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脉冲功率电源
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机械行业研究:可控核聚变专题:多技术路线共同发展,电源价值量在膨胀
国金证券· 2025-07-15 23:07
报告行业投资评级 未提及 报告的核心观点 看好可控核聚变行业在“十五五”期间资本开支进入加速释放周期 建议重点关注FRC装置和Z箍缩装置建设推进带来电源系统价值量膨胀机遇 脉冲电容、快控开关相关公司订单有望释放 其次关注托卡马克装置密集建设带来的磁体电源、辅助加热电源以及无功补偿及滤波系统机遇 关注旭光电子、王子新材、国力股份、四创电子、英杰电气、爱科赛博、新风光 [2][170] 根据相关目录分别进行总结 一、电源是可控核聚变装置“生命线”,资本开支扩张有望带动订单陆续释放 - 托卡马克为主流,多种技术路线并行 核聚变技术路线分为磁约束、惯性约束、磁惯性约束三大类 托卡马克占比49.7%为主流,仿星器、激光约束、FRC等多路线共同发展 [12][15] - 电源系统是核聚变装置的核心部分,价值量占比高 可控核聚变电源要求系统容量高、耐高压、大电流、纹波小,相对传统工业电源研发、制造难度更高 ITER电源环节价值量占比近15% 国内推动多个聚变路线发展,FRC、Z箍缩等多领域的电源需求有望陆续释放 [18][21] 二、托卡马克需要长脉冲运行,核心为脉冲功率电源 - 托卡马克脉冲功率电源由磁体电源、辅助加热电源以及无功补偿滤波等组成 电源是支撑托卡马克装置等离子体形成、加热、维持,直至聚变结束的关键系统 托卡马克电源系统包括脉冲功率电网、稳态功率电网 [24][27] - 磁体电源:电流大、纹波小、响应快,技术壁垒高 磁体电源是激发、约束、调整等离子体的关键,需要“快、稳、大电流” 托卡马克需要储能电源支撑冲击功率 [30][39] - 无功补偿及谐波抑制系统:实现电源系统与电网兼容,核聚变装置稳定运行的关键 托卡马克无功功率冲击来源于相控电源调节、失超保护、加热电源闪络,功率冲击可达100Mvar,会威胁到聚变装置和电网的安全稳定运行 为了降低无功功率对电网、聚变装置的冲击影响,ITER电源系统需要安装大功率无功补偿装置 [41][46] - 辅助加热电源:PSM、HVPS是辅助加热装置电源的理想选择 托卡马克欧姆加热最高仅能达0.3亿度,需要辅助加热系统联合加热至1亿度 脉冲阶梯调制电源、逆变型高压电源能分别满足100kV及以下、MV级别辅助电源的需求 [49][54] 三、FRC、Z箍缩路线电源价值量占比高,关注核心环节快控开关和电容 - 场反位形FRC装置进展迅速,关注开关和电容机遇 FRC装置简单、成本低,有望率先开启商业化 电源系统为FRC装置最核心的系统之一,关注快控开关和电容环节 [57][75] - Z箍缩:驱动器价值量占比达50%,脉冲电容和开关为核心组件 Z箍缩装置原理为依靠等离子体大电流产生向心磁场箍缩力,使等离子体压缩达聚变条件 驱动器价值量占比达50%,脉冲电容和开关为核心组件 [77][91] 四、投资建议 - 旭光电子:深耕高压、大电流开关,有望切入FRC、Z箍缩电源开关 25Q1收入短期承压、利润加速增长 大功率电子管占比低,中远期提升空间大 开关能基本满足Z箍缩、FRC的开关性能需求 [93][104] - 王子新材:已供应磁体电源电容,有望切入FRC、Z箍缩供应链 25Q1营收、利润双增长,整体经营向好 子公司宁波新容实现磁体电源系统电容订单交付,正式切入核聚变核心装备供应链 核聚变领域电容有望切入Z箍缩和FRC装置,实现价值量膨胀 [107][114] - 国力股份:氢闸流管核心供应商,有望切入核聚变领域 25Q1营收、利润双增 直流接触器收入占比超50%,24年盈利能力短期承压 氢闸流管电压、电流参数能基本满足FRC、Z箍缩开关需求 [117][125] - 四创电子:国内雷达龙头之一,子公司华耀电子供应核聚变PSM电源 25Q1短期业绩承压 24年雷达及雷达配套收入占比超50%,短期毛利率承压 持有华耀电子90.83%股份,PSM高压电源已批量应用于EAST装置的离子回旋共振加热系统 [128][136] - 英杰电气:核聚变电源积累深厚,覆盖头部核聚变客户 25Q1营收、利润短期承压 深耕特种电源多年,核聚变领域电源覆盖磁场电源、加热电源、控制系统电源以及辅助系统电源 已进入核聚变多家重点客户,24年公司聚变相关电源订单突破千万元 [141][146] - 爱科赛博:深耕电力电子,切入核聚变磁场电源、加热电源 25Q1业绩短期承压,合同负债位于近5年峰值 核聚变电源产品为磁体电源和辅助加热电源,客户包括中科院EAST、中核环流系列 [149][157] - 新风光:深耕电力电子节能控制技术,切入核聚变磁场电源、加热电源 25Q1收入稳健增长,利润短期承压 等离子体快控电源供应EAST,随着国内实验堆密集建设,有望争取批量订单 [160][167]