据媒体报道，比尔·盖茨和杰夫·贝索斯等投资的美国新能源初创公司CFS和麻省理工学院等离子体科学与聚变中心（PSFC）近日完成了一项技术测试：其为小型托卡马克核聚变装置制造的高温超导磁铁的磁感应强度达到了20特斯拉，其强度是国际热核聚变实验堆（ITER）的1.5倍。随着这项关键技术的成功测试，核聚变从实验室走向商业可行性的过程中迈出了关键的一步。

　　2002年：IGC 的高温超导体团队转变为位于纽约州SuperPower公司

　　2004年：SuperPower 实现了第一条100米长的二代高温超导磁铁带

　　：SuperPower的二代高温超导磁铁实现了超过 40 特斯拉的创纪录高场。2020年：

　　2021年1月13日上午，由西南交通大学研发的高速磁悬浮工程样车在成都下线，这是中国研发的第二款高速磁悬浮列车，也是世界上首款采用高温超导技术的1:1磁浮工程样车。

　　众所周知，核聚变的温度远高于地球上任何一种物质，托卡马克是20世纪50年代苏联物理学家发明的装置：用看不见摸不着的磁场，来给核聚变中产生的等离子体编织一个逃不出去的笼子。

　　为了获得足够强大的磁场来约束等离子体，物理学家有两种办法：一是建造足够大的磁体；

　　麻省理工团队与其孵化企业美国公司Commonwealth Fusion Systems正在共同完成这个壮举：下图就是这一个叫SPARC的紧凑型托卡马克预研装置示意图。

　　这张图是MIT团队的预研紧凑型托卡马克装置和ITER的大学托卡马克装置的对比。

　　下图就是MIT团队这次报道的用于紧凑型核聚变的高温超导磁铁示意图，大约和房间一样高。

　　由于ITER项目开始是，第二代高温超导磁铁技术还并未成熟，所以采用还是第一代超导磁铁。

　　而根据麻省理工团队的研究，采用了最新的第二代高温超导磁铁技术，从而使得紧凑型托卡马克核聚变装置要比ITER小很多。

　　这一重大突破，使得紧凑型核聚变有望领先于ITER二十年完成商用化核聚变的壮举。

　　2021年1月13日上午，由西南交通大学研发的高速磁悬浮工程样车在成都下线，这是中国研发的第二款高速磁悬浮列车，也是世界上首款采用高温超导技术的1:1磁浮工程样车。

　　西南交通大学研发的高速磁悬浮采用的高温超导磁铁是这种宽只有几个毫米，类似透明胶带一样的卷装材料。

　　我在西南交通大学牵引动力国家重点实验室的大量高温超导磁铁研究论文里，反复地看到一个公司的名字：

　　，以及其代号为SCS4050的高温超导磁铁。这家SuperPower公司便是高温超导磁铁领域的最早商业化企业之一。难道我们这么重大的项目，其核心材料又要进口了吗？

　　根据物理学家的分类，按照转变温度范围，可以将超导体分为低温超导体（超导临界温度一般低 于约 25 K 的一类超导体，一般工作时候的温度为液氦温度即 4.2 K）和高温超导体（超导临界温度一般高于约 25 K 的一类超导体）。低温超导材料主要有NbTi 和 Nb3Sn 材料；高温超导材料主要有Bi-Sr-Ca-Cu-O（BSCCO）和Y-Ba-Cu-O（YBCO）材料、MgB2超导材 料、铁基超导材料。下图其中的红色折线代表的便是REBCO系列高温超导材料的临界转变温度提升的发展进度。

　　本文开头粗略地介绍了，1988年，从美国通用孵化出的高温超导体研发小组IGC开始高温超导材料开发。该团队2002年转变为SuperPower,并在2004年量产了第一条100米长的二代高温超导磁铁带。

　　下图是Bi系列第一代高温超导磁铁和REBCO第二代高温超导磁铁的对比，能够正常的看到其内部结构是完全不一样的。

　　下图是SuperPower公司最近披露的REBCO的性能，能够正常的看到其比传统的Bi系列第一代高温超导磁体在电流载流密度和磁场强度上大幅提升。

　　我在一份资料中找到了SuperPower公司的照片，很难想象，世界上最先进的高温超导磁体公司，目前只有30个员工。

　　这里有一张是SuperPower的生产线介绍，有兴趣的朋友能自行研究。如果有兴趣参与类似项目，可以交流详细资料。

　　这是一个在77K低温下，对约630米长、4毫米宽的REBCO高温超导磁带进行的载流传输测试

　　SuperPower除了给核聚变、超导磁悬浮列车提供超导材料，其产品也被大范围的使用在MRI和NMR等大型科学仪器和医疗装备。这方面的商业分析我会在另一个专题里再做解读。

　　美国创立的公司，生产线和技术都在美国，技术早于中国20年开发，那么中国就没机会了吗？

　　上海超导为该项目批量提供高温超导带材，目前CFS公司正在绕制20T的强磁场磁体，应用于研制核聚变磁体。

　　上海超导为该项目批量提供高温超导带材，目前CFS公司正在绕制20T的强磁场磁体，应用于研制核聚变磁体。

　　不仅如此，我还看到上海超导为中国航天科工集团的“高温”飞行列车”提供高温超导带材！

　　上海超导为该项目提供ST-4.8-L型高温超导带材。该项目致力于开展“高速飞行列车”的研究论证，以实现“近地飞行”。

　　上海超导为该项目提供ST-4.8-L型高温超导带材。该项目致力于开展“高速飞行列车”的研究论证，以实现“近地飞行”。

　　，也许做研究的时候，我们的国产高温超导磁铁并没有产出，但是目前看，已经取得量产突破。

　　公司是国际上能够批量产出并销售百公里/年以上高温超导带材的六家生产商之一；

　　这是上海超导的高温超导磁铁的产品线，我们大家可以看到几乎和SuperPower是类似的。

　　图中绿色是上海超导，图中红色是SuperPower，从整体指标上来看，已经比较接近，SuperPower只是领先一个身位。

　　很高兴看到，中国已经在参与直接的竞争，即便是我们落后半个身位，一方面在同美国的合作中获得更加多的应用端的资料，另一方面也能够得到更多的和国外先进产品做技术对比的直接数据，这对于作为追赶者的我们，是非常有价值的事情！

　　上海超导科技股份有限公司成立于2011年，注册投资的金额5.17亿元人民币，总部坐落于上海市张江高科技园区。公司集研发、设计、销售为一体，10年来，上海超导凭借研发能力和成熟的技术，始终致力于高温超导带材、应用领域及装备的破冰崛起和创新推进。

　　而在高温超导材料领域的基础研究方面，中国也一直是领跑者。最著名的便是我们的第三代铁基超导体研究。这项研究曾经获得中国2013年国家自然科学一等奖。

　　下面这张照片，请大家记住：SuperPower厂房外的这30人的团队，将是中国在高温超导磁铁领域的直接对手。