1、铋当前需求现状
2023 年以来铋消费量整体稳中有升,我国铋消费仍以传统领域为主。随着经济和工业生产复苏,2023 年起铋市场供需格局迎来改善,全球铋整体消费呈现较强韧性。全球铋消费主要集中在中国、美国、欧洲、日本等国家和地区,各国铋消费领域有所侧重。我国铋消费仍以医药化工、合金及焊料和冶金添加剂等传统领域为主,美国铋消费主要用于化妆品、工业和制药等,欧洲以医药、化工为主,日韩铋消费则以电子行业为主。
我国是最大的铋出口国,超 60%铋金属用于出口,长期看铋金属出口总量或回归正常水平。根据海关数据和中联金,2024 年中国共出口铋产品约 12,752 金属吨,其中金属铋出口3,878 吨,占总出口的 30%,氧化铋出口 8,498 吨,占比 67%。2022 年以后,中国铋产品主要出口形式从金属铋转化为氧化铋,而作为出口大头的氧化铋并未受到出口管制的影响。
短期看,出口管制对铋出口总量有一定扰动,根据海关数据,2025 年 1-6 月铋相关物项月均出口 872.4 金属吨,同比下降 22%,主要出口至荷兰、印尼、墨西哥、比利时和德国;但中长期看,金属铋主要用于生产氧化铋,对金属铋的管制会相应刺激国内氧化铋的产量,氧化铋出口量或将继续增长,2025 年 1-6 月,氧化铋出口同比增长 18%,一定程度上弥补了金属铋出口量下降。随着铋相关物项出口管制政策长期化,国内生产商或进一步转型为高附加值产品出口,铋出口总量或将回归至正常水平。
2、铋未来应用潜力
凭借超导、量子效应等特质,铋已超越其传统应用领域成为支撑高新技术发展的关键材料。铋晶体具有超导电性,铋基超导材料是最具代表性的高温超导材料之一;高纯铋导热系数低,被用于制作液态铅铋共晶合金,是第四代铅冷快堆冷却剂的首选材料;硒化铋、碲化铋为拓扑绝缘体,在自旋电子器件、光电子器件和量子计算领域有广泛应用场景。除此以外,铋在柔性可穿戴设备、光催化剂、钙钛矿太阳能电池等领域也有巨大应用潜力。
1)超导材料
铋基超导材料是最具代表性的高温超导材料之一,包括 Bi-2223(Bi2Sr2Ca2Cu3O10)、Bi2212(Bi2Sr2CaCu2O8)等。超导材料具有零电阻、完全抗磁性以及量子隧穿效应,主要应用于高能加速器、磁约束核聚变、医用磁共振成像仪、超导储能、超导量子计算机等领域。
Bi -2223 带材是首个实现批量化制备的实用化高温超导材料,日本住友电工是全球 Bi-222 3 带材的垄断龙头,国内西北有色金属研究院、英纳超导、西部超导等已掌握核心制备技术,但带材性能及具体场景应用等方面较日本住友电工仍有较大差距。
Bi-2212 线材则是制备管内电缆导体的理想材料,已有多家公司和研究机构具备批量化制备能力,包括美国牛津仪器公司(BOST)、欧洲耐克森公司(Nexans)、日本昭和电线电缆株式会社等,国内西北有色金属研究院研制的线材性能接近国际领先水平。
由于使用银或银合金包套,铋基超导材料产业化的关键在于降低成本、提高机线带材的机械性能,若能突破则有极大潜力在超导储能装置、超导变压器、超导输电电缆等领域起主导作用。
2)核反应堆冷却剂
高纯铋用于制作液态铅铋共晶合金(LBE),是第四代铅冷快堆载热体或冷却剂的首选材料。铅冷快堆具有固有安全、易小型化、可持续性好等特点,在热电联产、供热、浮动核电站、开拓海洋资源等应用场景有独特优势,是第四代先进核能系统发展的主力堆型之一。液态铅铋共晶合金具有低熔点、高沸点、载热和传热能力强等优点,是铅冷快堆和加速器驱动核嬗变系统重要的冷却剂和散裂靶材料。2019 年 10 月,国产首座铅铋合金零功率反应堆“启明星Ⅲ号”首次临界,标志着我国在铅铋快堆领域进入工程化阶段,并跻身国际前列。中核集团预计 2025 年将建成小型铅铋快堆示范堆。
3)电子及量子器件
硒化铋、碲化铋等被广泛用于量子器件原型开发与探究,在自旋电子器件、低能耗器件和量子器件领域有广泛应用潜力。当铋厚度减小到纳米级时,从半金属转变为拓扑绝缘体。拓扑绝缘体是近年来被发现的新型电介质材料,由于存在强自旋轨道耦合作用呈现内部绝缘而表面导电的独特电学特性,是新一代电子器件的核心候选材料。硒化铋、碲化铋作为拓扑绝缘体,在自旋电子器件、光电子器件和量子计算等领域都有潜在应用前景;钠铋化物为三维拓扑狄拉克半金属材料,可用于制作拓扑晶体管,实现功耗更低、运行效率更高的电子器件。
4)其他前沿领域应用
除此以外,铋还在柔性可穿戴设备、环保及新能源等领域也有巨大应用潜力。如将铋沉积到聚酰亚胺和聚二醚酮的聚合材料上可以制备柔性超薄的霍尔传感器,有望应用在电子皮肤、可穿戴生理监测治疗装置等,目前已从起步阶段迈入实质性发展阶段;由于铋的光电催化、环境友好特性,铋基复合氧化物作为光催化剂,在有害气体处理、新兴污染物处理等领域有很大潜力。铋的卤化物具有钙钛矿结构,有潜力替代钙钛矿太阳能电池中的有毒铅。
整体来说,未来铋需求增量主要来自电子及半导体、新能源等应用需求增长,预计全球铋消费量保持 8-10%速度增长,高于供给增速。1)合金及焊料领域,在欧洲《有害物质限制指令》(RoHS)、美国《有毒物质控制法》(TSCA)等环保政策催化下,铋作为绿色金属加速对铅等有毒金属在电子、医疗、汽车制造、光伏等领域的替代。
如铋锡合金替代铅锡合金用于手机芯片、微型传感器、光伏电池等精密电子元件的低温焊接;铋基合金替代铅基合金用作放射治疗中的防辐射护板;铋黄颜料替代传统毒性铬黄颜料用作汽车外壳喷漆等。
尤其在光伏领域,由于铋锡合金焊料抗热疲劳性能好,主要适配于 HJT 电池组件,随着 HJT 技术在成本端、工艺端的突破,其在终端市场应用的逐渐放量将拉动铋需求快速增长,或成为铋下游需求增长的最大来源之一;2)电子及半导体领域,硒化铋、碲化铋仍是近室温区最好的商用化热电材料,受益于下游 5G 芯片制冷、红外探测器制冷、高精度温控等需求,其终端应用领域会更加宽广。
除此以外,铋在超导、核工业和量子材料的应用多处于产业化初期或理论研究阶段,需求增量虽较为远期,但战略意义显著。
综上,从供需基本面分析,短期看,铋供需呈弱平衡态势,原料供给偏紧是铋价高位运行的重要支撑因素,但出口走弱以及高库存水平限制回暖空间,短期铋价或将维持震荡态势。中长期看,随着国内环保形势趋紧,冶炼原料供应紧张局面难以改变,叠加库存水平仍较高,铋供给增速或仅保持在 2-4%左右;而随着电子及光伏焊料、半导体热电材料等应用需求的高增长,全球铋消费量增速或达 8-10%左右,供给过剩逐渐收敛,未来 2-3 年供需或达平衡状态。铋在超导、核工业等高科技领域的应用突破,有望优化其需求结构,驱动长期价格中枢上移。