一、行業概覽:從實驗室走向規模化商用的臨界時刻
液態金屬,這一被業界譽為"人類利用金屬的第二次革命"的顛覆性材料,正以其"剛柔并濟"的獨特稟賦,在2026年迎來從"概念導入"邁入"場景落地"的歷史性轉折。
所謂液態金屬,是一系列熔點低于或接近室溫的金屬或金屬合金材料的統稱。它們在室溫或較低加熱溫度下便呈現出可流動、不定型的液體狀態,兼具金屬的高導電性、高導熱性與流體的流動性、變形能力。其核心特性令人驚嘆:低熔點(如鎵的熔點僅約三十攝氏度)、極寬的液相溫度區間、卓越的導熱性能(鎵的熱導率遠超水)、巨大的表面張力(約為水的十倍)、優異的延展性(拉伸率可達百分之七百)以及自修復能力。目前主流應用的液態金屬以鎵基合金和鉍基合金兩大類為主,其中鎵銦合金與鎵銦錫合金憑借低熔點、高導電導熱性及抗氧化性,應用占比已超過半壁江山。
中國自上世紀九十年代末期便將"液態金屬物理"列為國家自然科學基金優先資助方向,標志著液態金屬研究正式納入國家科技戰略體系。歷經二十余年深耕,中國已從追隨者蛻變為全球液態金屬研究與生產制造的領跑者,產業正處于全面升級的爆發前夜。
二、市場現狀:規模高速膨脹,產業鏈日趨成熟
2.1 市場規模持續躍升
得益于消費電子、新能源汽車、數據中心等終端行業的強勁拉動,中國液態金屬行業發展迅猛。回顧近年軌跡,行業市場規模從百億量級起步,如今已突破兩百億元大關,年復合增長率保持在兩位數以上的高景氣區間。工程招投標數量在近兩年達到歷史峰值,充分反映出下游需求的旺盛與產業資本的加速涌入。
從成本端來看,規模化生產的紅利正在持續釋放。液態金屬的市場價格已從數年前的高位顯著回落,產品良率提升至極高水平,這為下游大規模應用掃清了經濟性障礙。
2.2 產業鏈結構完整,區域分布特征鮮明
液態金屬產業鏈條清晰而完整:
上游:以鎵、銦、鋯等稀有金屬為核心原材料,輔以生產設備供應。中國是全球最大的鎵、銦生產國,資源保障能力遙遙領先。上游供應商主要包括中國鋁業、株冶集團等,設備端則有力勁科技、拓斯達等企業支撐。
中游:液態金屬及相關產品的制備與生產。由于入行門檻極高,市場參與者有限,但頭部企業已建成規模化產線。長三角依托集成電路產業基礎形成材料合成到器件集成的產能集群,珠三角則憑借消費電子代工優勢主導終端導入。
下游:應用場景極為豐富,涵蓋熱管理、消費電子、新能源汽車、人形機器人、航空航天、生物醫療、柔性電子、3D打印等前沿領域。
從區域格局來看,液態金屬企業主要分布在東部沿海地區,尤其是廣東、江蘇、山東等經濟發達省份。廣東、浙江、江蘇和山東的代表性企業最為密集。與此同時,云南、湖南等稀有金屬礦產資源豐富的內陸省份也涌現出一批特色企業,形成了"沿海技術引領+內陸資源支撐"的雙輪驅動格局。
2.3 競爭格局:一超多強,梯隊分明
當前中國液態金屬行業市場集中度較高,已形成清晰的三級競爭梯隊:
第一梯隊(龍頭企業):以宜安科技、寶武鎂業、東方鋯業、安泰科技為代表。其中宜安科技的領先優勢尤為突出——作為國內液態金屬量產龍頭,其主營鋯基非晶合金研發與精密成型,截至去年底產能已達相當規模,株洲基地建成后產能將實現倍數級躍升。宜安科技在折疊屏鉸鏈、汽車輕量化、醫療健康三大領域均處于領導者地位,堪稱"全能冠軍"。
第二梯隊(知名企業):以云路股份、德邦科技、東睦股份等為代表。這些企業多為技術及產品從傳統領域延伸至液態金屬賽道的上市公司,在細分方向各有建樹。例如東睦股份與生益科技在折疊屏鉸鏈及人形機器人領域較為領先;德邦科技、楚江新材在服務器散熱方面布局較早。
第三梯隊(潛力新銳):以云南中宣為代表,其低熔點鎵銦錫合金相關技術處于行業領先水平,產業化后有望成為細分領域龍頭。
從五力競爭模型分析:潛在進入者及替代產品威脅較小(高壁壘),現有市場競爭度隨企業擴產而增強,上游因資源稀缺而議價能力強,下游因供給有限而議價能力較弱。總體而言,礦產資源的爭奪與龍頭企業間的競爭加劇,已成為行業競爭的主旋律。
三、核心應用領域:多點開花,場景持續裂變
3.1 消費電子:折疊屏與芯片散熱雙輪驅動
消費電子是液態金屬當前最成熟、體量最大的應用陣地。在折疊屏手機領域,液態金屬憑借高強度、高精度、抗疲勞的特性,已成為鉸鏈中"龍骨"轉軸的核心材料。華為、vivo等旗艦機型已規模化應用,單機價值量較傳統方案大幅提升。全球折疊屏手機出貨量連年攀升,為液態金屬提供了持續增長的市場空間。
在芯片散熱領域,液態金屬熱界面材料的熱阻遠低于傳統硅脂基方案,已成為高端芯片冷卻的理想介質。隨著數據中心高功率芯片散熱需求的爆發,液態金屬正從"替代材料"升級為"首選材料",全球頭部云服務商均已啟動試點部署。
3.2 新能源汽車與航空航天:輕量化與極端環境的剛需
在汽車輕量化領域,寶武鎂業、東睦股份、安泰科技以及宜安科技處于優勢地位。液態金屬的低密度、高強度特性使其成為汽車結構件輕量化的理想選擇。與此同時,非晶合金變壓器在電網中的滲透率已大幅躍升,成為推動液態金屬行業需求增長的又一強大動力。
在航空航天領域,鋯基非晶合金被用于制造高強度、輕量化的航天器結構件。值得一提的是,"首次液態金屬空間熱管理在軌試驗"已在中國空間站成功實施,驗證了其在極端環境下的應用潛力。
3.3 人形機器人:最具想象空間的增量賽道
人形機器人被視為液態金屬最具爆發潛力的下游應用之一。液態金屬可作為高傳導性神經信號通路用于修復斷裂神經,可通過電場控制實現大尺度變形與定向運動用于構建軟體機器人和人工肌肉。目前,有研新材等企業在稀土液態金屬柔性關節材料方面已取得突破,并獲得頭部機器人廠商的供應商資質。宜安科技在機器人關節領域同樣布局深遠,鎂骨釘臨床審批也在推進之中。
3.4 生物醫療:從實驗臺走向臨床
東方鋯業、安泰科技在醫療健康市場發展較為深入。液態金屬因其良好的生物相容性和X射線顯影性,被用于介入栓塞材料、柔性手術機器人、血管造影等前沿醫療場景。可變形液態金屬納米顆粒可實現腫瘤靶向治療,為智能納米藥物設計開辟了全新思路。國家藥監局創新通道審批中,液態金屬相關產品占比顯著提升。
3.5 新興前沿:3D打印、柔性電子與液態金屬機器人
清華大學團隊開發的可拉伸液態金屬導線、天津大學與清華大學聯合提出的"熱縮制備策略"實現了電路對三維曲面的自適應貼合。中科院科學家團隊在電毛細高通量可控制備液態金屬微液滴方面取得突破性進展,為微液滴打印及小型化柔性傳感設備提供了全新技術路徑。
液態金屬機器人更是被列為國際機器人領域最具發展潛力的方向之一。中科院劉靜團隊早在多年前便研制出世界首臺可自主運動的液態金屬機器,近年來更是在讓液態金屬機器能"跑"能"跳"方面持續突破,離"變形機器人"的終極夢想越來越近。
四、政策環境:國家戰略加持,政策紅利密集釋放
液態金屬屬于國家加快培育和發展的戰略性新興產業中的新材料產業。從"十二五"期間納入新材料重大專項,到"十五五"期間被列為未來材料重點方向,其戰略地位持續提升。
當前,國家發改委、財政部、工信部、國家能源局等機構密集出臺了一系列支持性政策文件,覆蓋生產、銷售、財稅、補貼等產業發展各環節。重點政策包括:
《標準提升引領原材料工業優化升級行動方案》:從標準修訂與建設層面為行業發展指明方向;
《有色金屬行業穩增長工作方案》:從前沿材料創新應用、重點領域布局等多維度提出發展目標;
《重點新材料首批次應用示范指導目錄》:將液態金屬納入前沿材料分類,擴容具體品種,并提供首批次保險補償政策,有效降低了企業市場推廣成本。
地方層面,國內經濟發展領先的省市正積極推進液態金屬技術發展及產業化,部分省市區在開發應用、產業鏈完善、技術研發等方面已提出明確布局計劃。
五、技術前沿:原始創新持續突破,產業化加速落地
2026年,中國液態金屬行業的技術創新正呈現"基礎研究—工程驗證—規模化應用"的全鏈條突破態勢:
材料制備端:熔融法、電化學法與3D打印深度融合,激光熔化3D打印可實現復雜結構件一次成型。南京大學團隊采用兩步法制備液態金屬微膠囊凝膠,相比傳統路線可大幅降低能耗與碳排放,為混合廢料閉環回收提供了可規模化的技術路徑。
器件集成端:清華大學團隊開發的液態金屬墨水直寫工藝,已實現柔性電路毫米級精度制造,效率較傳統光刻提升數倍。中科院力學研究所與哈爾濱工業大學合作,在電毛細高通量可控制備液態金屬微液滴方面取得進展,給出了基于無量綱數的標度率,為微液滴打印奠定了理論基礎。
應用拓展端:量子點液態金屬技術通過嵌入半導體量子點實現光、電、熱信號精準調控;AI驅動的材料設計平臺利用機器學習優化合金成分與工藝參數,將新材料研發周期從數年縮短至數月;生物工程交叉催生仿生機器人、神經接口等前沿應用。
劉靜團隊因在液態金屬傳熱等領域的卓越貢獻,早在多年前便榮獲國際傳熱界最高獎項威廉·伯格獎,相關發現多次被《自然》《科學》等頂級期刊報道。團隊迄今已發現數十類具有重要科學意義的液態金屬基礎現象,研發出數十種實用技術,在北京、云南、廣東等地推動產業化落地。
六、發展趨勢與投資邏輯
據中研普華產業研究院的《2025-2030年液態金屬行業風險投資態勢及投融資策略指引報告》分析
6.1 三大趨勢不可逆轉
趨勢一:技術與標準的國際化并進。 中國憑借先發優勢與政策支持,已成為全球液態金屬生產強國。未來將通過資源整合降低成本、完善標準體系建設,進一步提升國際競爭力。"一帶一路液態金屬創新聯盟"已吸納多國共建跨境研發中心與測試認證體系,中國正從"全球制造中心"向"全球創新策源地"躍遷。
趨勢二:產能快速擴張,成本持續下探。 宜安科技、中宣液態等企業均有在建或計劃建設項目,行業整體產能將實現跨越式增長。規模化效應疊加技術進步,液態金屬價格已從高位顯著回落,經濟性拐點已經到來。
趨勢三:競爭邏輯從"材料供應"轉向"生態構建"。 領先企業正通過"上游資源控制—中游制造優化—下游場景綁定"的垂直整合構建差異化優勢。例如云南科威整合鎵礦開采、合金制備與散熱器件生產,形成"資源—材料—器件"一體化產能;華為依托通信與云計算業務,開發"液態金屬散熱+AI算力優化"數據中心整體解決方案。
6.2 投資主線清晰
從投資視角看,短期應聚焦折疊屏驅動的鉸鏈放量與中框技術驗證;中長期應布局機器人關節材料與醫療植入物的量產突破;同時可對沖配置電網非晶變壓器與核電冷卻系統等確定性強的賽道。具備"全鏈條資源整合能力+核心技術專利壁壘+全球化標準制定權"的頭部企業,將在萬億級新材料市場中占據絕對統治地位。
七、挑戰與風險
盡管前景光明,行業仍面臨不容忽視的挑戰:核心技術專利壁壘尚未完全突破、高端制造裝備仍依賴進口、跨學科人才短缺、標準體系尚不健全。此外,鎵、鍺等戰略金屬的出口管制可能推升原材料成本;折疊屏滲透率若不及預期,鉸鏈市場空間將面臨收縮風險;普魯士藍正極等新材料可能對鋯基液態金屬的成本優勢形成沖擊。
2026年的中國液態金屬行業,正站在從"實驗室創新"向"規模化商用"跨越的關鍵臨界點。這不僅是一場材料科學的突破,更是全球高端制造競爭規則的重構。當液態金屬從概念走向現實,從樣品走向產品,從中國走向世界——一個由"剛柔并濟"的金屬流體所開啟的全新工業時代,已然拉開大幕。
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