报告行业投资评级 未提及 报告的核心观点 - 后续随着国内外主要聚变装置落地加速，技术领先且有供应核心部件或材料积累的企业获单能力强，有望率先受益 [3] - 目前国内外聚变产业发展迎来窗口期，随着技术突破和政府政策加持，核聚变产业化加速，托卡马克技术作为当前主流核聚变路线，其核心设备装置或材料需求有望大幅提升，具备技术领先优势、供应经验积累的企业有望率先受益 [70][71] 根据相关目录分别进行总结 可控核聚变迎来发展窗口期 什么是可控核聚变 - 核聚变能是具有清洁、安全、可持续等优点的终极能源，具有反应释放能量大、运行安全可靠、燃料来源丰富、环境污染小等特点，有望成为大规模市场化供应的商业能源，在未来提供稳定能源输出与电力供应 [4][8] - 现有核电站采用核裂变技术，核聚变是两个轻原子核结合形成较重原子核并释放大量能量的过程，氘 - 氚反应是核聚变堆设计采用的主要方式 [11] - 核聚变反应的两个关键参数为聚变三乘积（劳逊判据）和聚变增益因子（Q值），满足劳逊条件才可实现点火，提升Q值是促进可控核聚变商业化的关键 [17] - 磁约束是目前实现聚变能开发的最有效途径，托卡马克是未来最有可能实现可控核聚变的聚变装置 [18][19] 可控核聚变的技术路径如何 - 高温超导材料的突破性应用与AI技术在等离子体控制领域的深度融合，提高了装置的磁场强度与等离子体约束能力，促成了装置尺寸的显著缩小，进而大幅降低了单个装置的制造成本与建设周期，紧凑型托卡马克应运而生，商业化核聚变公司加速兴起 [26] - 高温超导托卡马克装置具备建造成本较低、建设时间较短的优势，其技术应用加速了可控核聚变商业化发展 [27] - 多国积极推动托卡马克装置相关技术发展 [28] 可控核聚变的进展如何 - 海外多国加大聚变能源布局，美国、英国、德国、俄罗斯等积极推动聚变电站布局，多个项目预计在2030年代投运 [34][35] - 全球共有25个国家或机构正在开展托卡马克规划、建设和运行，涉及装置数量高达79个，其中57个装置处于运行状态，7个装置处于建设中，另有15个装置处于规划建设阶段 [3] 中国聚变能源发展迅速 中国深度参与ITER计划 - ITER计划是当今世界最大的大科学工程国际科技合作计划之一，将于2034年开始试运行，目标是建造可持续燃烧的托卡马克聚变实验堆，验证聚变反应堆的工程可行性，聚变输出功率可达1500兆瓦，科学目标是实现并验证在400s的时间内能量增益大于10，在3000s的时间内能量增益大于5，聚变功率输出500MW [38][40][43] 中国深度参与ITER核心设备研发 - 中国深度参与ITER核心设备研发，为自主发展聚变能源奠定基础，承担了ITER装置几乎所有关键部件的制造任务，取得了一批国际领先水平的科研成果 [45] - 中国核聚变研究机构主要是核工业西南物理研究院和中国科学院等离子体物理研究所，EAST是中国核聚变技术保持国际领先的标签，BEST项目有望成为世界首个开展氘氚稳态燃烧的实验装置，中科院等离子体物理研究所项目招标加速 [50][52][53] - 中国商业化核聚变公司主要包括能量奇点、星环聚能等，能量奇点按“三步走”战略推进聚变布局，星环聚能计划在2027年底或2028年初开始建设商业示范堆，并预计在2030年左右实现可输出电能的聚变反应堆 [59] 国内企业积极布局聚变产业 - 可控核聚变产业链上游为各类原材料，中游为各类设备以及反应堆工程建设，下游为核电站运营 [62] - 托卡马克组件主要包括磁体和三大件（真空室、冷屏、杜瓦），磁体通过产生强大磁场约束和控制高温等离子体，三大件分别为等离子体放电提供真空环境、减少热负荷和提供真空环境并隔断热交换 [67] - 国内企业积极加大聚变布局，部分企业已实现为国内外主要聚变项目配套供应 [68] 投资建议 - 国内外聚变产业发展迎来窗口期，托卡马克技术核心设备装置或材料需求有望大幅提升，具备技术领先优势、供应经验积累的企业有望率先受益 [70][71] - 受益标的包括磁体系统（国光电气、联创光电等）、高温超导带材（精达股份、永鼎股份等）、真空室（合锻智能、派克新材等）、杜瓦（航天晨光等）、偏滤器（安泰科技等）、磁体电源（爱科赛博、英杰电气、四创电子等）、配套设备（旭光电子等） [71]

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]