核聚变产业链
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上游原材料与基础部件
主要包括面向等离子体材料（如偏滤器/第一壁用的特种金属） 、 超导材料（低温超导 NbTi/Nb₃Sn 和高温超导稀土钡铜氧 REBCO 带材） 、 包层材料、 氘氚燃料、 中子倍增材料（铅锂合金） 、 真空室用特种钢材等特种结构材料、 靶材以及特种气体（如氦） 等。 第一壁/偏滤器材料需兼具熔点高、 抗辐照与热疲劳性能， 主要涉及高纯钨、 铜铬合金等特种金属。
中游关键设备与系统集成
这是当前产业价值量最集中、 订单最明确的环节， 主要涉及反应堆关键组件研发与制造， 包括超导磁体、 真空室、 偏滤器、 第一壁、 包层等核心主机设备， 冷却系统、 加热与诊断系统、 电源系统等辅机设备， 以及系统集成和总装。 主要包括：
磁体系统： 是托卡马克装置的“心脏”， 涉及超导线圈的设计、制造和集成， 价值量占比最高。 磁体系统在低温超导如 ITER 装置中成本占比约为 28%， 在高温超导托卡马克装置中则可达 40-50%， 其中超导材料占磁体系统价值量近一半。
真空系统： 主要有真空杜瓦及真空室等， 其中真空室是超高真空压力容器， 为等离子体放电提供高质量的真空环境， 包括真空室主体、 第一壁、 偏滤器等直接面对等离子体的核心部件， 工作环境极端， 技术壁垒高。 杜瓦是主机部分的最外一层， 它将内部其他组件密封在一个真空的环境之中， 外真空杜瓦主要为极向场、 纵场真空室等部件提供真空环境， 并隔断外部环境对这几个大部件所产生的热交换，同时它将承受装置大部件所施加的载荷。
配套系统： 包括加热与电流驱动系统（如射频加热、 中性束注入） 、 大功率电源系统、 低温制冷系统、 诊断与控制系统等。
下游装置建设与核电发电
目前装置建设以国家级大科学装置（如 EAST、 HL-3、 BEST、 CFEDR） 和商业公司实验堆的设计、 总装、 实验为主， 尚未进入商业化发电阶段。 其功能在于验证技术路线、带动上游产业链发展。展望未来， 可控核聚变最终目标是建设聚变商业电站， 为电网提供稳定、 清洁的基荷电力， 最终下游还将包括核聚变电站运营、 能源输出等。
核聚变技术路线及主要机构
4种技术路线对比
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资料来源： 各公司官网， 国际原子能机构， 公开资料整理
实现可控核聚变的核心在于对高温等离子体进行有效约束， 主要技术路线可分为引力约束、 惯性约束和磁约束三种类型。 其中， 引力约束仅存在于恒星环境中， 而惯性约束与磁约束则成为当前实验室研究与工程探索的重点。
磁约束， 最具工程化前景的主流路径
磁约束是目前最接近实现持续可控聚变能的途径。
磁约束聚变主流技术方案包括磁镜、 仿星器、 托卡马克和场反位形， 其中托卡马克是技术最成熟、 研究最广泛的方向， 而 FRC 装置有望率先开始商业化供电。
磁镜
目前代表性装置有美国威斯康星大学与美国 CFS 公司共同合作开发的紧凑型、 高场强、 轴对称磁镜装置 Wisconsin HTS Axisymmetric Mirror（WHAM） 等。商业化推进的公司主要为美国威斯康辛大学孵化成立的 Realta Fusion。
仿星器
仿星器约束时间更长、 稳定性好， 但线圈结构复杂、 装置建造成本高。
仿星器主要商业化公司
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资料来源： 网络公开资料， 深企投
托卡马克
托卡马克是目前全球范围内投资额最大、 技术发展最为成熟的路线， 已处于工程可行性阶段。
托卡马克装置示意图
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资料来源：聚变产业联合会微信公众号
ITER磁体系统及功能
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资料来源：现代物理知识杂志微信公众号
全球托马卡克主要商业化公司
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资料来源： 网络公开资料
场反位形
场反位形电流、 磁场结构示意图
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资料来源： 彭越等《HFRC 场反等离子体形成过程数值模拟与实验研究》
全球场反位形主要商业化公司
资料来源： 网络公开资料， 深企投产业研究院整理
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资料来源： 深企投
具体技术路线讲解不在此展开，如有兴趣可阅读本公众号往期相关推文。
不同技术路线成本结构
可控核聚变不同技术路线的产业链成本结构差异较大。
托卡马克技术路线成本结构
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资料来源： 深企投
以 ITER 项目及后续 DEMO 项目成本为例， 根据《Superconductorsfor fusion: a roadmap》 的拆分，具体占比如下：
ITER装置成本拆分（实验堆）
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资料来源： 《Superconductors for fusion: a roadmap》
DEMO 堆成本拆分（示范堆）
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资料来源： 《Superconductors for fusion: a roadmap》
CFEDR（中国聚变工程示范堆） 是连接聚变实验装置与商业化电站的关键枢纽。
高温超导托卡马克价值量拆分（ 以 CFEDR 项目为例）
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资料来源： Dehong Chen 等《 Preliminary Cost Assessment and Compare of China Fusion Engineering Test Reactor》 ， 华创证券
仿星器装置的成本结构与托卡马克类似， 由于三维复杂磁体 (线圈) 的加工精度要求极高， 导致磁体系统的成本占比略高于托卡马克的低温超导磁体系统， 同时包层材料占比可能略高。
场反位形装置中， 电源系统（脉冲功率电源） 是价值量的核心部分， 占比可达 40%-50%， 主要零部件包括脉冲电容、 真空开关（氢闸流管） 、 特种脉冲电源等； 而磁体系统用量仅为托卡马克装置的20%或更低， 甚至使用非超导铜导线磁体， 使得总成本中占比较小。聚变反应场所包括真空室、 堆内构件占比约 30%左右， 其他的土建、外围电路等部件因为装置紧凑、 直线化， 外围设施成本大幅压缩。
我国可控核聚变总体格局
主流路线为磁约束托卡马克， 由中科院和中核集团主导的大型装置（ EAST、 HL-3、 BEST、 CFETR） 引领， 技术积累最深厚， 工程化进程最快。
产业链格局： 上游高精尖、 中游强壁垒、 下游重资产。
上游： 核心材料
超导材料领域， 西部超导是国内低温超导（NbTi、 Nb₃Sn） 线材的绝对龙头， 深度参与 ITER 并保障了国内 CRAFT、 BEST 等项目的材料供应； 高温超导（REBCO） 领域则呈现多家企业竞逐态势，联创光电（通过联创超导） 深度绑定“星火一号”聚变-裂变混合堆项目， 永鼎股份（控股东部超导） 和精达股份（参股上海超导） 聚焦于高温超导带材这一核心原材料， 其中上海超导是国内产能和技术领先者， 已获得 BEST 等项目订单。
特种结构材料领域， 安泰科技在钨铜偏滤器、 第一壁等涉钨材料部件上技术领先， 产品已应用于 EAST、 ITER 等多个国内外项目；国光电气是偏滤器、 第一壁等真空室内部件的重要供应商； 应流股份、久立特材等在特种合金结构件、 管道方面提供支持。
辅助功能材料领域， 旭光电子在大功率电真空器件（如射频四极管） 方面具有独特优势， 是等离子体加热系统的关键供应商； 雪人股份、 杭氧股份在低温制冷系统方面有布局。
中游： 关键设备与系统集成
超导磁体系统领域， 磁体绕制与装备制造由上海翌曦科技、 联创超导等企业承担。 真空室及内部件领域， 合锻智能凭借其在高端成形装备领域的积累， 成功切入大型真空室扇区、 重力支撑等复杂结构件的制造， 已中标 BEST 项目核心部件。
电源与控制系统领域， 英杰电气、 爱科赛博、 四创电子（子公司华耀电子） 等在特种大功率电源、 脉冲电源系统方面具备深厚技术积累， 已为 EAST、 BEST 等项目供货。 低温与杜瓦系统领域， 航天晨光在杜瓦系统制造上有优势。
下游： 大科学装置与商业示范堆
国家队主导项目包括中科院体系和中核集团体系。 中科院体系以合肥物质科学研究院等离子体物理研究所为核心， 依托 EAST、CRAFT 和 BEST 等大科学装置， 在磁约束托卡马克路线上积累深厚科学和工程经验， 是技术研发和验证的核心策源地， 并通过聚变新能（安徽） 有限公司进行资源整合与产业推进。
中核集团体系以核工业西南物理研究院为主体， 主导“环流器”系列装置（HL-2A、 HL-3） 以及中国聚变工程实验堆（CFETR） 的规划和推进， 侧重于工程化与能源应用探索， 并牵头成立中国聚变能源有限公司。
商业探索项目包括能量奇点的洪荒-70（紧凑型高温超导托卡马克） 、 星环聚能的 SUNIST-2（球形环托卡马克） 、 新奥科技的玄龙 - 50U （氢硼球形环托卡马克） ， 以及中核集团与江西省推动的“星火一号”（Z 箍缩驱动聚变-裂变混合堆） 等。
全球可控核聚变行业现状
市场动力： 能源安全、 能源转型与新兴电力需求
控核聚变正成为继人工智能革命之后， 中美欧等主要经济体在能源科技领域战略竞争的新焦点。科技巨头提前布局与投资可控核聚变。 例如， Helion Energy 获得了 OpenAI 的 CEO Sam Altman等投资者的大力支持， 并与微软签署首份商业化发电协议， 计划自2028 年起向微软供应聚变电力； 谷歌与 CFS 达成意向， 拟于 2030 年代初实现聚变供电； 亚马逊则通过投资 TAE Technologies 布局聚变技术赛道。 此类具有实质约束力和时间表的合作， 不仅彰显了产业界对聚变能源可行性的认可， 更标志着该技术正从实验室研发阶段加速迈向可预期、 可采购的商业化应用新阶段。
产业投资： 市场进入资本开支扩张周期
根据核聚变行业协会（FIA） 发布的 2025 年聚变能产业报告， 全球累计总融资额从 2021 年的 19 亿美元跃升至 2025 年的 97 亿美元以上， 五年增长超五倍， 其中仅 2024 年就新增了 26 亿美元。
2021-2025 年全球可控核聚变累计投资/融资（亿美元）
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资料来源： FIA、 可控核聚变媒体， 深企投
全球聚变企业的股权投资以美国和中国企业为主。
按国家划分的聚变公司股权投资项目（亿美元）
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资料来源： FIA、 Fusion Energy Base， 中信建投
随着多个示范堆和实验堆进入建设阶段， 全球市场正迎来明确的资本开支周期。 根据行业测算， 未来 5-10 年， 全球围绕 CFETR（中国） 、 EU-DEMO（欧洲） 、 K-DEMO（韩国） 等下一代示范堆， 以及 SPARC（美国） 、 BEST（中国） 等紧凑型实验堆的建设， 直接投资规模预计可达数千亿元人民币。
全球可控核聚变重大项目
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资料来源： 可控核聚变媒体， 新浪科技， 中国核技术网等， 深企投
国内核聚变产业重点地区
合肥
安徽合肥依托中国科学院合肥物质科学研究院（等离子体物理研究所） ， 已成为我国乃至全球磁约束核聚变研究的中心， 其核心地位由一系列世界级大科学装置集群和完整的产业生态所奠定。
科研与装置集群全球领先。 合肥汇聚了我国核聚变研究最核心的装置群。 全超导托卡马克 EAST 多次刷新高温等离子体稳态运行世界纪录， 为 ITER 和未来聚变堆提供了关键物理与工程数据。
紧凑型聚变能实验装置（BEST） 作为国家“十四五”重大科技基础设施， 已于2025 年启动总装， 目标在 2027 年实现聚变能发电演示， 是当前产业化进程中最受关注的工程之一。 聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT） 则为未来中国聚变工程实验堆（CFETR） 的关键子系统提供工程验证平台。 这些装置形成了从基础物理研究（EAST） 、 紧凑型工程验证（BEST） 到未来示范堆预研（CRAFT/CFETR） 的完整技术链条。
本地龙头企业如合锻智能（真空室、 重力支撑） 、 国仪量子（精密测量） 等深度参与装置建设， 同时吸引了联创光电（高温超导磁体） 、 上海超导（高温超导带材） 等外地核心供应商在此设立研发或生产基地。 合肥已成为国内核聚变技术、 人才、 资本和信息的最大交汇点， 产业资源密集度最高。
成都
四川成都以核工业西南物理研究院为核心， 是我国核聚变研究的另一大支柱， 尤其在磁约束托卡马克和 Z 箍缩驱动聚变-裂变混合堆路线上具有独特优势。
托卡马克路线的重要基地。 成都建设并运行着中国环流器系列装置， 其中中国环流三号（HL-3） 于 2025 年成功实现“双亿度”（离子温度 1.17 亿度、 电子温度 1.6 亿度） 运行， 标志着我国大型常规磁体托卡马克研究达到国际先进水平。该研究院是我国参与 ITER 计划的重要单位， 在等离子体物理、 加热与诊断、 氚工艺等方面积累了深厚的技术底蕴和工程经验。
混合堆路线的创新中心。 成都在 Z 箍缩驱动聚变-裂变混合堆（Z-FFR） 这一创新路线上布局深远。 由天府创新能源研究院、 国光电气等共同出资成立的先觉聚能科技（四川） 有限公司， 正主导推进Z-FFR 项目（即“星火一号”的四川路线） 。
成都凭借在核工业领域的传统优势， 正在形成以国光电气（偏滤器、真空部件） 、 中核集团旗下相关单位为核心的混合堆技术研发与装备制造集群。
上海
资本与总部经济核心。 2023 年， 由中核集团牵头， 联合多家央企和产业资本在上海成立了中国聚变能源有限公司， 注册资本达 150亿元。
上海吸引了大量风险投资和产业资本关注核聚变领域， 能量奇点、 星环聚能等一批商业聚变公司也在此设立总部或研发中心， 形成了活跃的商业创新生态。
上海在超导材料、 高端精密制造等产业链关键环节拥有强大实力。 上海超导科技股份有限公司作为国内第二代高温超导（REBCO）带材的领军企业， 其产品已批量应用于 BEST、洪荒-70 等多个国内外聚变项目， 并成功中标中科院合肥物质科学研究院的 REBCO 带材采购项目。 此外， 上海在高端装备制造、 集成电路、 人工智能等领域的基础， 也为核聚变所需的精密加工、 控制系统、仿真软件等提供了强大的产业配套能力。
江西
高温超导磁体与混合堆项目重地。 江西以联创光电及其子公司联创超导为核心， 在高温超导磁体领域建立了领先优势。 联创超导是国内少数能制造 15T 以上高场磁体的企业， 并深度参与了位于江西南昌的“星火一号”聚变-裂变混合堆项目。 该项目总投资规模巨大，旨在验证基于高温超导磁体的紧凑型混合堆技术， 使江西在特定技术路线的工程化方面占据了重要一席。
江苏
高温超导材料供应链关键节点。 江苏是高温超导材料产业链的重要一环。 永鼎股份通过控股子公司东部超导， 深耕第二代高温超 导 （ REBCO ） 带 材 的 研 发 与 生 产 。 东 部 超 导 采 用 独 特 的IBAD+MOCVD 技术路线， 产品性能达到国际先进水平， 已成为国内多个聚变项目（如能量奇点、 新奥科技等） 的带材供应商。 此外， 精达股份作为上海超导的第一大股东， 也从资本层面连接了长三角地区的超导产业生态。
陕西
低温超导线材的国家队主力。 陕西西安以西部超导为代表，是国内低温超导材料（NbTi、 Nb3Sn） 的绝对龙头。 西部超导的产品不仅全面供应 ITER 项目， 也是国内 EAST、 CRAFT、 BEST 等大科学装置超导磁体的核心材料供应商， 市占率超过 95%。 其技术成熟度和规模化生产能力， 为我国现阶段主流托卡马克装置的建设和运行提供了至关重要的材料保障。
END
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