专用设备行业可控核聚变深度：核聚变产业进程加速，多技术路线并行发展

证券研究报告2025年10月22日 核聚变产业进程加速，多技术路线并行发展 可控核聚变深度 核心结论 核聚变有望成为终极能源，政策、资本支持及AI发展推动产业进程提速。核聚变是两个轻原子核在高温高压条件下结合成较重原子并释放大量能量的过程，兼具能量密度高、安全等优势，有望成为人类文明终极能源。尽管仍存在能量平衡、材料性能、氚自持等技术阻碍，但政策、资本大力支持将推动产业科研进程提速，高温超导磁材、钨等新材料、新技术持续应用。中国CFETR、欧盟EU-DEMO、韩国K-DEMO等示范堆电厂计划于2035年至2040年开始建设，并于2050年开始运营。产业对核聚变落地进程乐观，根据FIA发布的《2025全球聚变行业》，在受访公司中，约84%的公司认为核聚变供电有望于2040年前实现。AI在挖掘等离子体运动规律、预测反应进展、优化反应条件等方面提供有力支撑。国内的参与主体主要以国家队主导科研推进，商业化公司负责项目落地，BEST、CFEDR、星火一号等代表性装置均有明确建设节奏，核心部件招标或加速推进。 核聚变技术路线多样化，其中托卡马克最为成熟，Z-箍缩等其他路线同样具备潜力。核聚变可分为引力约束、磁约束及惯性约束，其中磁约束通过强磁场约束等离子体以实现持续反应放能，其又包括磁镜、仿星器、托卡马克等技术路线，其中托卡马克采用中央螺线管、环形磁线圈等对等离子体进行约束，是技术最成熟、应用最广泛的技术路径，中科院等离子体所研发的EAST于2025年1月首次完成1亿摄氏度下1000秒“高质量燃烧”。惯性约束通过激光瞬间压缩燃料靶丸并利用其惯性维持聚变条件，包括Z-箍缩及激光惯性约束等路线。 分析师 张恒晅S0800525020001zhanghengxuan@research.xbmail.com.cn王昊哲S0800525080003wanghaozhe@xbmail.com.cn乐智华S0800525090001yuezhihua@xbmail.com.cn 磁体、真空室等部件为托卡马克主要成本构成。以ITER为例，托卡马克包括包层、真空室、磁体系统、偏滤器、真空杜瓦等主要部件及包括低温系统、电源诊断系统等的支持系统，其中磁体、真空室等部件占据主要成本构成，磁体、真空室及真空室内构件分别占28%、8%、17%。产业内主要以可提供更强磁场以提升等离子体约束时间的超导磁体为主要路线，高温超导材料助力提升聚变反应率、降低冷却成本并推动装置小型化，其应用随技术成熟度提升、生产成本的降低而逐步扩容。ITER主要采用低温超导材料，而美国SPARC、中国“星火一号”等新型聚变装置正尝试采用二代高温超导材料REBCO等材料。 相关研究 投资建议：全球主要经济体均战略重视核聚变前景并围绕政策、资金等方面进行支持，呵护产业化进程提速。BEST等代表性装置处于规划/在建状态，规模招标在即。建议关注低温超导磁体相关的西部超导及高温超导相关的联创光电、永鼎股份、精达股份，真空室相关的合锻智能、海陆重工，真空杜瓦相关的航天晨光、上海电气，偏滤器&包层相关的国光电气、安泰科技、中钨高新、厦门钨业、应流股份，电源相关的英杰电气、爱科赛博、旭光电子、保变电气、百利电气、王子新材、四创电子等。 专用设备：BEST项目TF线圈盒集中交付，相关招标进程密集启动—核聚变行业动态点评2025-10-18专用设备：国产算力链崛起，关注上游自主可控环节2025-08-24专用设备：政策技术双轮驱动，消防报警行业腾 飞 在 即—消 防 报 警 行 业 专 题 报 告2020-11-27 风险提示：技术路线迭代与替代风险、关键材料与核心部件研发风险、长期资金支持不确定性风险、商业化应用场景落地风险。 内容目录 一、核聚变有望成为终极能源，工程化落地提速...................................................................51.1核聚变兼具多方面优势，或成为人类文明终极能源....................................................51.2核聚变正朝工程化可行加速落地，AI大发展加快核聚变商业化进程...........................81.3核聚变目前仍存在诸多技术限制，产业端加码纾解落地堵点....................................11二、核聚变实现路线百花齐放，托卡马克为主流应用..........................................................122.1磁约束聚变：.............................................................................................................132.1.1磁镜：结构简单但约束时间较短.......................................................................132.1.2仿星器：约束时间更好，线圈结构复杂，建造成本高.......................................142.1.3托卡马克：工程可行性及稳定性佳，目前产业应用主流路线............................152.2惯性约束聚变............................................................................................................162.2.1激光惯性约束：短时高能输出优势显著............................................................172.2.2 Z-箍缩惯性约束：能量转换效率、体积、成本具备优势..................................18三、托卡马克成本拆分及细分部件概览：磁体、真空室等部件占据主要成本构成..............203.1磁体系统：实现等离子体稳定运行的核心系统，高温超导材料渗透率有望提升.......213.2真空室：为反应构建高真空环境及设施结构支撑......................................................273.3偏滤器：位于真空室底部，清除反应杂质及废物，采用高性能材料以应对等离子体冲击...........................................................................................................................................283.4包层：位于真空室内壁，核心构成包括第一壁、氚增殖区及屏蔽模块，职能多样....293.5真空杜瓦：托卡马克装置的外壳，承担保温、安全保障等职能.................................30四、全球政府、资本等主体加码核聚变产业，产业发展迎来提速.......................................314.1国内：国家队主导，科研机构提供技术支撑，商业化公司在细分技术提供补充.......314.2国外：参与主体及技术路线多样化............................................................................33五、相关标的.......................................................................................................................36六、风险提示.......................................................................................................................40 图表目录 图1：氘氚（D-T）聚变过程示意图.........................................................................................5图2：中子与锂反应示意图......................................................................................................5图3：四种主要的聚变反应截面以及最大反应截面所对应的质心系能量.................................6图4：聚变反应的三要素图：聚变反应的三要素.....................................................................7图5：劳伦斯利弗莫尔国家实验室...........................................................................................8图6：欧洲联合环JET.............................................................................................................9图7：中国磁约束聚变能发展技术路线图................................................................................9 图8：全超导托卡马克核聚变实验堆ITER..............................................................................9图9：2025年44位公司预计的聚变时间节点分布...............................................................10图10：普林斯顿等离子体物理实验室构建的强化学习算法助力功率反应维持、规避等离子体撕裂模式不稳定性..................................................................................................................11图11：普林斯顿等离子体物理实验室设计的AI控制器赋能等离子体的稳定并提升压力....11图12：氚自持原理................................................................................................................12图13：聚变堆基本结构剖面示意图.......................................................................................12图14：聚变燃料的约束方式..................................................................................................13图15：磁约束-托卡马克是目前最广泛的技术路线..............................