核聚變產業鏈
上游原材料與基礎部件
主要包括面向電漿體材料（如偏濾器/第一壁用的特種金屬） 、 超導材料（低溫超導 NbTi/Nb₃Sn 和高溫超導稀土鋇銅氧 REBCO 帶材） 、 包層材料、 氘氚燃料、 中子倍增材料（鉛鋰合金） 、 真空室用特種鋼材等特種結構材料、 靶材以及特種氣體（如氦） 等。 第一壁/偏濾器材料需兼具熔點高、 抗輻照與熱疲勞性能， 主要涉及高純鎢、 銅鉻合金等特種金屬。
中游關鍵裝置與系統整合
這是當前產業價值量最集中、 訂單最明確的環節， 主要涉及反應堆關鍵元件研發與製造， 包括超導磁體、 真空室、 偏濾器、 第一壁、 包層等核心主機裝置， 冷卻系統、 加熱與診斷系統、 電源系統等輔機裝置， 以及系統整合和總裝。 主要包括：
- 真空系統： 主要有真空杜瓦及真空室等， 其中真空室是超高真空壓力容器， 為電漿體放電提供高品質的真空環境， 包括真空室主體、 第一壁、 偏濾器等直接面對電漿體的核心部件， 工作環境極端， 技術壁壘高。 杜瓦是主機部分的最外一層， 它將內部其他元件密封在一個真空的環境之中， 外真空杜瓦主要為極向場、 縱場真空室等部件提供真空環境， 並隔斷外部環境對這幾個大部件所產生的熱交換，同時它將承受裝置大部件所施加的載荷。
- 配套系統： 包括加熱與電流驅動系統（如射頻加熱、 中性束注入） 、 大功率電源系統、 低溫製冷系統、 診斷與控制系統等。
- 磁體系統： 是托卡馬克裝置的“心臟”， 涉及超導線圈的設計、製造和整合， 價值量佔比最高。 磁體系統在低溫超導如 ITER 裝置中成本佔比約為 28%， 在高溫超導托卡馬克裝置中則可達 40-50%， 其中超導材料佔磁體系統價值量近一半。
下游裝置建設與核電發電
目前裝置建設以國家級大科學裝置（如 EAST、 HL-3、 BEST、 CFEDR） 和商業公司實驗堆的設計、 總
裝、 實驗為主， 尚未進入商業化發電階段。 其功能在於驗證技術路線、帶動上游產業鏈發展。展望未來， 可控核聚變最終目標是建設聚變商業電站， 為電網提供穩定、 清潔的基荷電力， 最終下游還將包括核聚變電站營運、 能源輸出等。
核聚變技術路線及主要機構
4種技術路線對比
實現可控核聚變的核心在於對高溫電漿體進行有效約束， 主要技術路線可分為引力約束、 慣性約束和磁約束三種類型。 其中， 引力約束僅存在於恆星環境中， 而慣性約束與磁約束則成為當前實驗室研究與工程探索的重點。
磁約束， 最具工程化前景的主流路徑
磁約束是目前最接近實現持續可控聚變能的途徑。
磁約束聚變主流技術方案包括磁鏡、 仿星器、 托卡馬克和場反位形， 其中托卡馬克是技術最成熟、 研究最廣泛的方向， 而 FRC 裝置有望率先開始商業化供電。
- 磁鏡
目前代表性裝置有美國威斯康星大學與美國 CFS 公司共同合作開發的緊湊型、 高場強、 軸對稱磁鏡裝置 Wisconsin HTS Axisymmetric Mirror（WHAM） 等。商業化推進的公司主要為美國威斯康辛大學孵化成立的 Realta Fusion。
- 仿星器
仿星器約束時間更長、 穩定性好， 但線圈結構複雜、 裝置建造成本高。
仿星器主要商業化公司
- 托卡馬克
托卡馬克是目前全球範圍內投資額最大、 技術發展最為成熟的路線， 已處於工程可行性階段。
托卡馬克裝置示意圖
ITER磁體系統及功能
全球托馬卡克主要商業化公司
- 場反位形
場反位形電流、 磁場結構示意圖
- 全球場反位形主要商業化公司
資料來源： 網路公開資料， 深企投產業研究院整理
不同技術路線成本結構
可控核聚變不同技術路線的產業鏈成本結構差異較大。
托卡馬克技術路線成本結構
以 ITER 項目及後續 DEMO 項目成本為例， 根據《Superconductorsfor fusion: a roadmap》 的拆分，具體佔比如下：
ITER裝置成本拆分（實驗堆）
DEMO 堆成本拆分（示範堆）
CFEDR（中國聚變工程示範堆） 是連接聚變實驗裝置與商業化電站的關鍵樞紐。
高溫超導托卡馬克價值量拆分（ 以 CFEDR 項目為例）
資料來源： Dehong Chen 等《 Preliminary Cost Assessment and Compare of China Fusion Engineering Test Reactor》 ， 華創證券
仿星器裝置的成本結構與托卡馬克類似， 由於三維複雜磁體 (線圈) 的加工精度要求極高， 導致磁體系統的成本佔比略高於托卡馬克的低溫超導磁體系統， 同時包層材料佔比可能略高。
場反位形裝置中， 電源系統（脈衝功率電源） 是價值量的核心部分， 佔比可達 40%-50%， 主要零部件包括脈衝電容、 真空開關（氫閘流管） 、 特種脈衝電源等； 而磁體系統用量僅為托卡馬克裝置的20%或更低， 甚至使用非超導銅導線磁體， 使得總成本中佔比較小。聚變反應場所包括真空室、 堆內構件佔比約 30%左右， 其他的土建、外圍電路等部件因為裝置緊湊、 直線化， 外圍設施成本大幅壓縮。
中國可控核聚變總體格局
主流路線為磁約束托卡馬克， 由中科院和中核集團主導的大型裝置（ EAST、 HL-3、 BEST、 CFETR） 引領， 技術積累最深厚， 工程化處理程序最快。
產業鏈格局： 上游高精尖、 中游強壁壘、 下游重資產。
上游： 核心材料
超導材料領域， 西部超導是國內低溫超導（NbTi、 Nb₃Sn） 線材的絕對龍頭， 深度參與 ITER 並保障了國內 CRAFT、 BEST 等項目的材料供應； 高溫超導（REBCO） 領域則呈現多家企業競逐態勢，聯創光電（通過聯創超導） 深度繫結“星火一號”聚變-裂變混合堆項目， 永鼎股份（控股東部超導） 和精達股份（參股上海超導） 聚焦於高溫超導帶材這一核心原材料， 其中上海超導是國內產能和技術領先者， 已獲得 BEST 等項目訂單。
特種結構材料領域， 安泰科技在鎢銅偏濾器、 第一壁等涉鎢材料部件上技術領先， 產品已應用於 EAST、 ITER 等多個國內外項目；國光電氣是偏濾器、 第一壁等真空室內部件的重要供應商； 應流股份、久立特材等在特種合金結構件、 管道方面提供支援。
輔助功能材料領域， 旭光電子在大功率電真空器件（如射頻四極管） 方面具有獨特優勢， 是電漿體加熱系統的關鍵供應商； 雪人股份、 杭氧股份在低溫製冷系統方面有佈局。
中游： 關鍵裝置與系統整合
超導磁體系統領域， 磁體繞制與裝備製造由上海翌曦科技、 聯創超導等企業承擔。 真空室及內部件領域， 合鍛智能憑藉其在高端成形裝備領域的積累， 成功切入大型真空室磁區、 重力支撐等複雜結構件的製造， 已中標 BEST 項目核心部件。
電源與控制系統領域， 英傑電氣、 愛科賽博、 四創電子（子公司華耀電子） 等在特種大功率電源、 脈衝電源系統方面具備深厚技術積累， 已為 EAST、 BEST 等項目供貨。 低溫與杜瓦系統領域， 航天晨光在杜瓦系統製造上有優勢。
下游： 大科學裝置與商業示範堆
國家隊主導項目包括中科院體系和中核集團體系。 中科院體系以合肥物質科學研究院電漿體物理研究所為核心， 依託 EAST、CRAFT 和 BEST 等大科學裝置， 在磁約束托卡馬克路線上積累深厚科學和工程經驗， 是技術研發和驗證的核心策源地， 並通過聚變新能（安徽） 有限公司進行資源整合與產業推進。
中核集團體系以核工業西南物理研究院為主體， 主導“環流器”系列裝置（HL-2A、 HL-3） 以及中國聚變工程實驗堆（CFETR） 的規劃和推進， 側重於工程化與能源應用探索， 並牽頭成立中國聚變能源有限公司。
商業探索項目包括能量奇點的洪荒-70（緊湊型高溫超導托卡馬克） 、 星環聚能的 SUNIST-2（球形環托卡馬克） 、 新奧科技的玄龍 - 50U （氫硼球形環托卡馬克） ， 以及中核集團與江西省推動的“星火一號”（Z 箍縮驅動聚變-裂變混合堆） 等。
全球可控核聚變行業現狀
市場動力： 能源安全、 能源轉型與新興電力需求
控核聚變正成為繼人工智慧革命之後， 中美歐等主要經濟體在能源科技領域戰略競爭的新焦點。科技巨頭提前佈局與投資可控核聚變。
例如， Helion Energy 獲得了 OpenAI 的 CEO Sam Altman等投資者的大力支援， 並與微軟簽署首份商業化發電協議， 計畫自2028 年起向微軟供應聚變電力； Google與 CFS 達成意向， 擬於 2030 年代初實現聚變供電； 亞馬遜則通過投資 TAE Technologies 佈局聚變技
術賽道。 此類具有實質約束力和時間表的合作， 不僅彰顯了產業界對聚變能源可行性的認可， 更標誌著該技術正從實驗室研發階段加速邁向可預期、 可採購的商業化應用新階段。
產業投資： 市場進入資本開支擴張周期
根據核聚變行業協會（FIA） 發佈的 2025 年聚變能產業報告， 全球累計總融資額從 2021 年的 19 億美元躍升至 2025 年的 97 億美元以上， 五年增長超五倍， 其中僅 2024 年就新增了 26 億美元。
2021-2025 年全球可控核聚變累計投資/融資（億美元）
全球聚變企業的股權投資以美國和中國企業為主。
按國家劃分的聚變公司股權投資項目（億美元）
隨著多個示範堆和實驗堆進入建設階段， 全球市場正迎來明確的資本開支周期。 根據行業測算， 未來 5-10 年， 全球圍繞 CFETR（中國） 、 EU-DEMO（歐洲） 、 K-DEMO（韓國） 等下一代示範堆， 以及 SPARC（美國） 、 BEST（中國） 等緊湊型實驗堆的建設， 直接投資規模預計可達數千億元人民幣。
全球可控核聚變重大項目
中國核心聚變產業重點地區
合肥
安徽合肥依託中國科學院合肥物質科學研究院（電漿體物理研究所） ， 已成為中國乃至全球磁約束核聚變研究的中心， 其核心地位由一系列世界級大科學裝置叢集和完整的產業生態所奠定。
科研與裝置叢集全球領先。 合肥匯聚了中國核聚變研究最核心的裝置群。 全超導托卡馬克 EAST 多次刷新高溫電漿體穩態運行世界紀錄， 為 ITER 和未來聚變堆提供了關鍵物理與工程資料。
緊湊型聚變能實驗裝置（BEST） 作為國家“十四五”重大科技基礎設施， 已於2025 年啟動總裝， 目標在 2027 年實現聚變能發電演示， 是當前產業化處理程序中最受關注的工程之一。 聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施（CRAFT） 則為未來中國聚變工程實驗堆（CFETR） 的關鍵子系統提供工程驗證平台。 這些裝置形成了從基礎物理研究（EAST） 、 緊湊型工程驗證（BEST） 到未來示範堆預研（CRAFT/CFETR） 的完整技術鏈條。
本地龍頭企業如合鍛智能（真空室、 重力支撐） 、 國儀量子（精密測量） 等深度參與裝置建設， 同時吸引了聯創光電（高溫超導磁體） 、 上海超導（高溫超導
帶材） 等外地核心供應商在此設立研發或生產基地。 合肥已成為國核心聚變技術、 人才、 資本和資訊的最大交匯點， 產業資源密集度最高。
成都
四川成都以核工業西南物理研究院為核心， 是中國核聚變研究的另一大支柱， 尤其在磁約束托卡馬克和 Z 箍縮驅動聚變-裂變混合堆路線上具有獨特優勢。
托卡馬克路線的重要基地。 成都建設並運行著中國環流器系列裝置， 其中中國環流三號（HL-3） 於 2025 年成功實現“雙億度”（離子溫度 1.17 億度、 電子溫度 1.6 億度） 運行， 標誌著中國大型常規磁體托卡馬克研究達到國際先進水平。該研究院是中國參與 ITER 計畫的重要單位， 在電漿體物理、 加熱與診斷、 氚工藝等方面積累了深厚的技術底蘊和工程經驗。
混合堆路線的創新中心。 成都在 Z 箍縮驅動聚變-裂變混合堆（Z-FFR） 這一創新路線上佈局深遠。 由天府創新能源研究院、 國光電氣等共同出資成立的先覺聚能科技（四川） 有限公司， 正主導推進Z-FFR 項目（即“星火一號”的四川路線） 。
成都憑藉在核工業領域的傳統優勢， 正在形成以國光電氣（偏濾器、真空部件） 、 中核集團旗下相關單位為核心的混合堆技術研發與裝備製造叢集。
上海
資本與總部經濟核心。 2023 年， 由中核集團牽頭， 聯合多家央企和產業資本在上海成立了中國聚變能源有限公司， 註冊資本達 150億元。
上海吸引了大量風險投資和產業資本關注核聚變領域， 能量奇點、 星環聚能等一批商業聚變公司也在此設立總部或研發中心， 形成了活躍的商業創新生態。
上海在超導材料、 高端精密製造等產業鏈關鍵環節擁有強大實力。 上海超導科技股份有限公司作為國內第二代高溫超導（REBCO）帶材的領軍企業， 其產品已批次應用於 BEST、洪荒-70 等多個國內外聚變項目， 並成功中標中科院合肥物質科學研究院的 REBCO 帶材採購項目。 此外， 上海在高端裝備製造、 積體電路、 人工智慧等領域的基礎， 也為核聚變所需的精密加工、 控制系統、模擬軟體等提供了強大的產業配套能力。
江西
高溫超導磁體與混合堆項目重地。 江西以聯創光電及其子公司聯創超導為核心， 在高溫超導磁體領域建立了領先優勢。 聯創超導是國內少數能製造 15T 以上高場磁體的企業， 並深度參與了位於江西南昌的“星火一號”聚變-裂變混合堆項目。 該項目總投資規模巨大，旨在驗證基於高溫超導磁體的緊湊型混合堆技術， 使江西在特定技術路線的工程化方面佔據了重要一席。
江蘇
高溫超導材料供應鏈關鍵節點。 江蘇是高溫超導材料產業鏈的重要一環。 永鼎股份通過控股子公司東部超導， 深耕第二代高溫超 導 （ REBCO ） 帶 材 的 研 發 與 生 產 。 東 部 超 導 采 用 獨 特 的IBAD+MOCVD 技術路線， 產品性能達到國際先進水平， 已成為國內多個聚變項目（如能量奇點、 新奧科技等） 的帶材供應商。 此外， 精達股份作為上海超導的第一大股東， 也從資本層面連接了長三角地區的超導產業生態。
陝西
低溫超導線材的國家隊主力。 陝西西安以西部超導為代表，是國內低溫超導材料（NbTi、 Nb3Sn） 的絕對龍頭。 西部超導的產品不僅全面供應 ITER 項目， 也是國內 EAST、 CRAFT、 BEST 等大科學裝置超導磁體的核心材料供應商， 市佔率超過 95%。 其技術成熟度和規模化生產能力， 為中國現階段主流托卡馬克裝置的建設和運行提供了至關重要的材料保障。 (材料匯)