可控核聚變作為被譽為“終極能源”的前沿技術,其商業化處理程序正從科學研究向工程實踐加速邁進,成為全球能源革命與科技競爭的戰略焦點。全球可控核聚變產業已進入投資爆發期與技術路線競速期,中國在磁約束托卡馬克技術領域實現部分領跑,但在工程化整合、產業生態建構等方面仍存短板。未來需通過強化基礎研究、完善產業鏈協同、最佳化政策資本支援等舉措,推動產業從科研驗證邁向商業化應用,搶佔未來能源主導權。一、全球可控核聚變產業發展狀況可控核聚變憑藉能量密度高、清潔無污染、燃料資源豐富等核心優勢,已成為全球能源轉型的戰略方向。當前,全球產業發展呈現“政策驅動強化、資本加速湧入、技術路線多元、工程化處理程序提速”的總體態勢,近四十個國家正在推進聚變計畫,運行、在建或規劃中的聚變裝置超160座,一場關乎未來能源主導權的全球競賽已全面展開。(一)全球產業發展核心態勢1. 投資規模爆發式增長:據聚變工業協會(FIA)《全球核聚變領域投資》報告,過去五年全球聚變行業總投資額從2021年的19億美元飆升至2025年10月的141億美元,其中美國私營企業融資佔比超70%,紅杉資本、高瓴資本等頭部機構紛紛入局,形成“基礎科研投入+商業資本主導”的雙輪驅動格局。2. 技術路線多元競速:全球形成磁約束、慣性約束、磁慣性約束三條主流技術路線平行發展的格局。磁約束路線因可持續運行能力強、成熟度高,成為多國優先佈局方向;慣性約束路線在淨能量增益突破上取得關鍵進展;磁慣性約束路線則憑藉裝置小型化優勢,成為私營企業創新熱點。3. 工程化與商業化處理程序提速:國際熱核聚變實驗堆(ITER)項目2025年保持“計畫與執行100%匹配”的最佳績效,為2028年前完成初始階段目標奠定基礎;美國、英國等國私營企業通過簽訂售電協議繫結商業目標,推動技術研發從“科研導向”轉向“訂單驅動”,如CFS與Google、Helion與微軟的合作,將商業化時間表提前至2030年前。4. 國際協作與競爭並存:ITER項目建構了全球首個跨國聚變供應鏈體系,推動關鍵技術與知識共享,但同時,各國圍繞技術標準制定、產業鏈主導權的競爭日趨激烈,美國聯合日韓建構技術標準聯盟,中國則通過技術輸出提升國際話語權。(二)全球主要知名公司發展狀況、技術實力及發展路線當前全球可控核聚變領域的核心玩家分為兩類:一類是依託國家科研力量的傳統能源與裝備巨頭,另一類是憑藉技術創新崛起的私營科技企業,兩類主體在技術路線選擇與商業化路徑上形成互補與競爭。1. 美國 Commonwealth Fusion Systems(CFS)發展狀況:成立於2018年,由麻省理工學院(MIT)衍生而來,是全球高溫超導磁約束聚變領域的領軍企業,累計融資超30億美元,投資方包括Google、比爾·蓋茲突破能源基金等。2025年與義大利埃尼集團簽訂價值超10億美元的售電協議,鎖定商業化收益預期。技術實力:核心優勢在於高溫超導磁體技術,研發的磁體磁場強度達20特斯拉,是ITER裝置的1.5倍,可實現裝置體積縮小90%、成本降低70%;其緊湊型托卡馬克裝置SPARC的電漿體約束性能模擬資料優於現有主流裝置。發展路線:聚焦高溫超導磁約束路線,計畫2026年啟動SPARC裝置電漿體實驗,2030年建成首座商用聚變電站,實現50MW電力並網;通過與羅爾斯·羅伊斯等企業合作,拓展歐洲、亞洲市場,推動技術標準化與產業鏈全球化。2. 美國 Helion Energy發展狀況:全球磁慣性約束聚變技術的代表企業,成立於2013年,累計融資超5億美元,2024年與微軟簽訂全球首個商用聚變電力採購協議,承諾2028年向微軟資料中心提供50MW連續聚變電力。其首座商用聚變電廠“獵戶座”已破土動工,標誌著磁慣性路線進入工程化驗證階段。技術實力:突破傳統磁約束與慣性約束的技術邊界,採用“磁場壓縮電漿體”原理,裝置可實現脈衝式發電,單次脈衝能量輸出達100MJ;研發的氘-氚燃料循環系統,可降低對外部燃料供應的依賴,提升能源利用效率。發展路線:堅持磁慣性約束技術路線,以“小型化、低成本、快速迭代”為核心策略,先通過脈衝式裝置驗證技術可行性,再逐步過渡到連續運行的商用堆;重點面向資料中心、工業製造等高能耗場景,打造定製化能源解決方案。3. 英國 Tokamak Energy發展狀況:歐洲磁約束聚變領域的核心企業,成立於2009年,累計融資超2億美元,2025年完成新一輪融資後,公佈2034年建成試驗工廠的時間表。公司深度參與歐盟聚變計畫,與歐洲原子能共同體、勞斯萊斯等機建構立緊密合作。技術實力:專注於球形托卡馬克技術,研發的ST40裝置實現1500萬攝氏度電漿體運行,驗證了球形裝置的高約束效率;在高溫超導磁體小型化方面取得突破,其研發的磁體系統可適配不同規模的聚變裝置,相容性優勢顯著。發展路線:以球形托卡馬克技術為核心,走“實驗堆-示範堆-商用堆”階梯式發展路徑,2030年前完成示範堆建設,驗證能量增益與穩定運行能力;依託歐洲產業鏈優勢,推動核心部件國產化與區域供應鏈整合。4. 傳統能源與裝備巨頭除創新型企業外,傳統能源與裝備巨頭通過技術合作與產業鏈佈局深度參與聚變產業。法國阿海琺集團(Areva)在氚儲存合金、氚滲透阻擋層材料領域全球領先,為ITER項目提供關鍵燃料循環部件;德國林德集團是全球低溫冷卻系統的核心供應商,其氦製冷機技術保障超導磁體在-269℃環境下穩定運行;美國通用原子則在電漿體加熱系統領域佔據技術優勢,為多個國際聚變項目提供電子迴旋共振加熱裝置。推薦公司創始人趙玉琦老師的一本書:《邊界:商業模式創新》。本著作作者趙玉琦老師,知名產業分析專家,資深商業模式架構導師,產業跨年演講開拓者。本著作《邊界》立足產業前沿,通過商業模式創新的系統闡述和實盤操作的精品案例分析,為現代商業模式創新提供新範式。二、中國可控核聚變產業發展現狀中國可控核聚變產業發展呈現“國家戰略引領、科研實力雄厚、產業鏈逐步完善、民營力量崛起”的特點,在磁約束托卡馬克技術領域實現從跟跑向並跑乃至部分領跑的跨越,形成“國家隊+民營企業”協同發展的產業生態,正加速從科研驗證向工程化應用轉型。(一)國內產業發展核心態勢1. 政策強力驅動:《中共中央關於制定國民經濟和社會發展第十五個五年規劃的建議》明確提出“推動核聚變能等成為新的經濟增長點”,國家原子能機構、科技部等部門出台專項政策,設立核聚變能源發展專項基金,建構分級分類監管框架,為產業發展提供政策保障與制度支撐。2. 科研突破引領:國內全超導托卡馬克裝置EAST(東方超環)創造1億攝氏度1066秒穩態長脈衝高約束模電漿體運行的世界紀錄,較ITER設計標準提升顯著;“中國環流三號”實現原子核溫度1.17億攝氏度、電子溫度1.6億攝氏度的“雙億度”運行,挺進燃燒實驗階段;新一代緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)穩步推進,計畫2027年底建成,2030年實現全球首次聚變能發電演示。3. 產業鏈日趨完善:形成從上游核心材料、中游關鍵裝置到下游裝置建設的完整產業鏈雛形,核心部件國產化率超80%。合肥科學島建成全球最大超導磁體動態測試系統,為工程堆研發提供關鍵資料支援;中核集團牽頭成立中國聚變能源有限公司,統籌全產業鏈佈局。4. 民營資本崛起:民營企業成為技術多元化的重要推手,新奧集團、能量奇點、星環聚能等企業在球形環、高溫超導磁體、重複重聯等細分領域取得突破,形成與國家隊“錯位發展、協同互補”的格局。2025年國內可控核聚變領域超百億資金加速湧入,民營企業融資規模快速增長。(二)國內主要知名公司發展現狀、技術實力及發展路線國內可控核聚變企業主要分為兩類:一類是依託央企背景的產業鏈核心企業,聚焦關鍵材料與裝置的工程化應用;另一類是民營創新企業,專注於技術路線創新與裝置小型化研發,兩類企業共同推動產業發展。1. 西部超導(688122)發展現狀:國內超導材料領域龍頭企業,深耕核聚變超導材料研發與生產,是國內唯一能批次供應核聚變級超導材料的企業。公司深度參與ITER項目,通過ITER認證成為核心超導材料供應商;2025年超導材料營收增長35%,其中核聚變相關業務佔比10%,業務規模穩步擴大。技術實力:核心產品鈮鈦超導帶材性能達到國際先進水平,滿足托卡馬克裝置磁體對強磁場、高載流能力的要求;在鈮三錫超導材料研發上取得突破,為下一代聚變裝置提供技術儲備;建立完整的超導材料檢測與驗證體系,保障產品穩定性與可靠性。發展路線:聚焦低溫超導材料的工程化量產,同時佈局高溫超導材料研發;深度繫結國內EAST、BEST、CFETR等重大項目,拓展國際市場;通過技術迭代降低材料成本,提升在全球聚變供應鏈中的份額。2. 應流股份(603308)發展現狀:高端核電鑄件領域領軍企業,專注於核聚變關鍵裝置鑄件研發與製造。公司是國內唯一能生產ITER項目真空室鑄件的企業,也是全球少數具備該能力的廠商;2025年拿到合肥小型核聚變示範堆真空室鑄件訂單,金額約5億元,實現從科研配套向工程化應用的跨越。技術實力:突破真空室、偏濾器等關鍵部件的精密鑄造技術,解決高溫、耐輻照、高精度的技術難題;建立先進的鑄件檢測技術體系,保障鑄件內部質量與尺寸精度;具備大型複雜鑄件的一體化製造能力,滿足聚變裝置對核心部件的嚴苛要求。發展路線:聚焦核聚變核心裝置鑄件的工程化與規模化生產,拓展真空室、偏濾器、包層等關鍵部件市場;加強與國內外聚變項目的深度合作,完善鑄件生產工藝與質量控制體系;推動高端鑄件技術國產化,降低對進口依賴。3. 星環聚能發展現狀:國內民營聚變領域領軍企業,成立於2021年,累計完成兩輪數億元融資,正在推進A輪融資。公司建構“運行一代、建設一代、研發一代”的技術迭代體系,SUNIST-2裝置穩定運行,NTST裝置建設順利,CTRFR-1裝置研發有序推進。技術實力:核心優勢在於重複重聯與高溫超導技術融合,推動裝置小型化與快速迭代;研發的磁體系統實現高磁場強度與高穩定性,為小型化聚變裝置提供核心支撐;在電漿體控制技術上取得突破,提升裝置運行效率與穩定性。發展路線:聚焦重複重聯技術路線,以裝置小型化、低成本化為核心目標;計畫2028年前後完成CTRFR-1裝置工程驗證,2032年前後建成商業示範堆;面向工業供熱、資料中心供電等場景,提供定製化聚變能源解決方案。4. 能量奇點發展現狀:民營聚變創新企業,專注於高溫超導磁約束技術研發,成立以來獲得多輪融資,投資方包括紅杉資本、高瓴資本等。公司研發的“經天磁體”實現21.7特斯拉的峰值磁場強度,刷新國內高溫超導磁體磁場強度紀錄。技術實力:在高溫超導磁體設計、製造與測試領域取得核心突破,磁體磁場強度與穩定性達到國際先進水平;建構高效的電漿體約束與加熱系統,提升裝置能量增益潛力;具備小型化聚變裝置的整體設計與整合能力。發展路線:以高溫超導磁約束技術為核心,走“小型化、快速迭代”的發展路徑;優先驗證技術可行性,再推進工程化與商業化應用;聚焦分佈式能源場景,打造低成本聚變能源系統。三、可控核聚變產業鏈全景分析可控核聚變產業鏈分為上游核心材料與基礎器件層、中游核心裝置與系統整合層、下游裝置建設與應用層三個環節,各環節技術壁壘高,產業鏈集中度高,核心企業多為各細分領域龍頭。上游是產業基石,決定技術上限;中游是產業樞紐,價值量高度集中;下游是需求終端,主導商業化方向。(一)上游:核心材料與基礎器件層上游環節主要包括超導材料、耐極端環境材料、燃料與增殖材料、基礎器件與耗材四大類,是聚變裝置建設的核心基礎,技術壁壘極高,佔裝置總成本的30%-40%。1. 超導材料作用:磁約束裝置的核心材料,用於製造超導磁體產生強磁場,約束上億度的電漿體,佔裝置成本的15%-20%。分為低溫超導材料與高溫超導材料兩類,低溫超導材料成熟度高,廣泛應用於現有裝置;高溫超導材料性能更優,是下一代裝置的核心方向。代表性企業及發展現狀:(1)西部超導(688122):國內低溫超導材料龍頭,鈮鈦超導帶材實現批次供應,通過ITER認證,應用於EAST與ITER項目,2025年相關業務營收穩步增長。(2)永鼎股份(600105):國內高溫超導材料領軍企業,東部超導實現YBCO帶材量產,建立完整的高溫超導材料生產線,為小型化聚變裝置提供材料支撐。(3)國際企業:美國SuperPower、日本住友、德國ATK,分別在高溫超導帶材、低溫超導材料領域佔據國際市場主導地位,技術成熟度與量產能力領先。2. 耐極端環境材料作用:用於製造聚變裝置的第一壁、偏濾器、真空室等核心部件,需承受上億攝氏度高溫、強中子輻照與電漿體沖刷,是保障裝置穩定運行的關鍵。主要包括鎢基材料、低活化鋼等。代表性企業及發展現狀:(1)安泰科技(000969):國內鎢基材料龍頭,壟斷ITER項目鎢基部件供應,高純度鎢、鎢銅合金產品性能達到國際標準,應用於多個國內聚變裝置。(2)楚江新材(002171):耐輻照材料突破者,研發的鎢銅合金、鉬合金通過EAST裝置長期測試,2026年將小批次供應合肥示範堆,填補國內技術空白。(3)國際企業:德國Plansee(鎢基材料全球領先)、日本JAEA(低活化鋼研發領先)、歐洲原子能共同體(低活化鋼標準化)。3. 燃料與增殖材料作用:提供核聚變燃料(氘、氚)並實現氚自持循環,氚在自然界存量極少,需通過鋰基材料增殖,是實現聚變能源持續供應的核心。主要包括鋰同位素材料、氚相關材料。代表性企業及發展現狀:(1)中礦資源(002738):國內高純度鋰-6提純龍頭,鋰-6純度>99.995%,符合核聚變使用標準,為國內聚變項目提供氚增殖原料。(2)天齊鋰業(002466):全球鋰資源龍頭,高純度碳酸鋰純度達99.999%,成為中核集團氚增殖材料指定原料供應商,2026年相關訂單約2000噸。(3)國際企業:美國Chemours(鋰同位素提純)、俄羅斯國家原子能公司(鋰資源與氚增殖材料)、法國阿海琺集團(氚儲存材料)。4. 基礎器件與耗材作用:保障聚變裝置正常運行的輔助器件,包括特種閥門、泵體、絕緣材料等,需滿足低溫、耐輻照、高真空等嚴苛環境要求。代表性企業及發展現狀:(1)中核科技(000777):國核心電閥門龍頭,壟斷國核心聚變科研裝置閥門供應,產品滿足高溫、高壓、強輻射環境要求,2026年拿到合肥示範堆閥門系統訂單。(2)漢鐘精機(002158):國內真空泵龍頭,乾式螺桿真空泵在國核心聚變科研裝置市場佔有率超60%,2025年為合肥示範堆提供全套真空系統裝置,訂單約1.2億元。(3)國際企業:美國Swagelok(特種閥門)、德國陶瓷技術集團(絕緣材料)。(二)中游:核心裝置與系統整合層中游環節是產業鏈的核心樞紐,負責聚變裝置核心裝置的製造與系統整合,價值量佔裝置總成本的40%-50%,主要包括磁約束系統、電漿體加熱與診斷系統、真空與冷卻系統、核心部件製造與系統整合四大類。1. 磁約束系統作用:磁約束裝置的核心系統,包括超導磁體、磁體電源與控制系統,用於產生強約束磁場,將電漿體限制在指定空間內,是磁約束路線的核心競爭力。代表性企業及發展現狀:(1)中國科學院電漿體物理研究所:國內磁約束系統研發核心機構,主導EAST、BEST裝置磁約束系統設計與整合,技術水平國際領先。(2)許繼電氣(000400):脈衝電源核心玩家,佔國核心聚變科研裝置脈衝電源市場80%以上份額,為EAST裝置、合肥先進光源提供脈衝電源,2026年中標中核集團核聚變示範堆脈衝電源系統訂單,金額約3億元。(3)國際企業:美國CFS(高溫超導磁體系統)、瑞士ABB(磁體電源與控制系統)。2. 電漿體加熱與診斷系統作用:將電漿體加熱到上億度的聚變反應溫度,並即時監測電漿體狀態,保障反應穩定進行。主要包括電子迴旋共振加熱(ECRH)、中性束注入(NBI)系統及中子探測器、光譜儀等診斷裝置。代表性企業及發展現狀:(1)國電南瑞(600406):加熱與控制系統技術先鋒,研發的10MW射頻加熱系統應用於EAST裝置,反應堆控制系統被國內多個核聚變科研平台採用,是控制環節核心技術提供商。(2)國光電氣(688776):ITER項目核心供應商,佔據ITER項目60%偏濾器份額,在中性束注入系統研發上取得突破,技術水平國際先進。(3)國際企業:日本NIFS(加熱系統)、美國通用原子(ECRH系統)、德國KIT研究所(診斷裝置)。3. 真空與冷卻系統作用:維持聚變裝置的超高真空環境(10⁻⁷Pa級),保障電漿體穩定存在;為超導磁體提供-269℃的低溫環境,保障磁體正常運行。主要包括真空室、分子泵、氦製冷機等裝置。代表性企業及發展現狀:(1)合鍛智能(603011):真空室製造核心企業,參與BEST項目真空室製造,具備大型真空室一體化成型能力,技術水平國內領先。(2)雪人股份(002639):低溫冷卻系統領軍企業,研發的-269℃氦螺桿壓縮機滿足超導磁體冷卻要求,為國內多個聚變項目提供冷卻裝置。(3)國際企業:德國林德集團(氦製冷機)、美國Pfeiffer Vacuum(真空裝置)。4. 核心部件製造與系統整合作用:負責聚變裝置核心部件的精密製造與整體系統整合,是保障裝置性能的關鍵環節,技術壁壘極高。代表性企業及發展現狀:(1)中國核建(601611):ITER主機安裝主導企業,具備大型聚變裝置的施工總包與維運技術儲備,參與國內多個聚變項目的建設與整合。(2)東方電氣(600875):CFETR裝置總包企業,負責聚變裝置核心裝置的整合與偵錯,研發的50MW聚變發電機組為商業化應用提供技術儲備。(3)國際企業:法國法馬通(系統整合)、日本東芝(核心部件製造)。(三)下游:裝置建設與應用層下游環節是產業鏈的需求終端,分為實驗堆與示範堆建設、配套服務與維運、未來商業化應用三大類,當前以實驗堆與示範堆建設為主,未來商業化應用市場空間廣闊。1. 實驗堆與示範堆建設作用:驗證聚變技術的科學可行性與工程可靠性,是商業化的基礎。主要包括國際合作項目與各國自主項目。代表性項目及參與企業:(1)ITER項目:國際熱核聚變實驗堆,由中、美、歐、日等多國聯合參與,中國核建負責主機安裝,西部超導、應流股份等提供核心部件。(2)中國CFETR項目:聚變工程實驗堆,目標2035年建成示範堆,由中國科學院電漿體物理研究所主導,東方電氣、中核集團等參與裝置總包與建設。(3)美國SPARC項目:CFS公司主導的緊湊型托卡馬克項目,羅爾斯·羅伊斯參與裝置製造,Google提供資金與技術支援。2. 配套服務與維運作用:為聚變裝置提供維運服務、模擬設計等配套支援,保障裝置長期穩定運行。代表性企業及發展現狀:(1)中國核建:具備聚變裝置維運技術儲備,為國內實驗堆提供裝置檢修、材料更換等服務。(2)中國科學技術大學:開發聚變專用模擬平台,為裝置設計與運行參數最佳化提供模擬支援。(3)國際企業:法國EDF集團(維運服務)、ANSYS(通用模擬軟體)。3. 未來商業化應用作用:聚變能源的最終應用場景,包括聚變電站、工業供熱、氫燃料生產、空間能源等,市場空間兆級。潛在參與企業:(1)中國核電:佈局聚變電站營運儲備,為未來商業化營運積累經驗。(2)寶豐能源:探索綠氫耦合聚變能源生產,佈局未來工業能源替代場景。(3)航天科技集團:研究聚變能源在空間探索中的應用,佈局深空能源系統。 (迪普戰略研究所)