摘要：国际原子能机构IAEA将可控核聚变定义为：通过约束高温等离子体（通常达1亿摄氏度以上），使轻原子核（如氘、氚）发生聚变反应，释放巨大能量，并实现能量输出大于输入（能量净增益）的受控过程。其目标是为人类提供安全、清洁、近乎无限的能源（燃料氘可从海水中提取，氚可通

终极能源争夺战：“十五五”可控核聚变产业链全景透视

一、可控核聚变行业概述及发展历程

国际原子能机构IAEA将可控核聚变定义为：通过约束高温等离子体（通常达1亿摄氏度以上），使轻原子核（如氘、氚）发生聚变反应，释放巨大能量，并实现能量输出大于输入（能量净增益）的受控过程。其目标是为人类提供安全、清洁、近乎无限的能源（燃料氘可从海水中提取，氚可通过锂再生）。

从发展历程看，可控核聚变大致可分为以下四个阶段：

理论探索与原理验证期（20世纪上半叶-1960年代）： 从爱因斯坦的质能方程到对太阳内部反应的理解，科学家奠定了核聚变的理论基础。1950年代，苏联发明了“托卡马克”（Tokamak）这一磁约束概念，成为后续研究的主流路线，验证了在地球上实现聚变反应的可行性。

大型国家计划与国际合作萌芽期（1970年代-1990年代）： 各科技强国（如美、苏、欧、日）开始建造中型乃至大型托卡马克装置，如美国的TFTR、欧洲的JET。这一阶段，聚变三乘积（温度、密度、约束时间）等关键参数被逐步提升，但距离“点火”仍遥远。国际合作成为共识，国际热核聚变实验堆（ITER）计划于1985年被提出。

工程与技术并行突破期（2000年代-2010年代）： 中国先后建成并升级了EAST（东方超环） ，在高温等离子体长时间约束方面屡创世界纪录。同时，高温超导材料技术的成熟 成为游戏规则改变者，使得建造更强磁场、更紧凑、更高效的聚变装置成为可能，催生了一批私营聚变公司。

公私协力与路线竞合期（2020年代至今）： 行业发展进入快车道。一方面，ITER 进入工程组装阶段，中国 提出并推进 CFETR（中国聚变工程实验堆） 概念设计，国家队持续攻关。另一方面，以 美国CFS 为代表的大量私营企业涌入，凭借资本和新材料技术，瞄准更快速的商业化路径，形成了与国家队并行发展、相互促进的激烈竞争局面。

二、可控核聚变行业产业链分析

上游：技术突破的基石与瓶颈

上游原材料是整个核聚变产业的根基，其发展水平直接决定了中下游技术的可行性与天花板。目前，上游环节呈现出高技术壁垒、高集中度的特点。在超导材料领域，国内企业如西部超导（低温超导）和上海超导、永鼎股份（高温超导）已实现技术突破，不仅稳定供应国家重大科技工程（如ITER、EAST），也积极赋能民营聚变初创公司，标志着我国在核心基础材料上已摆脱纯进口依赖。在耐辐照材料方面，安泰科技、国光电气等公司研发的钨基偏滤器和第一壁材料，已通过国际最高标准的测试，为未来反应堆面对极端环境奠定了基础。然而，上游依然面临挑战，如高温超导带材的更低成本、更大规模量产，以及针对聚变环境的新型低活化材料研发，仍是需要持续攻关的瓶颈。上游的任何一项技术飞跃，都将为中游带来颠覆性的设计可能。

核心原材料与尖端技术攻关

资料来源：普华有策

中游：系统集成与工程化的主战场

中游设备制造是当前技术成果转化和价值变现的核心环节，集中了产业链最多的参与者和最复杂的系统工程。这一环节的发展现状是多点开花，初步形成生态。在磁体、真空室、电源等核心子系统上，已涌现出一批领军企业，如承担BEST真空室项目的合锻智能、提供关键电源的英杰电气、爱科赛博等，它们通过承接国家项目和国际订单，积累了宝贵的工程经验。同时，各子系统之间的协同要求极高，例如高温超导磁体的进步，要求电源系统提供更精准的控制，也推动了真空和低温技术的升级。中游的快速发展，不仅为下游实验装置提供了硬件支撑，其本身也在为解决“如何可靠、经济地建造一个聚变堆”这一终极工程难题提供答案，是当前投资和产业合作最活跃的领域。

核心设备制造与系统集成

资料来源：普华有策

下游：前瞻布局与未来市场的角逐点

下游的电站建设与运营虽尚未商业化，但已是各方战略布局的焦点。当前下游的发展以前瞻研发、模式探索和生态卡位为主要特征。国家队科研机构（如中科院等离子体所、中核集团西物院）致力于突破科学难题和进行大型装置（如CFETR）的概念设计；而民营初创公司（如能量奇点、星环聚能）则利用资本和机制灵活性，探索紧凑型、快速迭代的技术路线，目标是率先实现示范级发电。传统的核电工程建设（中国核建、中国电建）和运营巨头（中广核、中核集团）也已提前介入，积累聚变特有的知识和人才。下游的进展完全依赖于中上游的技术成熟度，但其提出的商业化需求（如安全性、经济性、可维护性），也反过来强力牵引着中上游的技术革新方向，三者构成了紧密联动、相互促进的有机整体。

电站建设、运营与应用

资料来源：普华有策

三、可控核聚变行业竞争格局

现阶段，全球可控核聚变竞争已从过去的“国家主导、科研探索”进入“多路线并行、公私协力”的新阶段，呈现出多元化、白热化的态势。

可控核聚变行业竞争格局

资料来源：普华有策

美国凭借其强大的科技实力和风险投资生态，形成了以私营企业为先锋的鲜明特色。Commonwealth Fusion Systems (CFS) 从麻省理工学院分离，依托其高温超导磁体技术的突破，融资规模全球领先，目标是快速建成示范装置ARC。TAE Technologies 则另辟蹊径，专注于基于场反向位形的氢硼聚变路线，已获得谷歌等科技巨头的持续投资。这些私营公司机制灵活，目标明确，极大地加速了技术迭代和工程化进程。

英国是聚变领域的重要力量，其代表企业Tokamak Energy 与美国CFS类似，专注于紧凑型球形托卡马克结合高温超导磁体的技术路径，并获得了英国政府的大力支持。同时，英国已发布国家聚变战略，计划建设全球首个核聚变发电示范工厂，意图抢占监管和标准制定的先机。

中国采取了 “国家队”与“民营队”双轮驱动的独特发展模式。一方面，以中科院等离子体所（EAST装置）和中核集团西物院（HL-2M/HL-3装置）为代表的国家队，在国际合作的ITER项目中承担重要任务，并在自主设计的下一代聚变装置CFETR上稳步推进，在长时间约束和装置工程经验上积累深厚。另一方面，能量奇点、星环聚能、新奥科技等民营公司如雨后春笋般成立，它们借鉴美国同行的经验，聚焦于更激进的创新路线，并与国内成熟的上中游供应商（如上海超导、联创光电）紧密合作，形成了活跃的国内产业生态。

其他国家和地区，如欧盟通过ITER项目保持其影响力，但内部商业化步伐相对较慢；日本和韩国则凭借其在传统制造业和IT技术的优势，在特定部件（如日本三菱重工在包层技术）和参与国际合作中占据一席之地。

总体来看，国际竞争已形成“美中领跑、英欧紧随、多极发展” 的格局。竞争的核心是技术路线、人才、资本和供应链的综合比拼。谁能率先实现科学可行性与工程经济性的统一，谁就能主导未来全球能源的格局。

四、可控核聚变行业发展前景即趋势

可控核聚变正从漫长的科研探索阶段，迈向一个充满前景的商业化突破前夜，主要发展趋势与机遇如下：

1、国家战略竞争的新焦点

实现“能源独立”和占据下一代能源技术制高点的战略意义，使得主要大国纷纷将聚变研发提升至国家战略层面。这种全球性的竞争与合作，将极大地推动技术扩散、人才流动和资金投入，加速整个行业的发展进程。

行业相关政策

资料来源：普华有策

2、技术路线多元化趋势

尽管托卡马克仍是主流，但其他路线如球形托卡马克、仿星器、场反向位形（FRC） 以及 惯性约束聚变 等正获得更多关注与投资。这种“百花齐放”的局面有利于通过不同路径探索聚变商业化的最优解，降低了技术路线风险。

3、新材料驱动产业变革

第二代高温超导带材（REBCO） 的商业化量产是核心驱动力。它使得建造紧凑型、强磁场装置成为可能，大幅降低了建造成本和周期。未来，针对聚变环境的新型耐辐照材料、氚增殖材料等研发，将构成强大的技术护城河和产业机遇。

4、供应链加速成熟与投资窗口打开

随着实验装置和示范堆的建设，上游原材料（超导材料、钨材）和中游核心部件（磁体、真空室、电源）的专用供应链正在形成并加速成熟。这为高端制造业带来了明确的增量市场。同时，风险投资、政府基金和战略资本的密集进入，为产业链企业提供了前所未有的发展窗口期。

5、明确的商业化路径与广阔应用想象

行业已勾勒出从当前实验堆（EAST），到工程实验堆（ITER, CFETR），再到示范堆（如CFS的ARC），最终到商业电站的清晰路线图。除并网发电外，聚变能源在深海供电、太空推进、同位素生产、区域供能等特殊领域的应用前景，进一步拓宽了其市场边界和战略价值。

《“十五五”可控核聚变行业发展深度调研及前景趋势研判预测报告》旨在对“十五五”时期中国及全球可控核聚变行业进行一项全面而深入的调研与研判。报告系统梳理了核聚变技术从理论探索到当前公私协力竞合的发展历程，并聚焦于全产业链的深度剖析：上游重点分析了超导、耐辐照等核心材料的突破与瓶颈；中游详细解读了磁体、真空室、电源等关键设备的制造进展与竞争格局；下游则前瞻性地探讨了电站建设、运营及多元应用场景。报告深入研究了以中美英日为代表的全球主要国家的政策战略、技术路线与商业化进程，揭示了我国“国家队”与“民营队”双轮驱动的独特发展模式。通过对国内外重点企业与研发机构的案例研究，报告评估了行业竞争态势，并最终对未来技术融合（如AI）、市场空间、政策趋势及潜在挑战进行了展望，为读者描绘了一幅通往“终极能源”的详尽产业地图与投资导航图。

来源：普华有策