报告行业投资评级 - 机械设备行业评级为增持（维持），专用设备行业评级为增持（维持） [5] 报告的核心观点 - 全球政策加码与技术进步背景下，核聚变将迎来产业进展，BEST项目招标并将演示聚变发电，产业链公司有望受益 [17] - 全球核聚变产业加快发展，多数公司认为2031 - 2040年可实现商业化应用，中国BEST项目将首次演示聚变能发电 [17] - 核聚变技术路线多，托卡马克有望率先实现商业化发电 [18] - 托卡马克聚变设备市场超900亿元，磁体/第一壁/真空部件为高价值量零部件 [19] - 与市场认为核聚变产业化遥遥无期不同，报告认为产业化进展稳步推进，投资机遇值得重视 [20] 根据相关目录分别进行总结 可控核聚变蓬勃发展，BEST将展示聚变能发电 - 美中欧日等在核聚变领域有战略部署和规划，美国Helion项目2028年计划实现50兆瓦聚变发电，中国预计2050年前完成商用发电，各国技术也有显著进展 [21][22] - 2017年起聚变行业景气度上升，截至2024Q4商业核聚变公司46家，超70%受访公司认为2031 - 2040年可实现商业化应用 [22] - 中国聚变工程分“实验堆 - 示范堆 - 商用堆”三步走，现处实验堆阶段，计划2035年建成CFETR，2050年建商业聚变示范电站 [28] - 中国聚变实验堆EAST后续项目BEST预计2027年建成，将首次演示聚变能发电，2025年5月提前开始总装 [29] - 中国初创公司能量奇点洪荒70验证高温超导托卡马克工程可行性，2025年3月创下21.7特斯拉磁场强度世界纪录 [31] 核聚变技术路径多元，托卡马克或将率先落地 核聚变的温度、密度和约束时间反应条件需满足劳逊判据 - 核聚变需克服库仑力，满足温度、密度和约束时间条件，使原子核进入强相互作用范围聚合释放能量 [34] - 聚变三重积nτET大于5×10²¹m⁻³·s·keV才能产生有效聚变功率输出，氘氚反应最易发生，1.6亿度时其三重积最小，工程上易实现 [37] 托卡马克技术最为成熟，有望率先实现受控核聚变 - 托卡马克是环形聚变实验设备，通过磁体系统构造螺旋形磁场约束高温等离子体，使聚变燃料反应 [39] - 中国EAST是世界首个全超导托卡马克装置，实现403秒高约束模等离子体运行世界纪录 [42] 托卡马克由五大主体结构组成，磁体系统是核心部件 - 托卡马克结构从内到外为包层模块 - 真空室 - 冷屏 - 磁体系统 - 冷屏 - 真空杜瓦，主要装置含磁体系统等，各部分有不同作用 [46] - 过去托卡马克装置尺寸扩大以提升等离子体约束性能，高温超导磁体可增强等离子体稳定性并推动小型化 [48][52] 托卡马克设备市场空间超900亿元，中国具备主体设备制造能力 - 托卡马克聚变实验堆主机价值量占比近半，主体结构中环向场线圈等价值量占比靠前 [56] - 截至2025年4月全球80台托卡马克装置，23台未建成，实验堆阶段全球托卡马克设备市场空间约911亿元 [58] - 假设80台实验堆发展为示范堆，示范堆阶段全球托卡马克设备市场空间约24480亿元 [59] - 中国公司在ITER项目中承担18个采购包制造任务，覆盖托卡马克主机重要部件 [60] 产业链公司 磁体系统（主体成本占比55%） - 联创光电2024年营收31.04亿元，同比降4.17%，归母净利润2.41亿元，同比降27.86%，联创超导有聚变堆项目相关进展并中标合同 [66][67] - 精达股份2024年营收223.23亿元，同比增24.67%，归母净利润5.62亿元，同比增31.72%，持有上海超导18.29%股份 [68] - 永鼎股份2024年营收41.11亿元，同比降5.38%，归母净利润0.61亿元，同比增42%，子公司东部超导研发生产高温超导带材 [73] 第一壁（主体成本占比27%） - 国光电气2024年营收5.37亿元，同比降28.01%，归母净利润0.47亿元，同比降47.93%，为ITER项目配套多种关键设备 [77] - 安泰科技2024年营收分四大业务板块，子公司安泰中科为核聚变装置提供涉钨全系列专用钨铜部件 [79] 真空部件（主体成本占比15%） - 合锻智能2024年营收20.74亿元，同比增17.43%，参与聚变堆等核心部件制造预研，承担BEST项目部分制造任务 [82] - 海陆重工2024年营收27.89亿元，同比降0.23%，归母净利润3.77亿元，同比增10.86%，负责核聚变真空冷屏等生产 [84] 附录1：聚变基本原理 核聚变是什么？ - 裂变和聚变以铁为分界线，轻核聚变与重核裂变释放能量，核聚变需满足温度、密度和约束时间条件 [89] 核聚变在能量密度、清洁性、安全性和可持续性上具有优势 - 核聚变能量密度高，是天然铀快中子堆的14倍，浓缩铀轻水堆的100倍 [95] - 核聚变燃料和产物清洁，燃料放射性元素氚半衰期短，核裂变产物半衰期长 [97] - 核聚变安全性高，反应条件严苛，不满足条件反应自动停止，核裂变有链式反应风险 [99] - 核聚变燃料充足，氘海洋储量大，氚可通过中子辐照锂制备 [99] 如何实现核聚变：温度、密度和能量约束时间 - 核聚变需满足温度、密度和约束时间条件，克服库仑力使原子核聚合 [100] - 温度使原子核具备初始动能，考虑量子效应后聚变所需温度约1亿度 [101] - 密度增加原子核碰撞概率，能量约束时间维持高温、高密度等离子体稳态运行 [106] 如何实现聚变点火：温度×密度×约束时间三重积满足劳逊判据且Q>1 - 聚变三重积大于5×10²¹m⁻³·s·keV才能产生有效聚变功率输出，氘氚反应最易发生，1.6亿度时三重积最小 [108] - 实现聚变点火需能量增益因子Q>1，商业化发电要求Q>10 [111] 如何实现可控：引力约束、磁约束和惯性约束，引力约束无法在地球实现 - 引力约束、磁约束和惯性约束以不同途径满足劳森判据 [114] - 太阳通过引力约束实现核聚变，人类现阶段无法在地球实现引力约束核聚变 [117]