关键材料替代：铜为何正成为创新难题，而不仅是采矿难题

06/016/2026

全球的电气化转型正在重塑工业材料的需求格局。随着电动汽车、可再生能源、电网基础设施、AI数据中心及先进制造领域投资加速，越来越多的行业正在争夺同样的关键资源。

铜正处于这一转型的核心。其优异的导电性使其在从电动汽车、可再生能源到电网基础设施和数据中心等各类电气化技术中不可或缺。与此同时，需求增速已超出供给响应能力，推动价格持续上涨，并暴露出矿石品位下降、矿山开发周期漫长及地缘政治复杂性加剧等结构性制约因素。铜不再仅仅是一种大宗商品，它正日益成为工业增长的战略性制约瓶颈。

Retrieved from FRED, Federal Reserve Bank of St. Louis; https://fred.stlouisfed.org/series/PCOPPUSDM, July 8, 2026.

根据国际能源署的测算，按照目前全球已公示的铜矿开采项目进度，到2035年，全球铜矿产能仅能满足70%的市场需求1。这也意味着，未来铜资源的供需缺口还会持续扩大。

为此，制造商正越来越多地通过重新设计产品和制造系统来应对，在保证系统性能的同时，减少对受制约材料的依赖。这标志着工业创新的一次更广泛转向。最具吸引力的机遇，往往并非来自于开采更多的受制约资源，而在于开发那些能使各行业以更少的关键资源实现同等甚至更优性能的材料、制造技术和工程解决方案。

设计下一代电气系统

此外，工程设计的重心正日益从优化单一材料转向围绕性能目标优化整个系统。铝是这一转型的一个有力例证。尽管其导电性不及铜，但铝的成本约为铜的三分之一2，重量更轻，且储量更为丰富，使其在可通过产品重新设计来发挥这些优势的领域中，成为日益具有吸引力的替代选择。这种方法已在电力传输领域得到广泛应用，并正在向电动汽车、电池系统、工业配电及电气设备等领域拓展。

我们眼中的投资机遇

对于投资者而言，机遇并不在于材料本身，而在于使关键材料替代具备大规模商业可行性的技术。

T这一创新涵盖整个工程价值链——从提升材料性能的导体合金和表面工程技术，到实现可靠系统集成的连接技术和先进制造工艺，再到基于AI的仿真和数字工程工具，这些工具围绕替代材料的特性而非历史惯例来优化产品设计。

总体而言，这些技术减少了过去制约材料替代的性能、可靠性和制造方面的顾虑。随着这些壁垒持续降低，替代材料将在越来越多的工业应用场景中具备可行性，从而为助推其应用落地的企业拓展了可服务的市场空间。

超越铜：关键材料替代的兴起

铜仅仅是这一更广泛工业转型中的一个范例。

在电池、半导体、永磁体、催化剂和先进制造等领域，各行业正越来越多地围绕那些能在不牺牲技术性能的前提下，提升成本竞争力、增强供应韧性及长期可扩展性的材料，对产品进行重新设计。

下一代的工业创新，将日益体现为运用材料科学、工程和制造领域的进步，从储量更丰富、战略韧性更强的材料体系中释放出更高性能。因此，关键材料替代正从应对大宗商品价格波动的被动反应，演进为一种战略性能力，它能够增强供应链韧性、提升制造可扩展性，并支撑电气化的持续发展。

遨问创投的视角

我们认为，关键材料替代正成为一项战略性能力，它有助于增强供应链韧性、提升制造可扩展性，并支撑电气化的持续推进。

(1) IEA (2024), “Copper supply requirements and expected supply from announced projects in 2035,” IEA, Paris. https://www.iea.org/reports/global-critical-minerals-outlook-2025/executive-summary

(2) FRED, Federal Reserve Bank of St. Louis; International Monetary Fund, Global price of Aluminum (PALUMUSDM) and Global price of Copper (PCOPPUSDM), monthly average, USD per metric ton. Retrieved from FRED, Federal Reserve Bank of St. Louis; https://fred.stlouisfed.org/graph/?g=LpDM, July 8, 2026.