报告行业投资评级 - 行业评级为“强于大市”（维持）[2] 报告核心观点 - 可控核聚变产业化进程正在加速，技术路线多样，其中磁约束是实现聚变能开发的有效途径，托卡马克是主流路线，场反位形（FRC）路线因结构简单、投资小、商业化进程可能更快而受到广泛关注[4] - 全球范围内，各国聚变项目商业化进程均在加速，国内产业链以合肥、上海、成都、江西等地为核心布局，与国家级重点项目布局一致[4] - 聚变装置中，磁体系统和电源系统是核心部件，磁体价值量占比最高，聚变功率与磁场强度的四次方成正比[4][55][59] - 具备关键部件能力的核心公司以及传统主业具备迁移能力的潜在公司值得关注[5] 根据相关目录分别总结 1. 核聚变：催化加速，托克马克和FRC是可靠路径 - **可控核聚变定义与优势**：核聚变是较轻原子核结合释放巨大能量的过程，相较于核裂变，具有能量密度高、安全、清洁、原料充足等优势[4][18] - 具体数据：1吨氘氚聚变释放的能量相当于5.7吨裂变燃料或700万吨原油燃烧释放的能量[19] - 具体数据：1公升海水提取的氘，聚变反应释放的能量相当于燃烧300公升汽油[19] - **反应条件**：发生聚变需同时满足足够高的温度（T）、密度（n）和能量约束时间（τE），三者的乘积为聚变三乘积（劳逊条件），需大于5×10²¹ m⁻³·s·keV才能产生有效功率输出[4][19] - 具体数据：地球实现高效核聚变反应温度需维持在1亿摄氏度以上[20] - **技术路线**：实现可控核聚变约束有三种途径：引力约束、惯性约束、磁约束，其中磁约束是实现聚变能开发的有效途径[4][25][27] - **主流装置**：不同磁约束技术路线对应不同装置，常见有托卡马克、仿星器、场反位形（FRC）等[4][29] - **全球项目进展**：根据国际原子能机构（IAEA）数据，截至2025年12月19日，全球共有179个可控核聚变装置，其中82个为托卡马克装置，31个为仿星器装置，15个为激光/惯性装置，51个为其他类型装置（包括FRC、磁镜等）[40] - 具体数据：179个装置中，103个处于运行状态，18个处于建设中，58个处于规划建设阶段[40] - **能量增益因子（Q值）**：是衡量能量产出与输入比的关键参数，Q≥5可能实现自我维持，Q≥10达到经济平衡，Q>30则聚变发电站有望实现商业化[24] 2. 托卡马克：主流路线之一，磁体、电源是核心 - **装置概述**：托卡马克通过在环形真空室构造螺旋磁场约束高温等离子体，是最有前景的途径之一，多国正在规划聚变示范堆[49][50] - **核心部件与价值量**：托卡马克堆内部件复杂，磁体系统是约束和稳定运行的核心，电源系统是聚变装置的“生命线”[4][52][59][63] - 具体数据：在ITER托卡马克装置中，磁体系统价值量占比最高，达28%[55] - 具体数据：聚变功率与磁场强度的四次方成正比[59] - **电源系统**：以ITER为例，电源系统功能包括维持高温等离子体环境、为超导线圈通电产生磁场、为辅助系统供电及提供磁体失超保护，在实验堆阶段成本占比7%，在示范堆（DEMO）阶段成本占比约8%[63] 3. FRC：结构简单、投资小，电源重要性凸显 - **技术优势**：场反位形（FRC）具有结构简单、造价低、能量效率高、稳定性强、商业化进程可能更快等优势[4][66][67] - 具体数据：FRC无需庞大环向磁场线圈，磁体用量减少80%以上，装置体积缩小50%，建造成本约为托卡马克的1/5-1/10[67] - 具体数据：相同磁场强度下，FRC聚变功率输出可达托卡马克的100-1000倍[67] - **商业化进展**：美国Helion Energy公司计划在2028-2030年实现商业化供电[4][67] - 具体数据：Helion Energy已获得超过10亿美元融资，2025年1月完成F轮4.25亿美元融资，估值达54亿美元，并与微软签署购电协议，承诺2028年提供50MW电力[46][71] - **电源关键性**：FRC装置中，等离子体形成和喷射高度动态化，需要在数微秒内调节放电精度，因此高压、高电流且可控的脉冲电源至关重要，氢闸流管的准确可靠触发是关键[4][72] 4. 产业链梳理 - **国内地域布局**：国内产业链以合肥、上海、成都、江西等地为核心，与国家级重点项目布局基本一致[4][74] - **合肥**：以中科院为核心，EAST装置于2025年1月20日首次实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体运行，BEST项目已于2025年5月1日启动总装，计划2027年建成，CFEDR项目瞄准建设世界首个聚变示范电站[4][75][77][79][80][83] - 具体数据：BEST项目总装部件总重达6000吨[80] - 具体数据：聚变新能（BEST项目主导公司）注册资本增至145亿元人民币[46][79] - **成都**：中核集团主导的“中国环流三号”（HL-3）在2025年3月实现原子核温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的“双亿度”运行，5月聚变三乘积突破10²⁰量级[4][46][84] - **江西**：江西聚变主导的“星火一号”项目计划建成全球首座聚变-裂变混合发电厂，总投资预计超200亿元人民币，计划2030年实现演示发电[4][86][88] - 具体数据：“星火一号”等效聚变功率大于40MW，总功率300MW，目标实现混合堆100MW级并网发电[86][88] - **上海**：2025年7月22日成立中国聚变能源有限公司，注册资本达150亿元人民币，成为国内注册资本最高的商业聚变公司[4][89][90] - **私营项目创新**：国内众多私营公司在不同技术路线上取得突破，例如新奥集团（氢硼聚变、球形托卡马克）、瀚海聚能（FRC）、星环聚能（球形托卡马克）、能量奇点（高温超导托卡马克）、星能玄光（FRC）、诺瓦聚变（FRC与磁压缩协同）等[93][95][98][100][104][105] - 具体数据：能量奇点于2025年3月将自主研制的经天磁体励磁至21.7特斯拉，创下大尺寸高温超导D形磁体最高磁场纪录[100] - 具体数据：诺瓦聚变于2025年8月完成5亿元人民币天使轮融资，创下国内民营核聚变公司单笔融资新高[105] 5. 配置建议与标的梳理 - **配置逻辑**：可控核聚变商业化进程加速，产业催化不断，具备关键部件能力的核心公司、传统主业具备迁移能力的潜在公司均值得关注[5][107] - **建议关注公司**：报告列举了合锻智能、联创光电、国光电气、旭光电子、英杰电气、王子新材等公司，并概述了其与核聚变相关的业务进展[5][108][109][111][112][113][114][115] - **合锻智能**：供应BEST项目真空室，参与偏滤器及包层项目研制，2024年中标BEST真空室项目金额2.09亿元人民币，2025年5月完成首批重力支撑交付[108] - **联创光电**：参股子公司联创超导承担高温超导业务，深度参与江西“星火一号”项目[109] - **国光电气**：供应ITER项目的偏滤器和包层系统，且产品已应用于中国环流三号（HL-3）装置[111] - **旭光电子**：兆瓦级电子管在托卡马克装置稳定应用，获得国内外多个重大核聚变项目订单，并布局快控开关等产品[112] - **英杰电气**：工业电源龙头，2024年核聚变相关电源订单已突破千万元，2025年正积极对接国内多个在建核聚变工程项目[114] - **王子新材**：子公司宁波新容可为可控核聚变提供储能电容和支撑电容产品，2025年2月已签订合肥项目采购合同并陆续交付[115]

行业投资评级 - 推荐 维持评级 [5] 核心观点 - 核聚变是人类能源问题的终极解决方案 通过模拟太阳核聚变原理产生能量 具有原料丰富 能量巨大 清洁无污染等优势 [1][8][28] - 核聚变技术路线百花齐放 主要分为磁约束和惯性约束两大路径 其中磁约束包括托卡马克 仿星器 场反位形直线形装置 惯性约束包括Z箍缩 激光型等 [1][67] - 全球核聚变商业化进程加速 海外典型项目包括ITER SPARC Orion 国内形成以两大科研院所为主 民营企业共同参与的开发格局 [2][43][125] - 核聚变产业化落地将沿实验堆 示范堆 商业化三阶段推进 若关键技术突破 有望在21世纪下半叶成为基荷能源 [46][55][59] 技术路线分析 - 磁约束路线利用强磁场束缚高温等离子体 包括托卡马克 仿星器 FRC装置 其中托卡马克是研究最深入的方向 可实现稳态运行但装置规模庞大 [67][69][93] - 惯性约束路线利用强激光或粒子束瞬间压缩燃料靶丸 依靠燃料惯性维持超高密度 包括Z箍缩 激光型 物理过程快但能量利用效率低 [67][103] - 托卡马克分为普通和超导两种类型 超导又分为低温超导和高温超导 2006年建成世界首个全超导托卡马克EAST [73][80][82] - 仿星器通过精密设计的扭曲磁体形成螺旋磁场 无需等离子体电流 理论上可实现无限期连续运行 避免托卡马克的破裂事故风险 [93][97] - 场反位形直线形装置具有高β值特征 能在较低磁场强度下约束高密度等离子体 经济性较高 工程结构简单 [99][101] 国际项目进展 - ITER是全球规模最大的核聚变实验装置 世界首个全超导托卡马克 由35个国家参与 预计2034年实现首次点火运行 [47][49][113] - SPARC是美国CFS公司的高温超导托卡马克验证装置 体积仅为ITER的四十分之一 采用REBCO高温超导磁体 局部磁场强度达20T 远超ITER的5.3T 预计2027年达成Q>1的净能量增益目标 [115][117][119] - Orion是美国Helion Energy的世界首座核聚变发电厂 采用氘与氦-3燃料循环技术 直接转化为电能 减少中子辐射 计划2028年为微软提供50MW电力 [120][122][124] 国内项目布局 - 国内形成以中核集团核工业西南物理研究院和中科院等离子体所两大科研院所为主 清华大学 中国科学技术大学等高校及相关民营企业共同参与的开发格局 [2][125][127] - 中核西物院系技术发展路径为HL-1→HL-2A→HL-3→聚变-裂变混合堆 等离子体所系为HT-7→EAST→CRAFT→BEST→CFEDR [127] - 国内主要可控核聚变装置累计15个 分布在安徽 四川 江西 上海等地 包括HL-2A EAST J-TEXT KTX等 [129] - 民营企业积极参与 诺瓦聚变融资5亿元 能量奇点完成两轮融资约8亿元 红杉资本 昆仑资本等明星机构现身 [43] 商业化进程 - 聚能商业化沿实验堆 示范堆 商用堆三阶段推进 ITER验证科学原理 SPARC等探索工程可行性 DEMO验证发电经济性 [46][55][59] - 中国CFETR示范堆计划分三步走 2021年立项建设 2035年建成聚变工程实验堆 2050年建设聚变商业示范堆 [55] - 全球50多家商业公司致力于聚变能源商业化 行业融资规模持续攀升 政府对聚变能开发关注度提升 [59][64][66] - 若聚变能2040年代商业化 2050年有望占据3万亿美元/年化石能源市场 [59] 投资建议 - 建议持续关注核聚变产业催化 重点关注大功率电子管+真空开关 电源 堆内构件 超导相关 电容 IGBT开关等环节 [3] - 具体公司包括旭光电子 英杰电气 爱科赛博 新风光 四创电子 国光电气 合锻智能 安泰科技 派克新材 江苏神通 永鼎股份 联创光电 西部超导 王子新材 宏微科技 赛晶科技等 [3]