文章核心观点 - 核聚变能正从实验室研究走向工程化验证与示范堆导入的关键阶段，产业化配置窗口期已至 [1] - 全球主要经济体通过政策与资金持续加码，私营资本加速涌入，推动核聚变商业化进程显著缩短 [3][11] - 技术路径以托卡马克装置为主导，高温超导等关键技术的突破与成本下降是决定核聚变未来在能源结构中权重的核心因素 [16][19] 全球核聚变发展态势 - 核聚变具备环境友好、资源充足、能量密度高及自限性反应机制等优势，被视为终极清洁能源 [3][4] - 氘氚聚变是主流路径，在50家企业中有36家选择该路径，因其能量产出高且所需实现温度相对较低 [6] - 2025年美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的国家点火装置创造了纳秒级8.6兆焦耳的能量输出 [4] 政策与资本支持 - 中国将核聚变纳入“十五五”及未来产业重点方向，美国、日本、英国等国通过专项立法和资金引导加快落地 [3][9] - 截至2025年中，全球商业核聚变产业累计融资总额达97.66亿美元，创近三年最高年度增幅，私人资本贡献89.71亿美元 [3][11] - 超半数公司预计首台核聚变机组将在2035年前实现并网供电，美国Helion与微软、谷歌与CFS已签署电力采购协议 [12] 技术路径与装置 - 托卡马克装置是目前主流方案，2024年全球占比50%，其他路线如仿星器、激光器装置等多元化存在 [3][16][19] - 全球形成多元示范项目格局：欧洲以ITER为核心进行国际合作，中国推进CFETR-DEMO自主路线，北美以私营企业为主体 [3][14] - ITER项目预估成本220亿美元，其装置成本中磁体系统占比最高，达28% [3][41] 关键技术与成本分析 - 高温超导磁体是关键演进方向，能提升功率密度并缩小聚变堆体积，其对装置整体成本影响显著，占比可达20%-40% [19] - 上海超导第二代高温超导带材单价从2022年的360元/米降至2024年的241元/米，降幅33%，成本控制能力增强 [22] - 据MIT报告测算，核聚变电站建设成本是决定其渗透率的关键，若成本从11300美元/kW降至2800美元/kW，装机潜力将显著释放 [19] 主要工程项目进展 - ITER项目采用多国合作模式，中国承担了极向场线圈导体、包层第一壁等关键设备的设计与制造任务 [25][27] - 美国CFS公司的SPARC计划预计2025年完成主体建设，2027年实现能量增益大于1的目标，累计融资额接近30亿美元 [33][35][37] - 中国规划在2025年推动中国聚变工程试验堆立项，2035年建成该试验堆，2050年建设商业示范电站 [37][39] 核聚变装置核心系统 - 托卡马克装置核心价值集中于磁体、包层、真空室、偏滤器四大系统 [3] - 包层系统第一壁主流材料为钨，偏滤器面临瞬时热流密度高达10MW/m²，需采用钨或钨铜合金等高热导率材料 [44][45][47] - 中国在超导材料加工、真空系统制造等领域具备较强本土化能力，降低了建设与运维成本 [41][42]

可控核聚变板块市场表现 - 板块盘初走强，多只成分股出现显著上涨 [2] - 海陆重工和保变电气股价涨停 [2] - 合锻智能、派克新材、中天科技涨幅超过5% [2] - 中国西电、哈焊华通等股票跟涨 [2]

行业格局与竞争态势 - 全球共有174个聚变装置，美国、日本、俄罗斯、中国分别以52、28、14和13个装置位列前四 [3] - 托卡马克技术路线占据主导地位，达79个装置，仿星器/螺旋器有31个，激光/惯性聚变装置有15个，其他概念装置共49个 [3] - 中国在聚变领域处于第一梯队，具备国家长期战略支持、完整工业体系、强大工程实现能力等优势 [3] - 全球核聚变发展呈现多路线“竞跑”的鲜明特征 [3] 技术路线与商业化路径 - 紧凑型重复重联可控聚变路线可大幅缩小聚变堆尺寸，降低建设成本 [5] - 传统巨型托卡马克路线建成商业化首堆成本可能高达上千亿元，对初创企业难以承受 [8] - 聚变能商业化路径尚不清晰，安全、可靠、经济将是决胜商业化的关键指标 [3] - AI、高温超导等与核聚变的交叉融合，使聚变堆变得更小、更简单、更低成本成为可能 [8] 资本投入与产业动态 - 各方资本正跑步进场，“真金白银”以前所未有的速度流入可控核聚变产业链上中下游 [8] - 赛道参与者包括国际大科学计划、国家队、初创企业以及各种资本 [1] - 颠覆性技术不断涌现，可能很难有一条完美的技术路线 [9]

中国核聚变技术进展 - 全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）于2006年自主建成，当年实现3秒运行 [1] - “十四五”时期EAST先后实现稳态高约束模式等离子体运行101秒、403秒等世界纪录 [1] - 2024年1月20日EAST创造“亿度千秒”世界纪录，即以超过1亿摄氏度的高温稳定运行1000秒 [1] 下一代核聚变装置研发 - EAST正在进行新一轮升级，计划于2025年2月前完成加热系统和水冷系统改造 [2] - 聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”园区自2018年12月获批建设，目前总体工程进度已超过92% [2] - 2024年“夸父”园区取得多项突破：6月低杂波电流驱动系统通过验收，9月国产离子回旋加热系统研制成功，10月世界最大环向场磁体线圈盒交付 [2] - 下一代“人造太阳”核心舱室由八个“橘子瓣”构成，已形成40余项发明专利 [2] 紧凑型聚变能实验装置（BEST）规划 - BEST主机大厅已封顶，首个关键部件于2024年国庆节实现“毫米级落座”，正式进入主机组装阶段 [3] - BEST装置争取2027年底建成，之后开展燃烧等离子体物理实验，点亮第一盏灯 [3] - “十五五”时期将是中国聚变能源从实验堆到示范堆、从科学验证到工程实现的关键阶段 [3] 核聚变技术应用与产业化 - 聚变衍生技术已应用于医疗领域超导质子治疗系统，可精准打击肿瘤 [3] - 源自“人造太阳”监测技术的太赫兹安检仪已应用于合肥地铁站等公共场所，未来还将用于脑机接口、生物医药 [3] - 合肥围绕聚变能产业打造产业集群，涵盖上游超导线材生产、中游主机设备制造、下游设计运营商等全产业链 [4] - 产业链覆盖超导材料、磁体系统、真空设备等环节 [4]

行业产业化进程 - 可控核聚变产业化进程加速从实验验证迈向工程示范，步入多路线竞速与资本共振新阶段[1] - 磁约束托卡马克路线主导产业化，惯性约束与混合路线并行发展，BEST装置预计2027年实现聚变能发电演示(Q>1)[1] - BEST装置关键部件完成落位安装，标志着总投资近200亿元的主体建设全面启动[1] 技术瓶颈与突破 - 材料性能突破是技术路线可行性的核心瓶颈，核聚变关键设备整体国产化率超96%[1] - 第一壁/偏滤器材料需兼具高熔点、抗辐照与热疲劳性能，超导材料向高温超导升级推动磁场强度提升至20T以上[2] - 国内企业如安泰科技、西部超导、联创光电等已在钨铜偏滤器、超导线材等环节突破国外垄断，但材料可靠性验证与规模化成本控制仍是产业化痛点[2] 产业链机遇 - 产业链多环节迎来增量市场，能源装备龙头企业布局初具规模，核心部件研发与产业化路径清晰[3] - 超导、第一壁、偏滤器材料企业相关业务受益显著，军工企业凭借高精度制造能力向民用领域延伸[3] - 各地牵头公司如国光电气、合锻智能、联创光电卡位优势卓著，或显著受益地方支持[3] 相关公司 - 建议关注国光电气、合锻智能、联创光电、西部超导、四创电子、王子新材、派克新材、安泰科技、永鼎股份、旭光电子、斯瑞新材、中洲特材、久立特材等[4]

行业与公司 * 行业为可控核聚变能源行业[1] * 涉及的公司与机构包括：美国CFS公司、科大讯飞、合肥等离子所、DeepMind、普林斯顿团队、中国王秋良院士团队、上海超导、新奥集团[1][2][7][9] 核心观点与论据 当前面临的主要技术挑战 * 燃烧等离子体稳态运行控制是关键挑战 真正实现人体燃烧的装置稀缺 掌握技术的团队很少[1][2] * 高能中子辐照对材料造成结构性影响 氘氚反应产生14兆电子伏特高能中子 导致材料断裂、疲劳、应力破坏和腐蚀[2][3] * 高热复合材料面临耐热性能瓶颈 聚变反应温度达1亿度甚至更高 材料耐久性和稳定性尚未完全突破[1][3] * 聚变电站商业化面临氚燃料自给自足难题 氚循环和储存的工程实践经验缺乏[4][5] * 等离子体稳态运行控制是难题 需通过AI优化控制模型实现精准磁场控制[5] 人工智能（AI）的应用 * AI应用于等离子体装置运行控制模型开发 例如科大讯飞与合肥等离子所合作利用积累数据进行模型开发[1][2] * AI通过深度强化学习预测等离子体撕裂并进行精准磁场控制 以实现稳态运行[6] * AI被用于加速抗辐照材料、高温超导材料等新型材料的研发 提升关键材料性能[1][6] * DeepMind结合普林斯顿团队在AI与材料体系结合方面有所突破[9] 高温超导技术的影响 * 高温超导技术对聚变反应堆发展至关重要 高温超导磁体能显著减小装置体积并提高产量[7] * 美国CFS公司突破20特斯拉高温超导磁体 建设全高温超导装置Spark 其体积仅为ITER的1/8但产量更高[1][7] * 高温超导仍面临电池应力控制、失超测试和保护等工艺挑战[7] * 中国王秋良院士团队达到25特斯拉 多家初创公司推进该技术的工程化应用[1][7] 新型聚变技术路线 * 当前主流技术路线为磁约束（如托卡马克 占比超过50%）和惯性约束（如激光驱动、Z箍缩）[3] * 氘氚反应是主流燃料方法 占75%比例 优势是反应截面大、点火条件低 缺点是产生放射性氚和高能中子[3] * 氘-氦3反应无放射性且生成少量中子 但难度更高 需要5~8亿度更高温度及更严格条件（10^22次方） 地球氦三储量有限[2][3][8] * 氢硼反应是终极能源方案 几乎无中子产生且燃料储备丰富 但需要30~50亿度极高温度 工程难度极大[3][8] 国内外发展进展 * 国际上 美国CFS公司在高温超导磁体方面取得突破 DeepMind在AI与材料结合方面有进展[9] * 中国自2006年加入ITER项目 在抗中子辐照材料、氚循环及供应链成熟度方面做出大量基础工作[9] * 中国多家企业积极推进技术工程化 如上海超导及其初创公司实现实验室到工程化转化 新奥集团探索氘-氦3路线[9] 其他重要内容 * 可控核聚变商业化发电虽已接近实现 但仍需克服重大技术挑战[3] * 新奥集团计划通过国家队储备的大量氚衰变产生氦三 为未来氘-氦3路线提供燃料来源[9]

行业投资评级 - 行业投资评级为“推荐”（维持）[2][6] 核心观点 - 可控核聚变产业化进程正加速从实验验证迈向工程示范，材料性能突破是技术路线可行性的核心瓶颈[2] - 核聚变关键设备整体国产化率超96%，核心部件如钨基偏滤器、高温超导带材等实现高度自主化[2] - 行业步入“多路线竞速+资本共振”新阶段，BEST装置计划2027年进行发电演示（Q>1），EAST刷新长脉冲纪录[2][6] - 建议聚焦链主及已实现国产替代的材料与核心部件供应商[2][6] 行业规模与表现 - 行业覆盖股票家数118只，占比2.3%，总市值2114.6十亿元，占比2.0%，流通市值1755.9十亿元，占比1.8%[3] - 行业指数近1个月绝对表现3.2%，相对表现-0.5%；近6个月绝对表现27.0%，相对表现2.4%；近12个月绝对表现26.1%，相对表现6.9%[5] 技术全景与产业化进程 - 可控核聚变是终极清洁能源解决方案，实现氘-氚聚变需等离子体温度达1亿度、粒子数密度达10²⁰粒子/m³、能量约束时间超3秒[13][15] - 主流技术路线包括磁约束托卡马克（主导产业化）、惯性约束及聚变-裂变混合路线，托卡马克装置如ITER、EAST技术成熟度最高[19][20][33] - 国际投资活跃，全球私营聚变企业近60家，近五年累计融资超百亿美元，美国目标2035年并网，英国目标2040年商用[34][38] - 中国政策支持力度大，BEST装置2027年目标发电演示，EAST实现1亿℃稳态运行1066秒，供应链国产化率持续提升[46][47][49][52] 前沿材料创新 - 第一壁/偏滤器材料需抵抗＞20 MW/m²稳态热流，钨铜梯度结构将耐热性能提升至≥25 MW/m²，热应力降低40%[57][60][63] - 超导材料从低温超导（NbTi/Nb₃Sn）向高温超导（REBCO）升级，临界电流密度超500A/cm²，磁场强度提升至20T以上[64][67] - 抗辐射结构材料如氧化物弥散强化钢（ODS钢）硬度在压下率50%时从200HV提升至280HV，降低韧脆转变温度[71] - 氚增殖包层材料实现燃料闭环循环，钛酸锂包覆铍球方案使产氚效率提升20%，阻氚渗透率降至10⁻¹³g/(m²·s)[73][76] 产业链与公司分析 - 产业链多环节迎增量市场，能源装备龙头、新材料企业、精密制造企业及军工企业均积极布局[6][80][86] - 超导材料企业如西部超导（低温超导线材市占率超95%）、联创光电（REBCO集束缆线稳态电流超1.5kA）技术领先[6][86] - 第一壁/偏滤器企业如安泰科技（累计供应超5000件钨铜零件）、国光电气（偏滤器交付量同比增长220%）实现国产替代[6][87][92] - 精密制造企业如合锻智能（8万吨级真空等温锻造设备）、派克新材（电力锻件）具备高精度配套能力[6][91]

技术突破 - 成功制备出第二代高温超导带材核心材料哈氏合金C276金属基带 实现关键材料国产化突破[1] - 研究团队通过自主研发的纯净化制备技术 实现高纯净度C276合金的吨级工业化制备[2] - 攻克超薄超长基带加工技术难关 将合金轧制成厚度仅0.046毫米 宽度12毫米 长度超2000米的带状材料 表面粗糙度小于20纳米[2] 材料性能 - 金属基带作为缓冲层和超导层生长的衬底 为超导带材提供机械强度和变形能力 是超导结构稳定成型的基础[2] - 该材料在液氮温度下强度超高 相当于指甲盖大小面积能承受约19吨重量 且经高温处理后仍保持优异性能[2] 产业影响 - 该成果打破了哈氏合金C276金属基带长期依赖进口的局面 标志着我国在清洁能源关键材料领域迈出重要一步[1] - 批量化自主制备的C276已在多家企业完成验证 成功制备出性能达国际水平的高温超导带材并应用于国内相关科技项目[2] - 将为二代高温超导材料的全国产化生产和应用提供重要保障 此前国内生产采用进口冷轧卷材进行后续加工 价格昂贵且供货时间难保证[1][2] 行业背景 - 可控核聚变装置被誉为“人造太阳” 是人类探索未来清洁能源的重要方向[1] - 第二代高温超导带材是建造可控核聚变装置不可或缺的核心材料 用于产生强大磁场以约束上亿摄氏度的等离子体[1] - 随着全球可控核聚变技术快速突破 其商业化进程逐渐加速 已被国家列为重点发展领域[1]

技术突破核心 - 中国成功实现第二代高温超导带材核心材料——吨级哈氏合金C276金属基带的工业化制备 [1] - 哈氏合金C276是镍基合金，拥有超乎寻常的耐腐蚀性能，是托卡马克核聚变装置不可或缺的核心结构材料，能抵御上亿度高温等离子体环境 [3] - 第二代高温超导带材是磁约束核聚变装置的“血管系统”，吨级量产有望大幅降低超导带材生产成本，解决聚变装置大型化的“卡脖子”难题 [5] 战略意义与影响 - 此次突破意味着中国在终极能源赛道上从“跟跑者”向“领跑者”转变 [1] - 实现哈氏合金自主量产将重塑全球能源技术竞争格局，该技术此前长期被欧美企业垄断 [5] - 突破是能源自主的里程碑，核聚变商业化将帮助中国彻底解决对油气资源的依赖，在未来能源格局中占据制高点 [9] - 哈氏合金也是航空航天、舰船动力等高端装备制造的关键材料，实现自主量产有助于在高温合金领域摆脱外部制约，筑牢高端制造和国防安全基础 [9] 成功因素与产业基础 - 中国对核聚变领域的投入具有战略定力，从2006年加入ITER计划到建设EAST装置，持续近20年 [7] - 产业链协同效应显著，从中科院金属研究所的基础研发到西部超导等企业的工程转化，成功打通了从实验室到工业化的全链条 [8] - 中国在高温合金、超导材料领域培养了规模庞大、结构合理的科研梯队，为技术创新提供人才保障 [8] - 中国拥有的全产业链优势和集中力量办大事的攻关模式，相比受产业空心化影响的欧美和资源有限的日韩，展现出巨大战略价值 [8] 行业前景与挑战 - 从材料突破到“人造太阳”并网发电仍面临巨大挑战，如聚变点火时间、能量增益系数Q值等关键指标尚未达标，商用堆建设成本仍是天文数字 [9] - 基础材料的突破是技术革命的先声，此次迈出的是从0到1最艰难也最关键的一步 [9] - 在化石能源危机和气候变暖问题严峻的背景下，核聚变关系到人类文明可持续发展的希望 [10]

文章核心观点 - 中国成功实现第二代高温超导带材核心材料哈氏合金C276的吨级工业化制备 这是可控核聚变领域的重大突破 有望大幅降低超导带材成本 解决聚变装置大型化难题 并改写了全球能源技术博弈规则 [1][3] - 此次材料学突破是“人造太阳”征程中的关键一步 标志着中国在终极能源赛道上正从“跟跑者”向“领跑者”转变 [1] 技术突破与意义 - 哈氏合金C276是一种超耐腐蚀的镍基合金 能抵御托卡马克核聚变装置中上亿度高温等离子体环境下的极端高温、强辐射和腐蚀性环境 是装置的核心结构材料 [3] - 第二代高温超导带材是磁约束核聚变的“血管系统” 哈氏合金基带的吨级量产意味着中国有望大幅降低超导带材成本 解决聚变装置大型化的“卡脖子”难题 [3] - 该材料技术此前长期被欧美企业垄断 中国的工业化突破直接改写了全球能源技术的博弈规则 [3] 成功因素分析 - 战略定力是中国破局的关键因素之一 从2006年加入国际热核聚变实验堆计划到独立建设全超导托卡马克装置EAST 对核聚变的投入跨越数届政府 持续近20年 [5] - 产业链协同效应显著 从中国科学院金属研究所的基础研发到西部超导等企业的工程转化 中国打通了“实验室—中试—工业化”的全链条 [5] - 中国在高温合金、超导材料等尖端领域已培育出全球最庞大的科研梯队 形成了强大的人才储备 [5] 战略影响 - 核聚变商业化将彻底解决油气依赖问题 中国作为全球最大能源进口国 若率先掌控聚变技术 意味着在百年能源格局中占据制高点 [7] - 哈氏合金亦是航空航天、舰船动力等高端装备的关键材料 实现自主量产后 中国在高温合金领域将摆脱外部限制 为高端制造与国防安全筑牢根基 [7]