摘要：以“人造太阳”之名，核聚变正从科学愿景迈向工程验证与产业化路径的关键阶段。作为人类能源体系的“终极想象”，它的挑战不仅是物理突破，更在于是否能构建稳定的工程体系、制度接口与商业路径。

导语：

以“人造太阳”之名，核聚变正从科学愿景迈向工程验证与产业化路径的关键阶段。作为人类能源体系的“终极想象”，它的挑战不仅是物理突破，更在于是否能构建稳定的工程体系、制度接口与商业路径。

7月22日，中国聚变能源有限公司在上海正式挂牌成立，成为中核集团直属的聚变产业化平台。该公司将承担聚变总体设计、技术验证、数字研发等关键任务，并联合高校、能源企业、资本方组建聚变创新联合体，全面推进聚变从科研走向工程与市场。这标志着中国正式开启以“公司平台+联合体机制”推动聚变落地的新阶段。

当前，中国在磁约束聚变领域具备显著基础：EAST装置稳定运行打破国际记录，CFETR实验堆明确时间表，专利布局聚焦包层材料与氚提取等核心环节。然而，真正制约聚变产业化的，仍是三重断点：Q值尚未达经济门槛、系统模块尚未闭环、民间产业力量仍偏弱。

聚变能否从实验室走向“供电变现”？“科学成果”能否通过工程试验堆转化为“市场接口”？中国是否具备从科研到产业的制度组织力？本文尝试以产业报道与投研逻辑结合的方式，解析聚变能源从科研到工程的转化瓶颈，以及中国路径的制度特征与资本挑战。

2023年底，一则关于“人造太阳”的消息刷屏投资圈：美国私营核聚变公司Helion宣布已与微软签署全球首份商业核聚变供电协议，计划于2028年交付50MW核聚变电力。OpenAI创始人山姆·奥特曼正是该项目的最大个人投资人之一。与此同时，CFS（Commonwealth Fusion Systems）也在完成超10亿美元融资后启动SPARC实验堆建设，聚变赛道的“SpaceX”轮廓逐渐成型。更早前，美国国家点火装置（NIF）宣布首次实现“点火”——聚变释放能量首次超过输入能量，技术突破引发全球震动。

在中国，聚变领域的动态同样密集。2025年3月，成都的“环流三号”装置实现聚变三乘积突破10²⁰量级，创下国内等离子体温度与约束性能新纪录；6月，该装置再次实现百万安培电流与亿度高约束模式长时运行，展现出向工程验证进阶的潜力。同年5月，由中国科学院主导的紧凑型聚变实验装置（BEST）工程正式启动总装，这是国内首次以“工程可行性验证”为目标开展的聚变装置项目。连月来，“人造太阳”一词在央视、新华社、科学网频繁刷屏，各地高频举办聚变能源相关论坛和招商对接大会，政策、科研与资本正在形成三位一体的合力。

这一系列密集事件，让“核聚变”这个原本离现实遥远的物理名词，突然闯入了投资者的视野。

科技突破在前，资本加速跟进，政策持续加码，甚至连“投资教父”级人物也开始下注——这一切似乎都在释放一个信号：核聚变的“奇点时刻”是否已经来临？它是五年内的商业化窗口，还是又一个技术乌托邦？

要回答这个问题，不能仅看热闹。在这个被称为“终极能源”的产业中，科学家和工程师用几十年去接近一个等式——“输出能量 > 输入能量”；而资本市场则需要判断另一个等式是否成立——“技术突破 = 商业闭环”。

如今，这两个等式之间的距离，正在快速收缩。全球核聚变产业正在从“实验物理主导”走向“工程验证+资本推动”的新阶段；而在这一产业化前夜，如何从技术原理走向产业估值，从国家项目走向商业投资，从科学愿景走向真实回报，将决定这个赛道能否真正迈入市场经济的闭环逻辑。

本篇文章将从核聚变的技术原理与发展路径出发，结合中美代表性项目、投资模式、专利格局与政策演进，深入分析核聚变产业的当前定位与投资前景，特别是中国聚变产业能否从国家工程走向全球技术高地。面对这个可能改变能源格局的未来巨兽，是时候认真回答那个关键问题：

核聚变，究竟是“终极能源”，还是“终极泡沫”？

从技术实验走向资本视野，核聚变正在经历一个关键的转折点。但要判断这条路径是否值得投资，首要问题仍是：它目前的技术成熟度，是否已接近产业化的边界？

答案并不简单。在高度专业化的技术语境下，核聚变行业正在形成一条相对清晰的进展路径，三个判断节点尤其关键：主流技术路线是否具备可扩展性？关键物理指标是否达到商用临界？工程系统能否完成集成验证？

主流路径收敛，托卡马克仍是全球共识

过去二十年，核聚变的实验路线多样化发展，逐步形成以“磁约束”“惯性约束”和“Z箍缩”等方式为代表的三类路径。尽管各有进展，但在全球科研资源和资金配置上，磁约束路线下的“托卡马克装置”仍是当前最具可预期性的主力技术。

托卡马克技术由苏联在上世纪中叶提出，通过强磁场将高温等离子体约束在环形真空腔体中维持聚变条件。该路线虽难度大、系统复杂，但在稳态运行、可控性和材料适配等维度上积累最为完整，欧洲、日本、中国等主要国家均将其作为未来主攻方向。

中国在该技术上的进展具备全球领先地位。2021年EAST装置实现1056秒等离子体长时间运行，2025年“环流三号”持续刷新电流强度与约束温度记录，为后续的工程堆（CFETR）铺路。根据规划，CFETR有望在2035年前实现实验性发电，2050年前建成示范商用反应堆。

托卡马克之外，美国的惯性约束聚变（ICF）路径曾因“点火成功”引发市场热议，但技术转化仍存在不确定性。Z箍缩与激光路径多用于材料测试与军工研究，尚未形成工程闭环能力。

Q值尚未突破商用线，工程指标才是投资参考系

在技术进度的外在判断标准中，“Q值”（能量增益因子）是最被市场引用的指标：即聚变反应输出能量与加热输入能量之比。Q=1代表物理自持，Q=10被普遍视为经济临界点。

目前，无论是国家装置还是私营企业，全球尚未有任何一套系统达到Q≥10的实际运行结果。欧盟JET实验装置达到Q≈0.67，美国TFTR历史上曾逼近Q≈0.3，而中国EAST更侧重于维持时间与稳态控制，未公布具体Q值。即便是实现“点火”的美国NIF装置，其能量平衡是“输入激光能量”与“输出核能量”层级上的突破，尚未具备工程连续运行的能力。

Q值之外，工程集成指标正成为资本视角下更重要的考量标准。一个可控聚变装置需要同时解决三个难题：长时间运行（>100秒）、高约束等离子体温度（>1亿℃）、设备的重复维护与替换能力。这些维度，才真正决定其是否可以向“能源装置”而非“实验系统”转化。

从这一角度看，中国EAST和“环流三号”的近期表现具有标志性意义：多次实现亿度高温、百秒运行、兆安培级电流，是当前全球唯一具备“实验平台向工程验证”过渡能力的体系。

全球进入工程化窗口期，产业链尚处前期试错阶段

全球范围内，核聚变正在从“科学实验”阶段过渡到“工程验证”阶段，这一转变直接改变了其产业发展路径。

当前处于四种阶段交叉期：

从时间窗口看，全球多个核心项目将于2025–2035年间进入装置落地与试运行阶段。这意味着：本轮核聚变的产业化窗口期，并非立刻兑现，而是一个10–15年为周期的中长期演进路径。

聚变仍是“早期赛道”，但已经具备战略下注价值

从当前技术水平看，核聚变尚未进入可量产、可复制的商业化阶段。系统工程仍处验证初期，关键装置多为国家级科研平台主导，私营企业在装备制造、工程集成、运营能力等方面仍处于起步阶段。

随着多个核心环节推进，聚变的发展路径正在经历阶段性跃迁：技术重心正由理论验证与物理试验，转向工程系统搭建与产业应用前提的构建。此阶段的聚焦点已由“能否点燃”转向“能否闭环”，反映出产业化逻辑的重构。

在“双碳战略”“能源结构转型”“高能技术自主化”等政策牵引下，聚变逐步嵌入国家能源安全与未来工业体系的前沿部署之中。尽管仍未形成可量化的近期收益模型，其在战略层面的技术位势与结构价值已初步显现，成为高势能方向中的关键变量。

在全球能源格局重构过程中，率先完成聚变工程验证与产业接口布局的国家与地区，或将在后2050时代掌握能源主导权。这一趋势尚处成形初期，但其长期意义已具备前瞻性关注与结构性配置的合理基础。

从科学到产业｜核聚变的投资逻辑与风险敞口

科技突破与资本期待之间，始终横亘着一道现实门槛：核聚变是否真的具备清晰的商业模型？它能否从实验室走向工程闭环，进一步演化为一个可被产业与资本共同承接的系统？当前节点上，核聚变正从科学问题进入“工程转化”阶段，也从基础研究走入产业可研与市场结构的探索期。

从产业资本与长期投资视角看，聚变技术的核心挑战，并不在于它是否“有价值”，而在于它是否“具备变现路径”。其主要制约变量集中在三个方面：

一、系统集成难度极高，尚未建立可复制的产业接口

核聚变所面临的工程瓶颈，并非源于某一单项技术未成熟，而在于其作为多系统模块高度耦合的复杂工程体系，尚未形成具备可复制性、可交付性的完整闭环。聚变工程涉及等离子体约束、第一壁材料、中子增殖与氚提取、超导磁体、真空环境与热能转换等多个系统模块，每一个环节都处在技术演进中，但尚无稳定的工程集成机制。

在这种背景下，聚变项目无法像传统能源项目那样进入标准化设计、模块化制造、批量复制的工程阶段，也难以构建起可复用、可投产的中试路径。这正是资本和产业界所面临的第一道“技术—工程—系统”转化断点。

二、国内仍由科研体系主导，产业结构偏重研发而非市场

中国聚变技术目前主要集中于国家科研体系，尤其是中核集团、中科院合肥研究院与核工业西南物理研究院。技术集中度高，但向工程系统、制造体系与应用场景的转化路径尚未建立。大量技术成果停留在实验装置或小型中试阶段，缺乏支撑大规模产业化的工程化接驳机制。

相比之下，国际市场中聚变产业正由一批技术型公司推动工程快速试错，围绕不同堆型、材料体系与控制技术展开差异化探索。中国民营参与力量较为稀少，集中于零部件或材料协同环节，尚未形成可独立承担系统集成与示范验证任务的工程型企业结构。

三、制度中介结构尚未建立，难以支撑产业化闭环

核聚变不是一个可以单靠单点突破“突围”的技术，它更像一个系统化演进的工程生态，需要长周期的资金支持、跨机构的工程协作以及标准接口的制度设计。目前中国尚未建立面向聚变的制度化中试平台、成果转化机制与市场化准入路径。

试验堆，是实现“科研装置”与“产业系统”之间转化的关键桥梁。它既是验证工程可行性的技术平台，也是吸纳市场机制的制度入口。未来十年内，谁能率先构建这一制度与工程的耦合结构，谁就能在聚变产业化初期确立路径主导权。

当前，核聚变仍面临“技术—工程—系统”三重转化的断裂带。无论是能否构建标准化工程接口、推动企业型主体承担系统集成任务，还是建立面向试验堆的制度协同机制，都将成为其是否具备“产业接入能力”的关键判断坐标。

对资本而言，聚变的投资风险不在于物理原理是否成立，而在于路径是否清晰、机制是否存在、时间是否可控。在工程尚未闭环、制度尚未成型的阶段，聚变项目的资产属性与估值逻辑仍高度不确定，这也是决定资本是否真正介入的核心门槛之一。

中国路径：专利与技术体系的战略卡位

在聚变迈向工程转化的关键阶段，中国选择的是以国家主导的磁约束托卡马克路径深度推进。从核心技术路线到专利布局，再到工程落点与产业地理，中国已初步建立起具备系统性积累的聚变发展格局。

托卡马克体系：磁约束主线的持续深化

中国聚变工程沿托卡马克路线持续演进，先后建成HT-7与EAST等装置，并在约束时间、加热效率等多项核心指标上实现突破。下一阶段的战略平台CFETR已明确2035年建成工程装置、2050年形成商业验证能力的目标，被视为中国实现“科学—工程—示范”跃迁的关键平台。

聚变工程路径的战略选择，最终落脚于专利分布与工程系统的布局差异。

专利格局初显，“物理突破”正走向“技术沉淀”

尽管尚未实现商业化部署，核聚变产业已悄然进入技术布局的前置阶段。专利申请的活跃度，正在成为衡量企业技术沉淀、路径选择和市场信心的前瞻性指标。过去十年，聚变相关专利在全球范围内持续增长。2023年，美国专利局受理的核聚变相关专利数量超过1800项，较2013年增长超过四倍；同期，中国在国家知识产权局公开的相关专利数量也接近1600项，形成了以科研系统为核心的技术储备规模。

全球专利分布格局呈现两种主导机制的分化趋势：一方面，国家级科研机构仍是底层物理机制与基础装置研发的主力军，构建出庞大的原型系统和理论框架；另一方面，一批以美国CFS为代表的技术企业则聚焦于束源控制、超导磁体、能量耦合等关键工程节点，在特定细分领域形成差异化技术路径，推动科研成果向可落地的商业系统转化。这类“工程驱动型专利战略”，在未来有望率先构建出具备商业接口的系统原型。

在中国，聚变专利体系也已初步成型，当前主要集中于三个核心方向：其一，是围绕托卡马克装置的磁约束本体结构设计；其二，是构建燃料循环闭环的包层系统与氚提取技术；其三，则是与等离子体加热机制相关的注入技术与电磁控制系统。从专利占比来看，磁体系统与真空腔体等主装置部分专利数量超过总量四成，显示出较强的系统设计与组件集成能力。

此外，在关系聚变能“燃料闭环”效率的氚提取系统方面，中国在全球专利数量中占据前列，尤其集中在包层结构设计与氚回收材料开发方向。与此同时，中性束注入（NBI）、离子回旋加热（ICRH）、电子回旋加热（ECRH）等加热机制相关技术也基本形成成体系的自主专利群，为未来聚变装置运行效率提供了多路径技术储备。

这一专利结构反映出：中国在主装置设计、燃料系统与加热路径三个方向上已初步具备从“概念物理”向“可操作工程”的技术储备能力，并构成国家级科研力量主导下的专利结构优势。

然而，若从产业可用性与工程可交付性的角度观察，中国专利体系仍面临明显瓶颈。一方面，企业端尚未形成具备系统集成与工程验证能力的中试堆专利积累；另一方面，工程级专利在设计标准、模块接口、运行稳定性等方面尚未实现闭环，难以支撑聚变装置的大规模复制或产业部署。

现阶段，中国大多数专利仍集中于结构设计、材料制备、部件构型等“前工程段”，缺乏聚焦整体装置稳定运行与能源输出的系统性技术集成路径。这意味着，在尚未进入“试验堆验证期”之前，中国聚变专利体系的工程复用能力与商业耦合能力仍处于准备阶段，距离真正具备“工程转化能力”仍存路径断裂。

简而言之，聚变专利正逐步完成从物理创新向工程沉淀的过渡，但真正具备产业价值的，并非是数量上的“技术备案”，而是能否支撑系统复用、工程验证与标准化生产的“接口能力”。而这恰恰是未来十年中国聚变产业能否真正实现路径突破的关键变量。

技术成果如何转化为产业接口？——工程试验堆的制度化桥梁作用

工程验证并不自动转化为产业入口。从科研装置走向产业系统，核聚变不仅需要实现技术“做得出来”，更需要制度化的中介结构让技术“用得起来”。

工程试验堆正是连接这两端的关键桥梁，决定了聚变能否真正跨越“科研验证”与“市场部署”的深水区。对中国而言，谁能率先构建这一机制闭环，谁就可能确立聚变产业初期的路径主导权。

核聚变的工程价值，不仅取决于能否“做得出来”，更取决于能否“接得上去”。当前，中国与全球聚变产业普遍面临的核心问题在于：前端科研成果如何转化为市场可承接的工程系统与产业接口。

这一转化并非简单的技术延伸，而是一个跨越科研、工程、制度、资本四重维度的系统重构过程。其关键不在某项单点突破，而在于是否具备“制度化验证机制”与“标准化接入路径”。

在全球范围，多个国家正通过构建“试验堆—中试堆—商业堆”的分阶段体系，搭建科研与产业之间的关键桥梁。其中的试验堆，不再是实验装置的升级版，而是承担工程验证、产业标准构建与资本评估三重功能的“制度化平台”。

以美国麻省理工支持的 SPARC项目 为例，其由初创企业CFS主导，目标是2025年前实现Q>10的高能效输出，作为商业堆之前的工程验证节点。CFS在技术路径上依托高校成果，在融资上则获得数亿美元私人投资，实现科研、资本、工程三者的闭环联动。

再如 欧洲的DEMO计划，被设定为ITER之后的工业级验证平台，目标是在2040年前后具备示范性发电能力，并通过系统性试运行建立运行标准。这一计划以欧盟主导，推动产业标准制定、供应链建设与法律制度预研，构建聚变装置的市场接入前提。

这类“工程验证堆”项目，实质上承担着三重功能：

1.工程级验证：打通系统集成与长期稳定运行的数据闭环，为核心子系统提供中试验证平台；

2.标准体系构建：推动关键部件、材料、运行、安全等环节的模块化与标准化，为后续复制与扩散提供规范接口；

3.资本机制嵌入：为估值建模与融资判断提供基准参考，使聚变具备成为“工程资产”的基础条件。

相较而言，中国的CFETR作为未来工程堆的关键节点，其物理目标已明确Q值5–10、具备商用验证能力，但在工程标准、产业嵌入、资本机制方面仍未形成系统的制度化联动机制。聚变技术“从成果到资产”的关键一步，尚需制度架构的补位。

简言之，试验堆的真正使命，不是延续科研项目，而是开辟工程转化的制度跑道。聚变能否走出“技术悬崖”，不只在于物理突破，更在于能否构建出一套可验证、可复制、可评估的“中介结构”。这也是聚变产业化的真正起点。

产业拐点之前：三重变量如何影响聚变的未来路径

在“从科学走向工程”的临界点上，核聚变行业的发展正在被三类关键变量共同塑形：物理参数的可达性、国家战略的持续性与产业结构的承接能力。这三者构成了聚变未来能否从理想技术走向现实体系的基础结构。它们彼此独立，却又环环相扣，决定了聚变技术是否具有长期产业化的可能性。

一、物理指标尚未全面越过可行性门槛

核聚变的工程化，首要挑战来自一组核心物理参数，其中最具代表性的，是“Q值”（输出能量与输入能量之比）与反应持续时间。目前全球各大装置正集中攻关这一“临界点”，但整体尚处于基础突破阶段。

目前多个主流装置的Q值仍在1以下。例如，中国托卡马克尚未实现能量增益，ITER计划目标为Q≥10，预计2035年后实现。CFETR亦以2035年前后完成工程验证为目标，其Q值区间设定为5–10，仍未达到经济可行门槛。

此外，等离子体约束、材料耐受寿命、氚燃料循环等参数体系亦未完全闭环。聚变目前仍未迈入“可控、可持续”的工程区。

二、战略路径具备共识，但实施节奏仍存差距

全球主要国家已将聚变纳入2050年前后的能源布局。但在具体执行中，不同国家在财政支持强度、工程体系构建、私营参与结构等方面分化明显。

中国目前以中科院、中核集团等科研力量主导，尚未形成资本机制与中试转化机制联动；而美国、英国等则出现一批具备融资能力和工程组织力的民营主体，构建出“试验—转化—估值”的早期闭环结构。

战略路径虽明确，落地节奏却受制于政策稳定性、财政持续性与跨代管理制度。

三、工程承接体系仍不完整，产业级路径尚待打通

聚变工程的落地不只是“能不能做”的科学问题，也取决于“谁来做”的组织问题。目前，中国在科研设计端积累丰富，但缺乏中试平台和具备系统集成能力的工程公司。当前聚变仍是“科研平台驱动”的结构。

相比之下，CFS、TAE等企业已承担起工程堆早期验证职能，建立了科研-工程-资本三端协同路径。

对中国而言，“能不能建出反应堆”之外，更重要的问题是：“谁来建，怎么建，建完后如何转入市场逻辑”。

这一场被称为“人类文明终极能源解决方案”的技术革命，正在经历漫长的前夜：物理原理已确立，核心参数尚未跨越，工程路径仍在验证，商业模式尚无定论。聚变的未来，既不会因某一项科研突破就突然降临，也不会因为短期回报缺失而彻底远去。它注定是一个需要国家战略、科研体系、工程组织与资本系统性协同的长期命题。

在中国，技术积累正逐步形成，CFETR工程堆规划已明确2050年商用目标；政策层面亦已将其纳入能源战略长期布局；产业结构虽仍以科研机构为主导，但材料、装配、系统配套等环节正逐步拓展产业延伸空间。若能在下一阶段完成“科研—工程—资本”的通路构建，中国或将在未来的全球能源新体系中，拥有更大的发言权。

聚变技术的发展节奏，天然具有长期性与阶段性特征，难以用传统产业的短期估值周期加以衡量。当前阶段，盈利模型尚未确立，工程路径仍在验证，但其所代表的能源范式转变，已成为全球战略技术布局中的关键变量。判断其价值，不在于近期能否实现商业化回报，而在于未来能源格局重塑中所能占据的技术与产业位势。

这是一场注定不会短跑的技术竞赛，但它终将改变能源的地图，也可能重绘世界的产业秩序。对于正在重构未来认知的每一位观察者而言，聚变产业的现在，正是值得理解、值得参与、也值得等待的时代起点。

来源：合富永道