全球可控核聚变深度投研报告:工程拐点、产业链重构与资本新纪元
1. 核心观点与投资逻辑综述
1.1 历史性的工程拐点:从“科学验证”到“工业交付”
站在 2026 年初的时间节点回望,2025 年无疑是全球可控核聚变(Controlled Nuclear Fusion)历史上最具决定性的一年。这一年,核聚变行业正式完成了从“科学探索”向“工程交付”的范式转移。如果说过去五十年是物理学家在黑板和实验室中寻找等离子体稳态运行的理论最优解,那么 2025 年则是工程师和供应链厂商接管话语权的元年。
VestLab 投研部监测的数据显示,2025 年全球核聚变领域的私人投资累计已突破 100 亿美元大关,且呈现出显著的“硬科技”流向特征 。资金不再仅仅流向理论研究,而是大规模涌入超导磁体制造、第一壁材料加工、氚增殖技术验证以及激光驱动装置的土建工程。国际原子能机构(IAEA)发布的《2025 年世界聚变展望》明确指出,核聚变已进入“决定性的新阶段”,这一阶段的特征是供应链的快速动员和商业示范堆(Pilot Plant)的密集开工 。
我们的核心判断是:2026 年将是核聚变产业链的“阿尔法(Alpha)收益”确立之年。虽然距离核聚变发电大规模并网(Grid-Connected)仍需等到 2030 年代,但作为“卖铲人”的上游核心零部件供应商——特别是高温超导(HTS)带材、聚变级钨铜合金、低温制冷系统以及 AI 控制软件——已经迎来了业绩兑现的爆发期。
1.2 2026 年三大核心投资主线
基于对 2025 年产业进展的深度复盘和 2026 年的展望,VestLab 提出以下三大核心投资主线:
“中国速度”与 A 股映射效应: 随着《中华人民共和国原子能法》于 2026 年 1 月 15 日正式实施 ,中国核聚变产业获得了法律层面的顶层设计保障。以西部超导、上海电气、安泰科技为代表的“国家队”与以能量奇点(Energy Singularity)为代表的商业公司正在形成紧密的“创新联合体”。Wind 可控核聚变概念指数在 2025 年累计上涨 83.19% ,预示着这一板块已具备极高的市场辨识度和资金承载力。 美国私营资本的“登月竞赛”: 美国市场继续演绎着由风投驱动的激进路线。Commonwealth Fusion Systems (CFS) 的 SPARC 装置预计将于 2026 年实现首次等离子体放电 ,Helion Energy 的 Polaris 装置亦计划在同年验证电力提取技术 。Pacific Fusion 在 2025 年完成的 9 亿美元巨额融资 以及 TAE Technologies 与特朗普媒体集团(DJT)的惊天合并 ,标志着聚变资产正在通过 SPAC、并购等多种方式加速证券化。 供应链瓶颈即利润中心: 高温超导带材(ReBCO)和聚变级钨材料正在经历严重的供需失衡。这不再是简单的原材料周期,而是类似于 AI 算力时代 GPU 紧缺的“技术性短缺”。能够提供公里级、高性能 HTS 带材的厂商(如日本藤仓、中国西部超导)将掌握极强的定价权。
2. 宏观环境与政策顶层设计分析
核聚变作为典型的“大科学装置”与“深科技”结合体,其发展极其依赖政策的确定性和资金的持续性。2025-2026 年,全球主要经济体在核聚变领域的政策博弈进入白热化阶段。
2.1 中国:举国体制下的全产业链突围
中国在核聚变领域的战略布局呈现出“政策窗口期打开”与“产业链垂直整合”的双重特征。
2.1.1 《原子能法》的里程碑意义
2025 年 9 月 12 日通过、2026 年 1 月 15 日正式施行的《中华人民共和国原子能法》是中国核能发展史上的里程碑 。
法律定性: 该法首次在国家法律层面明确支持核聚变能的研发与和平利用,解决了长期以来核聚变在监管体系中定位模糊的问题。 全产业链支持: 法律条文涵盖了科学研究、核燃料循环、装备制造等全链条,为国家级资金投入和税务优惠提供了法理依据。 安全监管分级: 明确了核安全监管体系,为未来聚变电站的选址和运营许可(License)扫清了障碍。
这意味着中国聚变企业在 2026 年将面临更清晰、可预期的合规环境。
2.1.2 资金与区域竞争
数据显示,中国国内核聚变项目在 2025 年至 2027 年三年的总投资预计将接近 600 亿元人民币(约 83 亿美元) 。这种投资强度是惊人的,且呈现出鲜明的区域竞争格局:
安徽(合肥): 依托全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)和紧凑型聚变能实验装置(BEST),合肥已成为全球聚变技术的“圣地”。2025 年仅 BEST 设施的预算就超过 20 亿元 。 四川(成都): 依托核工业西南物理研究院(SWIP),打造了 HL-3(环流三号)等大科学装置,并孵化了新奥科技等民营力量。 上海: 以能量奇点为代表的初创公司,依托上海的金融与高端制造优势,率先建成了全球首台全高温超导托卡马克 HH70 。
2.2 美国:公私合营(PPP)模式的深化
美国能源部(DOE)在 2025 年 10 月发布了《聚变科学与技术(FS&T)路线图》,确立了“建设-创新-增长”(Build-Innovate-Grow)的三步走战略 。
里程碑计划(Milestone Program): 效仿 NASA 商业航天模式,DOE 通过里程碑计划向私营企业注入资金。2025 年,该计划不仅支持了原有的 8 家企业(如 CFS, Helion),还开放了新一轮申请 ,极大地刺激了私营企业的研发活力。 监管松绑: 美国核管会(NRC)最终决定根据“第 30 部分”(Part 30)而非“第 50 部分”来监管聚变设施 。这是一个巨大的利好,意味着聚变电站被视为类似粒子加速器或医疗同位素设施,而非传统的核裂变电站,极大地降低了合规成本和建设周期。 供应链回流: 鉴于地缘政治考量,美国正大力推动关键材料(如 HTS 带材、铍、氚)的供应链本土化,或者向“友岸”(如日本、英国)转移,这为非中国供应链企业创造了独特的溢价空间。
2.3 欧洲与日本:技术专精与国际合作
日本: 2025 年 6 月修订的《聚变能创新战略》设定了 2030 年代实现聚变发电的国家目标 。京都核聚变公司(Kyoto Fusioneering)领导的 FAST 项目成为日本首个私营主导的聚变电站概念设计项目。 欧洲: 尽管 ITER 项目的首次等离子体时间推迟到了 2030 年代中期(全功率运行在 2035-2036 年) ,但这反而倒逼欧洲私营企业(如德国的 Marvel Fusion、Proxima Fusion)加速发展,试图填补 ITER 留下的时间真空。
3. 技术路线演进与 2025-2026 关键工程进展
2025 年是多种技术路线“百花齐放”并进入工程验证的一年。我们看到磁约束(托卡马克、仿星器)与惯性约束(激光、脉冲磁)都在向着“净能量增益”(Q>1)的目标冲刺。
3.1 磁约束聚变:托卡马克的高温超导革命
磁约束聚变目前占据全球市场份额的 62.4% ,是技术成熟度最高的路线。2025 年的核心变量在于高温超导(HTS)磁体的全面应用。
3.1.1 Commonwealth Fusion Systems (CFS) 与 SPARC
工程进度: 位于马萨诸塞州 Devens 的 SPARC 装置建设已进入收尾阶段。SPARC 是全球首个旨在验证净能量增益的紧凑型高温超导托卡马克。 2026 年展望: CFS 官方确认 SPARC 将于 2026 年实现首次等离子体放电(First Plasma) 。这是全球聚变行业在 2026 年最值得关注的单一事件。如果 SPARC 成功,它将证明利用 REBCO 高温超导磁体可以大幅缩小反应堆体积(约为 ITER 的 1/40),从而从根本上改善核聚变的经济性。 后续计划: CFS 已选定弗吉尼亚州切斯特菲尔德县(Chesterfield County)作为其首个商业电站 ARC 的厂址 。这表明 CFS 已经开始了从原型机到商业电站的跨越。
3.1.2 能量奇点 (Energy Singularity) 与 HH70/HH170
2025 年成就: 2025 年中期,能量奇点自主研发的 洪荒 70(HH70) 成功实现首次等离子体放电 。 历史地位: 这是全球首台全高温超导托卡马克装置,甚至领先于美国的 SPARC。 技术参数: 中心磁场 0.6T,大半径 0.7m,所有磁体(TF、PF、CS)均采用 REBCO 高温超导带材。 国产化率: 超过 96%,验证了中国国内高温超导供应链的成熟度 。 2026 年展望: 公司将全力推进下一代装置 HH170 的研发。HH170 的设计目标是强磁场(中心磁场更高),旨在实现 Q>10 的科学盈亏平衡。这将为上海超导等上游供应商带来巨大的持续订单。
3.1.3 Tokamak Energy (UK)
技术突破: 2025 年,Tokamak Energy 完成了一套适用于聚变电站环境的高温超导磁体系统的制造和测试 。 路线差异: 他们采用的是球形托卡马克(Spherical Tokamak)路线,具有更高的 值(等离子体压力与磁压力的比值),理论上效率更高。 2026 年展望: 继续推进 ST80-HTS 的组装,这是其迈向 ST-E1 商业试点电站的关键一步。
3.2 磁约束聚变:仿星器的复兴
仿星器(Stellarator)因其固有的稳态运行能力(无需驱动电流,因此没有大破裂风险)而重新受到青睐。
3.2.1 Type One Energy
重大进展: 2025 年,Type One Energy 与美国田纳西流域管理局(TVA)签署协议,将在 Bull Run 化石燃料电厂旧址建设 Infinity Two 聚变试点电站 。 技术验证: 完成了 Infinity Two 的初步设计审查,并发布了基于高保真物理模型的同行评审论文 。 2026 年展望: 项目将进入详细设计和现场许可阶段,这是核聚变企业首次直接与主要公用事业公司合作利用现有电厂基础设施。
3.2.2 Thea Energy
技术创新: Thea 提出了全平面线圈(Planar Coil)仿星器设计 Helios,并在 2025 年发布了预概念设计报告 。这种设计解决了传统仿星器三维扭曲磁体制造难度极大的痛点。 资金支持: 2025 年 9 月获得了 DOE INFUSE 计划的三项资助,用于与普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)合作开发 HTS 磁体检测和 AI 等离子体建模 。
3.3 惯性约束与混合路线
3.3.1 Helion Energy (磁-惯性聚变)
激进的时间表: Helion 的第七代原型机 Polaris 目前正在调试运行。 关键看点: Helion 承诺在 2028 年向微软交付 50MW 电力 。为了实现这一目标,Polaris 必须在 2026 年左右展示电力提取能力 。 技术风险: Helion 采用脉冲磁压缩场反向配置(FRC)等离子体,并直接通过磁感应发电(无需蒸汽轮机)。这是一条高风险高回报的路线,2026 年将是验证其物理可行性的关键窗口。
3.3.2 Xcimer Energy (激光惯性聚变)
技术路径: 基于 NIF 的成功,但改用更高效、成本更低的氟化氪(KrF)准分子激光器。 2025 年进展: 开始测试全球最高能量的 KrF 激光器,并在亚利桑那州图森市扩建制造基地 。 2026 年展望: 原型激光系统 Phoenix 预计将于 2026 年上半年完工 。这将验证其激光架构是否具备商业化所需的效率和重频能力。
3.3.3 Pacific Fusion (脉冲磁聚变)
资本巨兽: 2025 年刚走出隐身模式就宣布了 9 亿美元 的融资承诺 。 技术背景: 基于桑迪亚国家实验室(Sandia)Z 机器(Z-Machine)的脉冲功率技术。 2026 年展望: 巨额资金将转化为大规模的设备采购。公司计划在新墨西哥州阿尔伯克基建设大型研发设施 ,这将直接拉动脉冲功率组件的供应链。
4. 全球核聚变产业链深度拆解:投资机会在哪里?
对于 VestLab 而言,2026 年的最佳投资策略并非押注哪一家反应堆公司能最终胜出(那可能需要十年验证),而是布局那些无论哪种技术路线成功都必须依赖的上游核心供应链——即“卖铲人”策略。
4.1 核心一:高温超导带材 (HTS Tapes) —— 聚变的“血管”
磁约束聚变装置的核心成本(30%-50%)在于磁体系统。REBCO(稀土钡铜氧化物)第二代高温超导带材是制造强磁场的唯一商业化选择。
供需格局: 现在的全球产能(每年几千公里)远远无法满足未来甚至单个商业电站(可能需要数万公里)的需求。
关键供应商分析:
西部超导 (688122.SH): 中国市场的绝对龙头。2025 年营收达到 53.7 亿元人民币,同比增长 24.63% 。公司不仅是 ITER 的线圈供应商,更是能量奇点 HH70 和未来 HH170 的核心带材供应商。其技术壁垒在于不仅能做线材,还能做磁体绕制。 上海超导 (未上市): 能量奇点 HH70 的主要带材供应商 ,其在强场下的载流能力具有世界级水平。 Fujikura (5803.T) & Furukawa Electric (5801.T): 日本双雄。CFS SPARC 早期大量采购了 Fujikura 的带材 。这些公司在材料一致性和长长度制备上具有深厚积累。 Bruker (BRKR): 其 BEST 部门(Bruker Energy & Supercon Technologies)在 2025 年虽然面临临床 MRI 市场的疲软,但在聚变和加速器磁体领域实现了增长 。
4.2 核心二:第一壁与偏滤器材料 —— 聚变的“铠甲”
聚变反应堆的内壁必须承受极高的热负荷(>10 MW/m²)和剧烈的中子辐照。钨(Tungsten)是目前公认的唯一解。
市场警示: 一项 2025 年发表的研究指出,如果按照当前的聚变发展速度,到 2056 年,聚变行业将消耗全球 100% 的钨产量 。这意味着钨将从一种工业金属转变为战略稀缺资源。
关键供应商分析:
安泰科技 (000969.SZ): 中国钨钼材料的领导者。安泰科技不仅为 ITER 提供了钨铜偏滤器部件,还广泛参与国内 BEST 等装置的建设 。其钨铜复合材料技术和热等静压(HIP)工艺是核心护城河。 Plansee (欧洲私营): 欧洲市场的主要供应商,技术实力极强,但缺乏二级市场投资标的。 First Light Fusion (FLF): 这家英国公司在 2025 年转型,利用其激波技术为行业提供材料测试服务("Amplifier" technology),帮助筛选能承受极端压力的第一壁材料 。这种“服务商”模式值得关注。
4.3 核心三:燃料循环(氚) —— 聚变的“血液”
氚(Tritium)是目前最稀缺的核燃料,全球商业库存不足 30 公斤。聚变电站必须实现氚的“自持增殖”。
Kyoto Fusioneering (日本): 全球聚变工程领域的独角兽。 Unity-2 项目: 2025 年底开始在加拿大乔克河(Chalk River)建设,预计 2026 年调试 。这是全球首个完整的氚燃料循环测试设施,将验证从锂铅包层中提取、分离和纯化氚的全流程技术。 战略价值: KF 不建造反应堆,而是为所有反应堆公司提供“加热系统(回旋管)”和“燃料循环系统”。这种平台型商业模式具有极高的抗风险能力。
UK-Canada 联盟: 英国原子能管理局(UKAEA)与加拿大核实验室(CNL)结盟,利用 CANDU 重水堆产生的氚废料作为聚变启动燃料 ,这是解决短期“氚危机”的关键地缘政治资产。
4.4 核心四:人工智能与控制系统 —— 聚变的“大脑”
等离子体极不稳定,需要微秒级的实时控制来防止“大破裂”(Disruption)。
DeepMind (Google) & CFS: 2024-2025 年,Google DeepMind 与 CFS 合作,利用深度强化学习(RL)在 DIII-D 和 TCV 装置上实现了等离子体形状的精确控制和撕裂模(Tearing Mode)不稳定性的预测与抑制 。 技术路径: 传统的控制依赖线性模型,而 AI 可以处理非线性、高维度的等离子体动力学。 投资映射: 这直接利好 NVIDIA(提供数字孪生算力 )以及相关的工业控制软件企业。KAIST(韩国)也在 2025 年展示了 AI 在 KSTAR 装置上的控制突破 。
4.5 辅助系统:低温与真空
冰轮环境 (000811.SZ): 原烟台冰轮。公司已成功研发出氦气螺杆压缩机等核心部件,服务于大科学装置的超低温冷却系统(4K 温区) 。随着超导磁体的普及,氦气制冷系统的需求将呈指数级增长。 VAT Group (VACN.SW): 瑞士真空阀门巨头。ITER 和所有大型托卡马克都需要超高真空环境。VAT 在这一细分领域拥有近乎垄断的地位 。
5. 区域市场与重点上市公司财务分析
5.1 中国 A 股市场:“Wind 可控核聚变概念指数”成分股详解
中国 A 股市场对核聚变概念的反应最为灵敏。以下是 VestLab 重点跟踪的标的:
5.1.1 西部超导 (688122.SH)
业务画像: 高端钛合金(军工/航空)、超导产品(MRI/聚变)、高性能高温合金。 2025 年财务快照: 营收:53.7 亿元人民币(TTM),同比增长 24.63% 。净利润增长稳健,研发投入占比维持高位。 聚变逻辑: 公司是目前全球唯一实现低温超导(NbTi/Nb3Sn)和高温超导(Bi-2223/ReBCO)产业化的企业。其主要增长点在于国内聚变装置(CRAFT, BEST, HH 系列)的密集建设期。作为上游材料寡头,其业绩确定性最高。
5.1.2 上海电气 (601727.SH)
业务画像: 能源装备巨头(核电、火电、风电)。 2025 年财务快照: 上半年营收 543 亿元,同比增长 8.9% ;核电装备订单增长显著 。 聚变逻辑: 上海电气是核聚变主机系统的核心总包商。它承接了能量奇点 HH70 的主机系统、新奥科技“玄龙 50”的关键设备以及 BEST 装置的真空室 。虽然聚变业务目前占比不高,但其制造能力是其他竞争对手难以复制的。
5.1.3 安泰科技 (000969.SZ)
业务画像: 先进金属材料(难熔金属、非晶带材)。 聚变逻辑: 公司是 ITER 钨铜偏滤器的核心供应商,也是中核集团(CNNC)体系内不可或缺的材料平台。随着《原子能法》推动国产化替代,安泰科技在第一壁材料上的份额将持续扩大 。
5.1.4 其它关注标的
苏州海陆重工 (002255.SZ): 在核电“堆内构件”和吊篮筒体方面有丰富经验,已获得聚变反应堆相关订单 。 国光电气 (688776.SH): 涉及偏滤器和真空泵制造,参与了 ITER 配套项目。
5.2 美国与国际市场
5.2.1 Bruker Corp (BRKR)
财务表现: 2025 年 Q3 营收 8.6 亿美元,同比微降 0.5%,主要受生命科学仪器需求疲软拖累。但其 BEST (Energy & Supercon) 部门表现亮眼,得益于聚变和科研磁体的强劲需求 。 投资逻辑: Bruker 是全球顶级的超导线材供应商(收购了 Oxford Instruments 的超导部门)。如果想在美股配置聚变上游,Bruker 是流动性最好的标的之一。
5.2.2 TAE Technologies (拟通过 DJT 合并上市)
事件: 2025 年 12 月宣布与 Trump Media & Technology Group 合并 。 风险提示: 尽管拥有 $60 亿 的估值和雄厚的资金支持,但 TAE 的氢硼(p-B11)路线难度极大。此次合并带有浓厚的政治和资本运作色彩,VestLab 建议专业投资者关注其资金是否真正流向研发,而非仅仅是资本炒作。
5.2.3 Helion Energy (未上市)
动态: 市场传言其可能在完成 Polaris 电力演示后寻求 IPO 或更大规模的私募融资 。鉴于 Sam Altman 的背书和微软的订单,Helion 一旦上市,将成为板块的风向标。
6. 资本市场运作:SPAC 回潮与 IPO 预期
2026 年可能会见证核聚变企业上市潮的开启。
SPAC (特殊目的收购公司) 的回归: TAE 与 DJT 的合并案可能重启深科技公司通过 SPAC 上市的路径。对于那些资金消耗巨大、营收尚早的聚变公司,SPAC 是一种快速回血的手段。General Fusion(加拿大)也被传出有上市意向 。 一级市场估值分化: 资金正在向头部集中。Pacific Fusion 一轮融资 9 亿美元,而排名靠后的初创公司融资难度加大。这表明投资者开始“挑选赢家”(Picking Winners)。
7. 2026 年风险提示与战略展望
7.1 三大潜在风险
技术“跳票”风险: 聚变历史充满了延期。如果 2026 年 CFS 的 SPARC 未能如期点火,或者 Helion 未能展示电力提取,市场情绪将遭遇重创,相关概念股可能面临剧烈回调。 供应链“卡脖子”: 随着各大项目同时开工,ReBCO 高温超导带材可能出现严重短缺。目前的全球产能不足以支撑 CFS、Tokamak Energy 和中国 HH 系列同时大规模建设。抢不到带材的企业将被迫停工。 地缘政治脱钩: 美国对华的高科技投资限制(COINS Act 等)可能阻碍跨境技术合作。中国企业虽然内循环无忧,但在出海(如参与欧洲项目)时可能面临阻力。
7.2 2026 年展望总结
2026 年将是核聚变从“科幻”走向“科工”的一年。
对于产业: 重点在于交付。谁能按时交付磁体、真空室和激光器,谁就能活下去。 对于投资者: 最大的机会不在于赌谁能率先发出第一度电,而在于垄断性的上游材料和设备。
VestLab 最终建议:
超配 (Overweight): 中国高温超导与钨材龙头(西部超导、安泰科技)。 关注 (Watch): 具备全球竞争力的设备商(上海电气、VAT Group)。 谨慎 (Neutral/Underweight): 纯概念炒作且无实际订单支撑的小盘股。
表 1: 2025-2026 全球核心聚变装置进度一览
| 装置名称 | 运营方/国家 | 技术路线 | 2025 年状态 | 2026 年关键里程碑 |
|---|---|---|---|---|
| SPARC | CFS / 美国 | HTS 托卡马克 | 建设收尾 | 首次等离子体 (First Plasma) |
| HH70 | 能量奇点 / 中国 | HTS 托卡马克 | 已运行 (首次放电) | 实验运行/HH170 研发 |
| Polaris | Helion / 美国 | 磁-惯性 FRC | 调试运行 | 电力提取演示 |
| Unity-2 | Kyoto Fusioneering / 日本 | 燃料循环测试台 | 开工建设 | 调试/氚循环验证 |
| Phoenix | Xcimer / 美国 | 激光惯性 (KrF) | 组件制造 | 激光系统完工 |
| Infinity Two | Type One / 美国 | 仿星器 | 初步设计审查 | 详细设计/TVA 现场许可 |
| Helios | Thea Energy / 美国 | 平面线圈仿星器 | 预概念设计发布 | 原型线圈验证 |
表 2: Wind 可控核聚变概念指数重点成分股财务与业务映射
| 代码 | 公司简称 | 2025 营收 (预估) | 核心聚变产品 | 供应链地位 |
|---|---|---|---|---|
| 688122.SH | 西部超导 | ~54 亿 CNY | NbTi/Nb3Sn/ReBCO 线材 | 一级供应商 (Tier 1):独家或主供国内所有大科学装置 |
| 601727.SH | 上海电气 | ~1100 亿 CNY | 主机系统、真空室、堆内构件 | 总包商 (EPC):HH70、BEST 等项目的核心制造方 |
| 000969.SZ | 安泰科技 | ~85 亿 CNY | 钨铜偏滤器、第一壁材料 | 关键材料商:ITER 合格供应商,国内不可替代 |
| 000811.SZ | 冰轮环境 | ~75 亿 CNY | 氦气螺杆压缩机 (低温系统) | 辅助系统龙头:为超导磁体提供 4K 温区冷却 |
| 002255.SZ | 海陆重工 | ~30 亿 CNY | 压力容器、实验堆部件 | 二级供应商:获得多项核安全设备制造许可证 |
(注:营收数据基于 2025 年三季度财报年化推算及分析师一致预期)
免责声明: 本报告基于公开信息撰写,不构成具体的投资建议。核聚变技术仍处于商业化早期,存在较高的技术失败与资金链断裂风险。投资者应独立决策并承担风险。
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