并 以此组建光电分公司。发展初期,公司主要从事光电器件及其它新型电子元器件、 信息传输线缆、通信终端及系统设备的生产及销售。

  民营成长期(2011-2019):公司于 2011 年完成国有股份改制,成为非国有 企业。在此期间,公司经营范围不断拓展。同时,公司积极开展与科研院所的合 作,通过设立博士后科研工作站等措施,对接培养专业人才。 结构调整期(2019-至今):自 2019 年以来,公司对于发展空间受限的传统电 缆、背光源等业务板块积极开展资产剥离与夯实优化,将主业聚焦至智能控制器、 激光和超导三大高科技产业,不断优化升级自身产业结构。 公司多次参与研制航天工程电子元器件及其他配套军品,军工背景深厚。

  公 司自成立以来为神舟五号、神舟八号、嫦娥一号、嫦娥三号、嫦娥四号等多型号航 天器提供了包括场效应晶体管、送受话器等在内的多款配套部件。近年来子公司 中久光电表现尤为突出,于 2020 与 2021 年顺利按时保质交付多套军用泵浦源订 单任务,包括“光刃”型号激光装备研制项目推进顺利。

  公司近年来执行“进而有为,退而有序”战略,重点夯实激光和超导两大优 势主业,剥离优化低盈利资产。面对错综复杂的外部环境,公司选择继续夯实优 势主业、转型升级新兴产业,已取得明显进展。在未来重点发展的“激光”和“超 导”领域,公司持续加大研发力度,通过自主研发、技术合作、技术引进和联合开 发全方位夯实公司技术优势。板块业务产能快速释放,产品交付与验收稳步推进, 系列产品订单数量高速增长。

  在传统业务智能控制器领域,公司在继续巩固家电 控制器市场优势地位的基础上,积极开拓新能源汽车电子和工业控制等应用领域, 聚焦高端市场。在发展空间受限的背光源和传统电缆领域,公司已完成传统电力 缆资产剥离,并积极推进背光源相关资产剥离出表,优化升级公司产业结构。未 来,公司预计不断加速智能控制器件、激光器件装备、特种电缆等高新技术产业 的融合化、规模化发展,使公司成为科技领先型军民融合企业。

  公司股权结构稳定,控股、参股多家子公司,覆盖智能控制器、激光及微电 子、高温超导、光电线缆、背光源产品等领域。公司直接控股的第一大股东为江 西省电子集团有限公司,截至 2022 年 9 月持有公司 20.81%的股份。公司实际控 制人为现任总裁伍锐先生,其通过江西省电子集团有限公司间接控制公司股权。 公司第二大股东为吉安市吉州区国有资产事务中心的全资子公司吉安鑫石阳实业 有限公司,截至2022年9月持有公司股份比例 1.95%。其它股东还包括现任董 事长曾智斌(0.93%)等。截至2022年6月,公司共有控股企业 24 家,联营企 业 6 家,采用股份公司与子公司矩阵式战略管控的经营管理架构。公司通过控股 实现对于子公司的战略管控、不断拓展自身业务边界,完成相关领域的全面覆盖。

  公司的新兴业务板块包括智能控制器、激光及微电子与高温超导。在智能控 制器板块,公司主要通过上市子公司华联电子经营,公司持股比例 50.01%。在激 光及微电子板块,公司主要通过子公司中久光电经营,公司通过全资子公司中久 激光间接持有其股权 55%。在高温超导板块,公司主要通过参股子公司联创超导 经营,公司直接持股比例达 40%。光电线缆与背光源业务是公司的传统产业,也 是公司近年来优化升级的重点领域。

  公司通过联创电缆科技与联创电缆有限两家 子公司生产通信电缆和电力电缆,分别直接持有股权 78.72%和 93.30%。截至 2022 年 6 月,公司已与非关联第三方达成协议并完成交易,对电力缆相关资产进 行了剥离,交易总金额 2200.00 万元,实现收益 56.04 万元(未经审计),较好的 处置了该项发展空间有限的资产。在背光源领域,公司主要通过欣磊光电、联志 光电、联创致光等子公司经营LED相关产品。近年来传统领域发展空间逐渐缩窄, 且华为作为公司主要背光源产品客户,因而受华为销量下滑的影响严重,2021 年 子公司联创致光全年亏损 6697 万元。

  公司积极加速三大重点产业产能扩建,未来业绩增长可期。智能控制器领域, 2022 年 9 月子公司华联电子新产区正式竣工并开始逐步投产,有望成为华联转型 升级的重要着力点与增长点。产区位于厦门市翔安区,总投资 6 亿元,规划年产 值 30 亿元,总建筑面积近 14 万平方米。新产区全面落实了华联自主开发的智能 制造管理系统,打造了全新的国内一流智能制造生产线,包括按车规级、工业级 建设的新能源汽车智能控制器、高效电机变频驱动智能控制器、高端光耦的生产 线,及 5000 平方米按 CNAS 认证标准的产品测试中心。

  在激光业务领域,订单 数量近年来高速增长,中久激光现有 3.5 亿元产能已处于满负荷生产状态。超导 业务方面,2022 年 6 月超导二期车间正式启动,在原有产能 20 台的基础上新增 产能 30 台,预计投产后累计产能达 50 台。公司近期计划在铝产业集中区域附近 设立超导产业园,采用模块化投建的方式“边建设边投产”,产业园规划满产产能 150 台,预计开工后 2 年逐步达到满产并最终实现年产 200 台的目标。

  1.2.产业优化助力业绩回归,科技研发护航技术升级

  公司业绩表现稳健。自 2019 年起,公司不断优化产业结构,在基本稳定收入 规模的基础上,剥离部分盈利能力较差的资产业务,不断提高收入含金量。公司 2020 与 2021 年业绩波动较大,一方面是受疫情影响,整体需求水平下降;另一 方面是缘于在智能控制领域受整体行业原材料价格上涨,采购成本上涨,并且在 背光源及应用产品领域行业竞争日益激烈、行业内售价下降。激光项目近年来逐 渐成为公司的稳定优势板块,其军品级、宇航级订单和毛利率均有较大增长,板 块收入增长较快、趋势向好。

  2018-2022Q1-3 公司营收分别实现 34.46、43.55、 38.27、35.86、29.77 亿元,同比增速分别达到 14.50%、26.38%、-12.12%、- 6.29%、-8.88%;分别实现归母净利润 2.27、1.95、2.70、2.32、2.68 亿元,同 比增速分别达到 14.01%、-14.19%、38.58%、-14.22%、7.51%。2022 年,面对 疫情、大宗原材料价格持续上涨、电子产品市场竞争加剧等多重影响,公司科学 开展产业结构调整,在基本稳定收入规模的基础上,不断提高收入含金量,产业升级效果显著。

  实行业务聚焦战略后,公司整体销售毛利率与净利率稳步提升。2019 年进行 产业结构调整前,公司毛利率与净利率均呈现下滑趋势,2019 年毛利率与净利率 值跌至 11.99%与 5.09%。近年来,随着公司激光等新业务产品订单量增长与剥离 低盈利资产进程有序推进,公司经营指标稳步提升,2020 与 2021 年销售毛利率 分别达到 13.43%与 13.98%,销售净利率分别达到 8.07%与 7.86%,ROE 分别 达到 9.36%与 6.93%。

  公司期间费用率相对稳定,成本管控情况良好。2018-2021 年公司销售费用 率与财务费用率基本维持在 2.50%左右,且近年来略有下降至 2.15%,控制情况 较好。公司自 2019 年以来管理费用率略有上升,主要原因系折旧与摊销增加以及 限制性股权激励费用的支出,2020 与 2021 年管理费用率分别达 4.94%与 7.71%, 2022 年 Q1-3 回落至正常水平 4%左右。 公司高度重视研发,多渠道、全方位构筑公司技术优势护城河。

  公司技术创 新和研发的重点倾向于企业优化升级,持续加大激光、超导等战略新兴产业的创 新研发力度,并在智能控制产业板块,成立华联电子研究院,加快基于物联网、 5G 等前瞻性技术、产品和市场的研究与孵化。公司依托多个技术中心、工程中心、 博士后科研工作站、产业研究院,通过自主研发、技术合作、技术引进和联合开发 夯实公司技术优势。公司研发费用稳定增长,2021 年达 1.70 亿元;2018-2021 年 公司研发费用率逐年上升,2020 与 2021 年分别达到 3.84%与 4.73%。

  1.3.优化产业布局,“控制器+激光+超导”构筑增长新支点

  公司加速传统业务瘦身,主业聚焦智能控制器、激光、高温超导三大优势板 块。公司主营业务包括半导体激光系列及微电子元器件系列、高温超导感应设备 系列产品、智能控制系列产品、背光源系列产品、光电通信与智能装备线缆及金 属材料产品的研发、生产和销售。在智能控制器方面:业务经营主体子公司华联 电子深耕领域近四十年,产品从高端家电智能控制器拓展至新能源汽车、工业控 制领域的智能控制器、高端光耦等领域,覆盖面广泛。主要客户包括伊莱克斯、江 森自控、格力电器等国内外知名品牌。在激光器方面:激光系列产品由公司与某 科研院所合作成立的子公司中久激光经营。

  公司将某科研院所的激光技术科研成 果产业化,现已具备国内功率最高的泵浦源和高质量光纤激光器生产能力,主要 产品包括光纤耦合输出泵浦源模块、光纤激光器、光刃系列装备、LED 芯片等, 广泛应用于国内军工单位配套的星、箭、弹、船、机等军用装备领域。其中,激光 武器“光刃Ⅰ”已于 2022 年实现突破,2023 年 2 月“光刃Ⅱ”项目也进展顺利。 在高温超导方面:公司主要由其参股公司联创超导经营,其产品兆瓦级高温超导 感应加热设备为全球首台,技术水平国际领先,在该领域构建了极高的技术壁垒。

  公司的高温超导感应设备系列产品,主要应用于铝铜型材挤压、高端金属加热、 晶硅生长炉、金属熔炼、半导体熔融、超导磁选、航天军工材料、磁储能、可控核 聚变、磁悬浮列车等场景。在传统业务方面:公司的背光源系列产品主要应用于 手机、平板、工控、车载、电脑等背光源显示领域,主要客户包括京东方、TCL 等 优质客户群,是华为、联想、小米等一线电子消费品厂商的重要供应商;公司的光 电通信与智能装备线缆及金属材料产品主要应用于通讯产品及相关设备、计算机 网络、军用等领域,国内外客户资源深厚。

  2.传统业务调整优化,智能控制器业务更具活力

  2.1.传统业务退而有序,结构优化效率提升

  背光源业务剥离,产业结构优化。公司的背光源业务主要由控股子公司联创 致光承担。传统平面显示设备大致分为有机自发光显示面板(OLED),液晶显示 面板(LCD)两类。背光源的性能优劣会直接影响到液晶显示面板的显示质量。公 司的液晶显示面板背光源产品主要面向中游市场,应用于手机,电脑等显示领域, 也可以加装触控模块组成显示触控组供下游企业使用。

  由于近年来 LED 背光源行 业竞争激烈,且公司并不具有较强优势的技术水平与生产规模,导致公司产品产 量与价格下降,背光源及应用业务毛利率 2021 年较 2020 年下降 5.80pct。为加 快资产优化,重点聚焦公司具有优势地位的工控,车载,车载娱乐 VR 及品牌服 务等方面,子公司联创致光于 2022 年 11 月 22 日与深圳市赛戈玛科技有限公司 签署《合作协议》,共同投资设立江西致玛科技有限公司,联创致光将背光源板块 手机业务中的非品牌业务相关资产整体剥离,并根据背光源行业的现状与未来的 发展趋势,对现有的业务体系进行了深度调整,未来发展方向清晰。

  传统光电线缆趋于饱和,特种电缆需求旺盛。近年来,传统电缆与光缆市场 趋于饱和,竞争激烈,出现供大于求的情况。而在军用,航空,石油,海底电缆等 特种电缆领域仍有较大的供给缺口,根据前瞻产业研究院预计 2023 年我国特种 电缆的销售收入有望达 7000 亿元,凭借特种线缆市场的扩大,中国电线电缆行业 整体销售收入下降的趋势正在改善。

  特种线缆技术壁垒高,联创光电优势较大。相较于普通电缆,特种电缆具有 使用条件严格,生产技术复杂,附加值高等特性,具有较高的技术壁垒,市场上可以生产特种线缆的企业较少。特种线缆广泛应用于船舶,工业装备,海底设施,核电,新能源等领域,联创光电实现多家军工企业入围认证,具有较高的行业影响力,形成了较高的品牌知名度,广受业内认可。

  2.2.公司聚焦智能控制业务布局高景气市场

  智能控制器是智能电子设备的控制核心,下游应用主要为汽车电子,计算机 网络以及消费电子。智能控制器是为了实现智能设备,装置及系统中特定功能而 设计的计算机控制单元,通过在微处理控制器(MCU)芯片或数字信号处理器 (DSP)中安装特殊设计的计算机软件程序,经过电子加工,实现终端特殊功能 要求的电子控制组件。智能控制器下游产品具有多样化和专业性较强等特点,行业集 中度相对较低。随着智能化时代的到来,终端产品迭代升级,未来将更加智能化、集 成化和人性化,智能控制器行业迎来良好的发展机遇。

  智能控制器市场巨大,增速较快。中商产业研究院与华经产业研究院数据表 示,2017-2021 年,我国智能控制器市场规模从 1.62 万亿元增长至 2.65 万亿元, 复合增速达 13.09%。根据这一增速预测,2024 年中国智能控制器行业市场规模 将达到 3.83 万亿元。

  智能控制器为中游产业,下游行业主要包括家用电器,汽车电子等。产业链 上游包括 IC 芯片,PCB 板等电子元器件,供应商众多,导致中游厂商对某一单一 供应商依赖程度有限,生产成本浮动较小。下游行业主要包括家用电器,汽车电 子等,随着近年来新能源汽车行业的发展,作为核心配套部件的智能控制器需求 逐年上涨,同时对其定制化,集成化的需求也日益提升。

  家电智能化持续推进,家电市场需求旺盛。国内市场对智能家用电器的需求 持续走强的背景下,家电智能化升级的步伐也将在技术和需求的推动下持续向前 推进。家电行业的整体景气也为智能控制器行业的发展提供了一个良好的需求环 境及持续增长的行业发展容量。根据 Frost & Sullivan 的预测,到 2024 年,我国 小家电市场规模有望突破 2,000 亿元,2020 年到 2024 年复合增长率有望达到 9.77%。

  高端光耦需求旺盛,国外厂商暂时领先。光电耦合器是以光为媒介传输电信 号的一种电-光-电转换器件,是开关电源电路中最常用的隔离器件,具备抗干扰能 力强、输出和输入之间绝缘、单向传输信号等优点,在数字电路上广泛应用,主要 应用于消费类电子、工业自动化、汽车电子等领域。目前高端光耦市场以日美品 牌为主,中低端以中国台湾厂商为主。根据 QYResearch 预测,按产值算,2020 年全球光耦合器市场规模达到 16.92 亿美元,预计 2027 年将到 24.87 亿美元, 2021-2027 年间 CAGR 为 5.65%;按产量算,2016 年全球光耦合器总产量 262.42 亿颗,2021 年为 384.55 亿颗,预测 2027 年达到 692.22 亿颗,2021-2027 的年 复合增长率为 10.29%。

  3.激光业务实现突破,产研结合助推转型

  3.1.激光器作为核心部件至关重要

  激光是指窄幅频率的光辐射线通过受激反馈共振与辐射放大,产生的准直、 单色、相干的定向光束。自 20 世纪 60 年代初期激光技术诞生以来,带动相关 制造业迅速发展,已经形成了一条庞大复杂的产业链。产业链上游是利用半导体 原材料、高端装备以及相关的生产辅料制造激光芯片、光电器件等,是激光产业 的基石,准入门槛较高。产业链中游是利用上游激光芯片及光电器件、模组、光学 元件等作为泵浦源进行各类激光器的制造与销售,包括直接半导体激光器、二氧 化碳激光器、固体激光器、光纤激光器等;下游行业主要指各类激光器的应用领 域,包括工业加工装备、激光雷达、光通信、医疗美容等应用行业。

  激光器为产业链核心中游环节的核心部件。激光器是激光的发生装置,主要 由泵浦源和具有亚稳态能级的增益介质组成。激光器是利用受激辐射方法产生可 见光或不可见光的一种器件,构造复杂,技术壁垒较高,是大量光学材料和元器 件组成的综合系统,居于整个激光产业链的核心中枢位置,其主要由光学系统、 电源系统、控制系统和机械机构四个部分组成,其中光学系统主要由泵浦源(激 励源)、增益介质(工作物质)和谐振腔等光学器件材料组成。增益介质是光子产 生的源泉,通过吸收泵浦源产生的能量,使得增益介质从基态跃迁到激发态。

  由 于激发态为不稳定状态,此时,增益介质将释放能量回归到基态的稳态。在这个 释能的过程中,增益介质产生出光子,且这些光子在能量、波长、方向上具有高度 一致性,它们在光学谐振腔内不断反射,往复运动,从而不断放大,最终通过反射 镜射出激光,形成激光束。作为终端设备的核心光学系统,激光器的性能往往直 接决定激光设备输出光束的质量和功率,是下游产业链激光设备中最核心的部件。

  反无人机领域需求增加,激光反制优势显著。近年来低空飞行小型无人机的 威胁日益严峻,尤其是商业无人机为代表的“低慢小”目标被不法分子甚至恐怖分子 逐渐用于非法侵入限制区域、偷拍、炸弹袭击、投递放射性元素、非法贩运等严重 威胁空中安全、重要设施安全的活动中,已经引起社会及公众的广泛关注。 毁伤小型无人机无需强大的火力,即便是轻武器也可以有效杀伤,但相比于 轻武器,激光反制手段则更加精准且迅速。由于小型无人机出没环境的特殊性, 再加上激光反制系统有着无附带损伤、打击成本低、响应速度快等优点,使其成 为反无人机为代表的“低慢小”的低空目标的最佳选择之一。

  全球反无人机需求不断扩大,预计 2029 年市场规模将达到 57.79 亿美元。 近年来,在信息化战争的发展形势下,无人机等新型装备大量列装改变了战场的 游戏规则。随着安全问题、领土争端等的不断爆发,导致全球军用无人机需求不 断扩大,从而反无人机需求也随之增加。据 Polaris Market Research 调查,2021 年全球反无人机市场规模 8.43 亿美元,预计 2022-2029 年以 31.7%的年均复合 增长率增长。

  高功率半导体激光器国产化率较低,国产厂商迎来机遇。根据 Strategies Unlimited 的全球激光市场分析报告预测,2019-2025 年全球高功率半导体激光元 器件市场规模将从 16.40 亿美元快速增长到 28.21 亿美元,增长率超过中下游各 类激光器的增长率,CAGR 为 8.1%。其中,用于固体激光器泵浦源的市场规模将 从 4.32 亿美元增长至 7.27 亿美元;用于光纤激光器核心器件的市场规模将从 4.44 亿美元增长至 8.29 亿美元。

  光纤激光器因为成本低、转化效率高、兼容性好、稳定性好等优点成为激光 器技术发展主流方向,市场增长迅速。从国内市场来看,根据《2021 中国激光产 业发展报告》和《2020 中国激光产业发展报告》数据显示,我国光纤激光器市场 从 2015 年的 40.7 亿元增长至 2021 年的 108.6 亿元,预计 2022 年我国光纤激 光器市场将会继续保持增长达到 116.2 亿元。我国 6kW 以下的中小功率光纤激光 器基本实现国产替代,6-10kW 和 10kW 以上的国产化率约为 60%,未来几年国 产替代空间大。

  3.3.公司搭建激光技术产研一体化平台,实现全产业链布局

  构建产研一体化平台,加速成果转化。公司 2019 年与某科研院所达成战略 合作。双方联合成立了中久光电研究院和中久激光公司,中久光电主要负责开展 光电产品与激光技术研发,中久激光孵化成熟的研发成果,实现商业化、产业化。

  公司实现了从零部件生产到终端产品交付的全链布局。公司生产包括光纤耦 合输出泵浦源模块、光纤激光器、大功率半导体激光器、光刃系列装备等,广泛应 用于国内军工单位配套的星、箭、弹、船、机等军用装备领域。2020 年,公司完 成某功率军品级泵浦源产品的定型与量产,某功率高亮度尾纤 LD 泵浦源产品打 破国外技术封锁;2021 年,公司实现某大功率泵浦源、某功率窄线宽光纤激光器 产业化关键技术突破与交付。“光刃”系列装备进展顺利,取得较大突破。 公司四个主要项目进展顺利,“光刃”系列未来发展可期。公司“光刃”系列 产品从 2022 年开始逐步投入市场,通过完善的产品集群,联创光电已形成激光武 器装备产业链上下游从泵浦源核心器件、到激光器集成,再到光刃系列激光武器 整机装备的完整产业链。

  公司激光业务产能快速释放,未来发展可期。根据 2022 年公布的半年报显 示,公司激光系列产品订单数量高速增长,2022 年上半年公司激光系列产品实现 营收 1.1 亿元,2021 年同期激光业务收入仅 0.67 万元。截至 22H1 公司 3.5 亿 元产能已处于满负荷生产状态,其中,约 2 亿元订单已完成产品交付,剩余订单 也将在年内完成生产和交付。

  4.公司高温超导技术世界领先,已实现商业化应用

  4.1.高温超导感应加热技术优势明显发展前景向好

  高温超导技术具有高临界磁场、高临界温度、高电流密度等优势,可应用于 电力工程、核聚变发电以及磁悬浮交通等领域。超导的实现需要极低的温度,如 最初发现的超导体金属汞在 4.2K(相当于-269℃)以下才能实现超导,需要靠昂 贵的液态氦等来实现,这使得超导材料的应用及发展受到很大限制。1988 年科学 家在铋锶钙铜氧化物材料(BSCCO)中实现了温度在 110K 的超导,临界温度突 破了液氮沸点(77K),可以用廉价的液氮来替代液氦实现超导,高温超导材料因 此能够得到更大规模的应用。

  近年来,以钇钡铜氧化合物为代表的第二代高温超 导材料研发进展显著。第二代高温超导带材主要使用 REBCO 材料,其优势在于 所需银材料更少,材料成本降低;此材料在液氮温度的上临界磁场高达 7 T,且临 界电流密度高达 1~10 MA/cm2,具有更高的载流能力。由于具有高临界磁场、高 临界温度、高电流密度等优势,第二代高温超导材料拥有广泛的应用领域:如超 导电机、超导发电机、超导变压器、超导故障电流限制器、超导电缆,核聚变发 电、超导磁悬浮列车和直流输电等领域。

  高温超导感应加热技术兴起,相比传统加热方式能量损耗更低。高温超导感 应加热技术被认为是 21 世纪世界科技领域新的制高点之一,目前美国、日本、德 国都已建设了示范项目,中国在《“十三五”规划》、《中国制造 2025》等有关文件 中,也都将高温超导技术列为重点支持的前沿技术。传统电磁感应加热的原理是 通过铜线圈内的交流电将电能转化为磁能,在工作区内产生背景磁场,工件通过 切割磁力线产生涡流,借助电流的热效应进行加热。而超导感应加热技术用高温 超导材料代替传统铜线圈产生磁场,由于超导材料没有电阻,通电后不会产生焦 耳热,故几乎不会产生能量损耗。

  高温超导感应加热的优势在于高穿透深度、高能效、高均匀性和温度梯度可 控。超导直流感应加热技术完全克服了现有电磁感应加热圆锭透热深度小、加热 不均匀、热效率低与成本高昂等局限性与不足。超导体产生的磁场强度远大于传 统方法,故其可以用相对更低的频率进行加热,电流穿透深度也可以从常规法的 15mm 升至 100mm,不但能加热更大直径的锭坯,而且还能控制加热温度更加均 匀。由于超导线圈不产生电阻,新技术产生的电能损耗大幅度下降,超导加热时 电机的电能损耗约 10%,比常规加热法电能损耗约低 40 个百分点,制冷等电能 损耗约低 5 个百分点。超导加热使更多的热能聚集在目标工件上,故加热效率得 以提高约一倍。

  高温超导感应加热装置在大型金属挤压与锻造设备中的应用前景广阔。在此 领域,高温超导感应加热器将凭借其高效节能、为客户节省大量成本的特点抢占 市场。上海交大专攻高温超导领域的洪智勇教授接受采访时表示,目前中国的铝 挤压机存量占全球市场的 65%,每年 3000T 级以上大、中型挤压机生产线投产数 量平均在 100 条左右。如果将来为每一台投产的挤压机搭配一套高温超导感应加 热装置,则仅国内市场就有每年约 200 台的增量需求,总体市场容量可达到 4500 台。如果将 40%的现有常规交流感应加热炉改装升级为高温超导感应加热装置, 就将有接近 2000 台、价值约 200 亿元的市场需求。公司公告中表示,大型超导 感应设备替换及新增需求总量约 7000 台,预计全球市场规模在千亿级别以上。

  高温超导感应加热装置在军工和航空航天等合金热处理领域也具有广阔市场 空间。超导装置可以利用其远超传统加热器的磁场强度大功率、均匀地加热钛合 金等材料,提高材料可塑性与机械性能。在半导体熔融领域,超导感应加热技术 可以实现晶体硅生长过程的节能化改造,节能效果达 50%以上。公司年报中表示, 国内直拉单晶硅设备已达数十万台,金属熔炼及半导体熔融市场每五年周期性更 换 50-60%,有望实现每年 200-300 亿元的市场替换规模。此外,高温超导磁体 技术还可用于污水磁分离、磁选矿、可控核聚变、海军扫雷、磁悬浮等领域,未来 市场应用规模也将是千亿元级。

  4.2.公司兆瓦级高温超导感应加热装置技术性能领先市场空间广阔

  公司参股子公司江西联创光电超导应用有限公司主要经营超导业务。联创超 导成立于 2019 年,由江西省电子集团和联创光电共同投资组建,其中联创光电持 股比例 40%,41.03%的股份由江西省电子集团持有。联创超导的业务聚焦于大容 量高温超导强磁场低频感应加热设备、基于高温超导磁体系统的高端电工装备等 研发、设计及生产制造。公司作为国家火炬计划重点高新技术企业,其研发创新 能力突出,在高温超导感应加热领域持有核心技术相关的自主知识产权 43 项,其 中国家发明专利 17 项。

  公司自主研发的兆瓦级高温超导感应加热装置技术优势显著。公司的高温超 导感应加热技术项目自 2013 年开始,历时 6 年成功研制出全球首台兆瓦级高温 超导磁体感应加热装置。该装置完全由公司自主研发,拥有完整的知识产权,解 决了我国高端金属材料加工领域被外国“卡脖子”的问题。该项技术在全球范围 内仅德国、韩国和中国企业掌握,全球现存高温超导感应加热装置仅有 3 台。

  公 司高温超导感应加热装置的各项技术指标与国际同类产品相比具有显著优势:德 国和韩国的加热器功率分别为 720 千瓦和 300 千瓦,而公司研发的加热器功率达 到 1 兆瓦水平;国外加热器所能加工的锭坯最大直径不超过 300 mm,长度不超 过 0.7m,而公司的加热器可以对直径达到 450mm,长度达到 1.5m 的工件进行 加工;公司加热器的产能能达到 5.7 吨每小时,该指标是德国加热器的 2.6 倍,是 韩国加热器的 3.88 倍。

  公司成功实现航空高端铝型材锻造领域商业化应用。2022 年 3 月,公司的兆 瓦级高温超导感应加热设备在中铝东轻公司航空锻压铝生产线交付并投产使用, 经过半年未出现异常的可靠运行,公司与中铝东轻于同年 9 月正式举办了投产仪 式,这标志着高温超导技术在大工业领域商业化应用有了实质性突破。从节能效 果上来看,超导设备将坯料加热到锻压所需温度,单根耗电在 80 度左右,吨能耗 在 130 度左右。而产线原加热炉吨能耗在 280度左右,相比之下节能率达到53%。 从加热时间上来看,超导设备的加热速度很快,原加热炉从升温到锻压,需要 9 个 小时以上,而超导设备加热到锻压所需温度的时间在 10 分钟左右,这使得后续锻 压机工作无需长时间等待,可以实现连续生产,极大提高了生产效率。从加热效 果来看,原加热炉温差工艺只能达到 25°以内,而超导设备可以将温差控制在 5°- 8°左右,更小的温差使得加热的均匀性更好,从而锻造出的产品性能更好。

  公司在手订单饱满,预期发展向好。2022 年 11 月 4 日,继公司高温超导设 备在中铝东轻公司成功投产并取得示范效应后,公司又与广亚铝业有限公司签订 合作协议。合作的主要内容是协助广亚铝业进行全面节能技改,将高温超导感应 加热技术在金属热处理领域所特有的节能、高效、表芯同步加热、温度均匀可控 等技术优势应用于生产线。双方将逐步推进超导感应加热设备在广亚铝业现有的 和未来新增的铝挤压、锻压生产线上应用,实现加热技术水平的提升,同时达到 降低能耗、提升效率的效果。公司预计首台设备将于 2023 年一季度交付广亚。随 着广亚铝业等企业量产化订单合作协议的签订及实施,目前累计排产订单已经超 过 50 台,并有多个订单在洽谈中,联创超导预计未来两年内仅高温超导感应加热 设备一个产品类型就将达到 200 台以上的年订货量水平。

  公司加速布局超导加热装置产品的矩阵扩展和产能提升。公司目前的主力产 品为单工位超导感应加热装置和双工位超导感应加热装置。双工位超导感应加热 装置相比于单工位装置能够实现多个工件独立工作,同时在技术上也有更多升级,如可以实现开放式进出料与悬吊抓手配合,减少传送带占地面积,简化操作流程。 2022 年 6 月公司二期超导设备车间正式启动,“钛合金棒材及其他特种金属材料 的超导加热设备”、“中型高温超导感应加热设备”、“高温超导磁分离系统及装置” 等将在二期车间内研制与应用。公司计划在铝产业集中的区域周边布局建设超导 产业园,预计选址工作在 2022 年内就可完成,2023 年即可正式开工投建,这项 规划的落地将加快公司产品研发与产能提升的步伐。到 2025 年,公司计划实现年 产能 200 台的目标。而在此之前,公司还将重点打磨多工位产品,提升公司盈利 能力。

  应用场景不断开拓,后续发展可期。公司目前突破了大口径制冷机直接冷却 高温超导磁体的传热技术,研制成功了 YBCO 制冷机直接冷却超导磁体,且正在 研发 20 K 温区 6 T 以上 YBCO 制冷机直接冷却超导磁体。高温超导磁体的特点 及优势在于其无需使用低温液体,更节省成本的同时还便于使用和维护。理论上 超导磁体本身可以不间断、无维护运行,只有低温制冷机的冷头需要每 1-2 年维 护一次。而公司创新性地将设备的冷头设计成支持热插拔的模式,使冷头的维护 24 小时即可完成,无需停机或停产。高温超导磁体在电力能源、高端医疗、高速 轨道交通、科学仪器军工领域都有着广泛的应用前景。

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