（报告出品方/作者：中银证券，陶波、曹鸿生）
可控核聚变，人类理想的终级能源解决方案
核聚变优势显著，被视为人类理想的终极能源
核聚变是指轻原子核结合成更重的原子核，同时释放出巨大能量的过程。根据国际原子能机构定义， 核聚变是两个或多个较轻的原子核聚合成一个或多个较重的原子核和其它粒子的反应。在核聚变过 程中，反应前后的质量会发生微小的亏损，根据爱因斯坦的质能方程（ = 2），这部分亏损的质 量会转化为能量释放出来。
实现可控的核聚变需要满足高温、高压等苛刻的反应条件。氢弹作为武器已实现了不可控核聚变， 但要作为能源使用，就必须实现能量可控制地缓慢释放，核聚变需要苛刻的反应条件，其中有 3 个 条件最为关键：
温度：聚变反应需要氘和氚原子核直接碰撞，这对于都带正电荷的两个原子核来说是十分困难 的。温度是微观粒子热运动的宏观表现，温度越高粒子所携带的动能也就越大，温度高到一定 程度时，氘和氚核才可以克服巨大的库伦势垒实现接触并发生融合反应；
粒子密度：较高的等离子体密度也至关重要，它可以增加粒子之间的碰撞频率，从而大大提高 聚变反应发生的概率；
约束时间：为了实现有效的核聚变，等离子体还需要在高温和高密度的状态下保持足够长的时 间，即具备一定的能量约束时间。较长的约束时间能够确保聚变反应持续稳定地进行，源源不 断地产生能量。 因此，等离子体温度、粒子密度和约束时间的乘积必须大于某个特定值，才能产生有效的聚变功率， 从而实现核聚变反应的持续进行，这三者的乘积被称为“劳逊判据”，是判断核聚变反应是否能够自 持并产生净能量的重要条件之一。
此外，Q 值（Q-Value）也是衡量核聚变反应效率以及可行性的重要参数。尽管满足劳逊判据是触发 核聚变的基本条件，但要实现商业上的可行性，仅仅达到这个标准还不够，关键在于聚变反应释放 的能量必须大于维持聚变所需要的输入能量，核聚变装置输出能量与输入能量之间的比值被称为 Q 值，Q 值越高，表明核聚变反应越有效率。当 Q 值大于 1 时，说明聚变输出的能量超过了输入能量， 但是如果输出效率低，成本过高，则依然难以商用，一般认为一个商业聚变堆的 Q 值至少需要达到 10。在理想条件下，如果 Q 值可以无限增大，则意味着系统在一次“点火”后释放出的能量足够支持 核聚变自持续进行，无需外部能量输入。 氘-氚反应实现难度相对最低，成为聚变燃料最普遍的选择。除了经典的氘-氚聚变之外，还有氘-氘 聚变、氘-氦-3 聚变、质子-硼-11 聚变等。从物理特性来看，氘-氚聚变的截面较大，即在同等温度和 密度环境下，氘核和氚核碰撞并融合的概率更高；从技术实现方面来讲，氘-氚反应的点火温度相对 较低，大约在 1 亿摄氏度左右，相较于其他核聚变反应，这一温度更容易达成。根据 FIA 在《The Global Fusion Industry in 2024》中的调查显示，截至 2024 年中，参与调查的核聚变商业公司中，氘 氚聚变反应占比超过 68%，是当前最主要的核聚变反应形式。
核聚变具备燃料丰富、能量密度大、清洁、安全性高等突出优点，被视为人类理想的终极能源： 燃料资源丰富：核聚变的主要燃料氘可以从海水中提取，地球上海水中的氘储量相当丰富，每 升海水中含有约 0.03 克氘，所以地球上仅在海水中就约有 45 万亿吨的氘；氚虽然自然界中不 存在，但可以通过中子与锂作用产生，而锂在地壳和海洋中的储量也较为丰富。所以从某种意 义上说，聚变原料几乎是无限的，具备成为未来全球能源结构主要组成部分的条件； 能量密度大：单位质量核聚变释放的能量远高于其他形式的能源，以 100 万千瓦的电站一年所 需燃料为例，传统的燃煤电厂需要大约 200 万吨煤， 燃油电厂需要约 130 万吨燃油，核裂变电 厂需要约 30 吨 UO2，而核聚变燃料氘的消耗大概 0.6 吨； 清洁环保：氘氚核聚变反应的产物是惰性气体氦，不产生高放射性、长寿命的核废物，也不会 产生有毒有害气体或者温室气体； 安全性高：由于可控核聚变所需的上亿度高温和复杂磁场等苛刻条件，一旦反应堆出现问题， 聚变反应会立即停止，不会出现“失控” 链式反应，从而具有固有安全性。
磁约束是实现聚变能开发的有效途径，托卡马克是主流装置
核聚变的约束方式主要有引力约束、惯性约束和磁约束三种方式。达到聚变条件后，还要对高温聚 变物质进行约束，以实现长脉冲稳态运行，即延长可控聚变反应时间，从而获得持续的核聚变能。 在核聚变反应过程中燃料通常被加温到 1 亿摄氏度以上，鉴于如此高的温度，唯有通过特定的场约 束技术，才有可能实现对热核聚变燃料的有效约束，实现可控聚变约束有三种途径，即引力（重力） 约束、惯性约束和磁约束。
引力约束是恒星内部核聚变反应的主要约束方式，目前在地球上无法实现。恒星自身质量巨大，巨 大的质量产生强大的引力，将氢原子核等物质紧紧地束缚在一起，这种强大的引力克服了原子核之 间由于带有相同电荷而产生的静电斥力，使得原子核能够靠近到足够近的距离，从而在高温高压的 环境下发生核聚变反应。这种约束方式依赖天体的超大质量，是一种天然存在的热核聚变反应堆， 然而由于人类无法在满足足够小体积的条件下制造出如此大质量的物体，因此以人类现阶段的技术 手段尚无法在地面上制造出可以实现引力约束核聚变的反应装置。 惯性约束是一种利用粒子的惯性来实现核聚变的方法，需要大量的能量输入和精密的控制技术。惯 性约束通常采用高能量的激光或粒子束将燃料加热和压缩为等离子体，在自身惯性作用下，等离子 体在极短的时间内来不及向四周飞散，在此过程中被压缩至高温、高密度的物理状态，从而发生核 聚变反应。这种约束方式约束的时间尺度较短，形成的等离子体具有较高的温度和密度等特征参数， 需要大量的能量输入和精密的控制技术，其中美国的国家点火装置（NIF）和中国的神光系列研究装 置都是具有代表性的惯性约束核聚变研究装置。
磁约束聚变能量约束时间长、技术成熟度高、工程可行性较强，是目前实现聚变能开发的最有效途 径。由于带电粒子在磁场中趋向于沿着磁力线运动，而横跨磁力线的运动将会受到限制，这时的磁 场可以起到约束带电粒子的作用。磁约束核聚变通过加热等外部手段将燃料温度提升，极高的温度 使得燃料完全电离形成等离子体，然后采用特殊结构的磁场形式把燃料离子和大量自由电子组成的 处于热核反应状态的高温等离子体约束在有限的体积内，使之受到控制地发生核聚变反应，并在此 过程中释放出能量。增强磁场可以大幅度地减小带电粒子横越磁力线的扩散和导热特性，使处于磁 场中的高温等离子体与反应容器的壁面隔开，从而保护壁面不受高温侵袭。[1]由于磁约束的能量约束 时间长、技术成熟度高、工程可行性较强的特点，在可控性、经济性和商业化前景上相比其他约束 方式更具有明确的优势，因此被认为是目前最有希望实现大规模受控核聚变反应的一种约束方式， 根据 IAEA 的统计，截至 2024 年 11 月，全球共有 159 个核聚变项目，其中采用磁约束方式的托卡 马克装置和仿星器装置共 102 个，占比超过 60%。
基于磁约束原理的托卡马克装置逐步在核聚变研究领域占据主导地位。基于磁约束的基本原理，发 展出了托卡马克、磁镜、仿星器、球形托卡马克、直线箍缩、环箍缩等多种类型磁约束核聚变装置， 其中托卡马克装置因其具有高效的等离子体约束和稳定的平衡能力，并且工程上设计建造相对简单、 运行维护方便，经过多年研究发展技术成熟且有多次成功的实验验证，再加上广泛的国际合作和强 大的研究基础，逐步成为目前主流的核聚变装置。托卡马克（Tokamak）由苏联科学家在 20 世纪 50 年代提出，名字由俄语的“环形（Toroidal）”、“真空室（Kamera）”、“磁（Magnit）”、“线圈（Kotushka）” 几个词组成，因其工作中会产生环形等离子体电流，所以也被称为环流器。托卡马克的形状酷似一 个“甜甜圈”，拥有一个环形真空室，环形中心是一个铁芯变压器，通过变压器初级线圈电流的变化 产生磁场，从而在环形真空室内形成等离子体电流并加热等离子体。真空室外有不同方向的线圈， 分别产生环向和纵向的磁场，真空室内形成的环形等离子体电流则会提供极向磁场，最终形成环形 螺旋状磁场，将等离子体约束在真空室中心。
托卡马克装置已被实验证明具备科学可行性，目前最有可能首先实现商业化。在 20 世纪 90 年代,欧 盟的 JET、美国的 TFTR 和日本的 JT-60 这三个大型托卡马克装置在磁约束核聚变研究中获得许多 重要成果，等离子体温度达4.4 × 108 , 这一温度大大超过氘氚反应的点火的要求；在氘氚粒子密 度为 1:1 的实验中,脉冲聚变输出功率超过 16.2MW；聚变输出功率与外部输入功率之比 Q 等效值超 过 1.25。这些实验的成功,初步证实了基于氘氚的磁约束聚变途径作为核聚变反应堆的科学可行性, 同时表明托卡马克是最有可能首先实现聚变能商业化的途径。
托卡马克装置的主要部件包括真空室（Vacuum Vessle）、磁体（Magnets）、包层模块（Blankets）、 偏滤器（Divertor）、真空杜瓦（Cryostat）5 个部分，另外还有真空系统、低温系统、氚增值、电源 诊断系统等支持系统。其主要部件的作用为： 真空室：是一个重要的环形容器，其内部创造出一个高真空环境，以维持等离子体的存在。等 离子体在这样的环境下不会与任何物质接触，从而减少热损失并保持其超高温状态。真空室同 时也承担着支撑整个设施结构的作用； 磁体系统：由多个线圈组成，其中包括托卡马克的标志性环向场线圈和中央螺线管，这些线圈 产生强大的磁场，用来稳定和控制沸腾状态的等离子体，防止其接触到任何实体表面，此外外 侧的极向场线圈用以进一步控制等离子体，确保其均匀分布并维持在中心； 包层模块：位于真空室内侧，主要作用是隔热和辐射屏蔽，保护结构免受炽热等离子体产生的 高热和中子辐射的伤害，未来的增殖包层还将有助于氚的生成； 偏滤器：处于托卡马克装置的底部，功能类似于“烟灰缸”，负责从等离子体中清除杂质和废物， 从而保持整个环境的纯净和等离子体的稳定； 真空杜瓦：围绕着整个托卡马克装置的外壳，为内部组件提供额外的保温效果，确保设施内部 在适宜的温度下运行，同时也支撑整体结构。
聚变-裂变混合堆结合了聚变能和裂变能的优势，同样具备商业化潜力。核聚变-裂变混合堆是一种 利用核聚变和裂变过程相结合来生产核燃料及发电的方法，是一种次临界能源堆芯，其核心思想在 于使用氘-氚聚变反应堆产生的高能中子，来激发聚变反应式外的铀-238 或钍-232（这两个元素被认 为是核废料）这类非易裂变材料的裂变，生成的钚-239 或铀-233 在热中子作用下进一步裂变，从而 释放巨大能量并输出大量中子。裂变能量以热的形式被导出用于发电，输出的中子输运到产氚包层 内与锂-6 反应产生氚，补充聚变消耗，实现聚变燃料自持。因为所用的裂变材料本身热中子区不可 维持链式反应，故这种裂变在热堆不会自发临界，因此聚变-裂变混合堆在安全性、经济性、能源优 化利用以及环境影响方面具有独特的优势，被认为是目前最具商业化机会的堆型之一，也被视为纯 聚变堆真正应用前的“过渡”堆型。目前国际上主要的混合堆项目有中国“星火一号”、中国 Z 箍缩驱 动聚变裂变混合能源堆（Z-FFR）、韩国聚变嬗变反应堆（FTR）等。
世界各国积极探索，商业化渐行渐近
世界各国积极探索，目前已进入工程可行性验证阶段
可控核聚变的科学可行性已被托卡马克装置证明，目前进入工程可行性验证阶段。核聚变产业的发 展可以分为五个阶段：科学理论、科学可行性、工程可行性、商业可行性与商业堆。自 1934 年澳大 利亚物理学家奥利芬特（Oliphant）首次实现氘-氘核聚变反应以来，几乎每个工业化国家都建立了自 己的聚变物理实验室，到 20 世纪 50 年代中期，核聚变装置已在苏联、英国、美国、法国、德国和 日本运行，通过在这些机器上的实验，科学家们对聚变过程的理解逐渐加深。1968 年，苏联取得了 重大突破，其研究人员利用托卡马克装置，获得之前从来没有的温度水平和等离子体约束时间，之 后托卡马克就逐渐成为了国际磁约束核聚变研究的主流设备，托卡马克装置的数量在全球范围内快 速增加。直到 20 世纪 90 年代，欧盟的 JET、美国的 TFTR 和日本的 JT-60 这三个大型托卡马克装置 在磁约束核聚变研究中获得许多重要成果，包括等离子体温度达4.4 × 108 ,脉冲聚变输出功率超过 16.2MW，聚变输出功率与外部输入功率之比 Q 值超过 1.25，这些实验的成功证实了基于氘氚的磁 约束聚变作为核聚变反应堆的科学可行性。
ITER 是全球最大的国际热核聚变实验堆合作项目之一，旨在验证磁约束聚变能的工程技术可行性。 ITER 计划（国际热核聚变实验堆计划，International Thermonuclear Experimental Reactor）是 1985 年 由美苏首脑倡议、国际原子能机构 IAEA 支持的超大型国际合作项目，实验堆位于法国南部，ITER 的目标是从等离子体物理实验研究实现到大规模电力生产的核聚变发电厂的转变，ITER 建成后将成 为世界上最大的托卡马克装置。ITER 的主要科学目标是，第一阶段通过感应驱动获得聚变功率大于 500 MW、Q 值大于 10、脉冲时间 500s 的燃烧等离子体；第二阶段，通过非感应驱动等离子体电流， 产生聚变功率大于 350MW、Q 值大于 5、燃烧时间持续 3000 s 的等离子体，研究燃烧等离子体的稳 态运行，如果约束条件允许，将探索 Q 值大于 30 的稳态临界点火的燃烧等离子体(不排除点火)。 ITER 项目科学目标的实现将为商用聚变堆的建造奠定可靠的科学和工程技术基础。
ITER 项目由中国、美国、俄罗斯、欧洲等七方共同发起参与。ITER 成员国包括中国、欧盟（通过 欧洲原子能共同体 EURATOM）、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国，这七方成员作为 2016 年缔结 ITER 协议签署方，将分担项目建设、运营和退役的费用，同样还共享实验结果以及制造、施工和运 营阶段产生的任何知识产权，其中欧洲承担了最大的建造成本（45.6%），其余部分由中国、印度、 日本、韩国、俄罗斯和美国平均分配（各占 9.1%）。
ITER 目前仍处于建设当中，面临技术挑战进度有所推迟、预算上涨。ITER 的基础建设开始于 2010 年，原计划于 2025 年完成建设并正式开始等离子体试验，并在 2033 年实现全等离子体流，而根据 ITER 理事会在 2024 年 6 月发布的最新版项目时间表，由于新冠肺炎全球的流程和部分部件面临的 技术挑战，项目的建设进度进一步推迟，计划于 2034 年开始研究操作（Start of Research Operation， SRO），并在 2039 年开始氘-氚反应，较原计划推迟 4 年。另外，根据 2001 年最初的设计，ITER 项 目预计的总投资额为 50 亿欧元，但是随着设计的更改、施工成本的上升，其预算也提高到了 200 亿 欧元。
除了托卡马克装置以外，激光惯性约束和仿星器的技术路线也取得了较大进展。在参与 ITER 计划 之外，各国也进行了独立的研究，具有代表性的可控核聚变研究装置包括中国 EAST 和 HL-2M，美 国 TFTR 和 NIF、德国 W7-X、欧洲 JET 等等，根据 IAEA 的统计，截至 2024 年 11 月世界范围内聚 变装置达到 159 个，其中在运行的装置有 100 个，在建设中的有 14 个，已规划的有 45 个。这些装 置中除了托卡马克以外，激光惯性约束和仿星器路线也取得了不错的进展：美国国家点火装置 （National Ignition Facility，NIF）是世界上最大的惯性约束聚变设施和最大的激光装置，由美国劳伦 斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）于 2009 年 2 月建造完成，2022 年 12 月 NIF 首次实现聚变点火， 并且实现了净能量增益（输入能量为 2.05MJ，输出能量达到 3.15MJ），随后在 2023 年连续三次实 现点火成功，并不断刷新净能量增益的记录；位于德国的 Wandelstein X-7 是目前是世界上最大的仿 星器装置之一，该装置在 2015 年 10 月完工，在 2023 年实现了 1.3 吉焦耳的能量周转，放电持续了 8 分钟，创下新的记录。
我国可控核聚变研究与国际同步，部分技术已处于国际领先地位
我国聚变研究开始于 20 世纪 50 年代，基本与国际同步。早在 1955 年，钱三强和李正武等一批具有 远见卓识的科学家，便提议开展中国的“可控热核反应”研究，以探索核聚变能的和平利用；1958 年, 位于北京的 401 所（现中国原子能科学研究院)及中国科学院物理研究所等科研单位陆续开展磁约束 可控核聚变研究，先后设计研制建造了包括脉冲磁镜、仿星器、角向箍缩装置和托卡马克等类型各 异的磁约束聚变研究装置；1972 年，受到苏联 T-3 托卡马克装置的启发，合肥中科院物理所开始小 型托卡马克装置的建设，取名 CT-6，意思是“中国托卡马克”。总体来说，从 20 世纪 50 年代的起步 到 80 年代，更加专注于理论基础研究及对各个技术路线的实验，属于“小规模多途径”的初步探索的 阶段。
从 80 年代开始，在核能发展“三步走”路径的明确指引下，我国聚变能源的研究步入了快速成长的黄 金时期。1983 年，原国家计委、国家科委联合召开“核能发展技术政策论证会”，首次提出我国核能 “热堆-快堆-聚变堆三步走” 的发展战略，在国家核能“三步走”发展路径的指引下，我国的聚变科学 研究也步入了快速发展的快车道。1984 年，在四川乐山建成的中国环流器一号（HL-1），是中国核 聚变研究史上的重要里程碑，这是中国核聚变领域的第一座大科学装置。后续建成了中国第一个超 导托卡马克装置 HT-7、中国第一个具有偏滤器位形的托卡马克装置中国环流器二号 A（HL－2A）， 世界上第一个全超导非圆截面托卡马克装置东方超环（EAST）。 21 世纪以来，我国核聚变实现不断突破，已具备引领全球核聚变发展的潜力。通过多年的持续投入 和不懈努力，中国在核聚变领域取得了一系列重要成就，中国可控核聚变研究在国际上已处于非常 先进的水平。EAST 装置自 2006 年建成运行以来，等离子体运行次数超过 15 万次，不断刷新托卡 马克装置高约束模运行新的世界纪录，在 2012 年实现 30 秒高约束模，2016 年实现 60 秒高约束模， 2017 年实现 101 秒高约束模，2023 年实现 403 秒高约束模，2025 年实现 1066 秒高约束模，在稳态 等离子体运行的工程和物理上始终保持国际引领。此外，中国环流三号（HL-3）在 2023 年 8 月 25 日，宣布首次实现 100 万安培等离子体电流下的高约束模式运行。并且在这一时期，能量奇点、新 奥集团、星环聚能等民营企业和民间资本陆续成立和加入可控核聚变的开发，中国在可控核聚变领 域的研究正在加速前行。
目前在核聚变领域初步形成了西物院和等离子体所牵头，多家商业公司积极参与的格局。我国的核 聚变研究以核工业西南物理研究院和中科院等离子体物理研究所这两大科研机构为核心，都是我国 较早致力于可控核聚变和等离子体物理研究的专业科研院所，分别依托“中国环流系列”和“东方超环 （EAST）” ，推动核聚变的基础研究和技术研发。与此同时，2020 年之后国内也涌现了多家商业公 司，包括聚变新能、中国聚变能源、新奥能源、能量奇点、星环聚能等等，均都获得了数亿元的融 资，这些商业公司的画像以高校与科学家为主，大多采用“科研院所+商业公司”的协同模式，未来有 望凭借其灵活的市场机制和创新能力，在推动核聚变技术应用和商业化方面扮演着重要角色。
中国根据自己的国情，制定了中国磁约束聚变能发展路线图。为了尽早地实现可控聚变核能的商业 化，充分利用我国现有的托卡马克装置和资源，制定了一套完整的符合我国国情的中国磁约束聚变 发展路线示意图。中国磁约束聚变能的开发将分为 3 个阶段：第一阶段，力争在 2025 年推动中国聚 变工程试验堆立项并开始装置建设；第二阶段，到 2035 年建成中国聚变工程试验堆，调试运行并开 展物理实验；第三阶段，到 2050 年建成商业聚变示范电站。其中，CFETR 将着力解决一系列存在 于 ITER 和 DEMO 之间的科学与技术挑战，包括实现氘氚聚变等离子体稳态运行，公斤级氚的增殖、 循环与自持技术，可长时间承受高热符合、高中子辐照的第一壁和先进偏滤器材料技术等。合肥综 合性国家科学中心的“十三五”重大科技基础设施“聚变堆主机关键系统综合研究设施”项目正在建设 中，将瞄准聚变堆主机关键系统设计研制，建设国际一流开放性综合测试和研究设施，这为中国掌 握未来聚变堆必备的关键工程技术创造了有利条件。
CFETR 将为未来示范堆和商业堆的建造积累工程技术经验。中国聚变工程试验堆（CFETR）是我 国自主研制并联合国际合作的重大科学工程，于 2017 年 12 月 5 日在合肥正式启动工程设计，计划 2035 年建成工程实验堆，CFETR 将直接为 DEMO 示范堆和未来商业堆的建造积累工程技术经验。 CFETR 装置的大半径 R=7.2 m，小半径 a=2.2 m，将分 2 个阶段运行，第一阶段的目标是实现 50-200 MW 的聚变功率，聚变增益 Q=1-5，氚增值率 TBR>1.0，中子辐照效应约 10dpa；第二阶段的目标 是聚变功率>1 GW，聚变增益 Q>10，在中子辐照效应约 50dpa 的条件下进行托卡马克 DEMO 验证 [1]。
合肥将建成世界首个紧凑型聚变能实验装置。紧凑型聚变能实验装置（Bumning plasma Experimental superconducting Tokamak，BEST）作为 EAST 的后续项目，将在 EAST 的基础上进一步提升核聚变 能源的经济性和可行性，并首次演示聚变能发电，该项目总用地面积约 16 万平方米，总建筑面积约 15 万平方米。目前该项目正在建设当中，根据中科院等离子体物理研究所所长宋云涛的预计，该项 目将于 2027 年完工，有望成为世界首个紧凑型聚变能实验装置，推动聚变能从实验室走向实际应用。
国内聚变-裂变混合堆也在同步发展。国内的聚变-裂变混合堆概念，主要来自于 2008 年中国工程物 理研究院彭先觉原始提出了 Z 箍缩驱动聚变裂变混合堆(Z-FFR)，Z-FFR 的聚变功率大幅降低且中子 更加富裕，有望综合解决聚变氚自持、高聚变增益、耐辐照损伤、裂变燃料增殖、超铀元素嬗变等 关键科学问题和工程挑战。经过了多年的理论研究，2021 年用于验证 Z 箍缩聚变点火的科学可行性 “电磁驱动大科学装置”项目获得四川省发改委立项，投资规模达到 50 亿元。按照发展规划，将在 2035 年开始建设 1000MW 级电功率 Z 箍缩聚变裂变混合堆，2040 年进行发电演示，之后进入商业 推广阶段。 此外，江西省也有混合堆项目落地。根据江西省电子集团官网显示，2023 年 11 月 12 日，江西省人 民政府与中国核工业集团有限公司签订全面战略合作框架协议，江西联创光电超导应用有限公司和 中核聚变（成都）设计研究院有限公司计划各自发挥技术优势，采用全新技术路线，联合建设聚变裂变混合实验堆项目，技术目标 Q 值大于 30，实现连续发电功率 100MW，该项目拟落户江西省， 工程总投资预计超过 200 亿元人民币。
近几年支持政策不断推出，“从上到下”支持可控核聚变发展。在“双碳”目标下，从中央到地方政府 制定了一系列政策，来支持可控核聚变的研究和发展，国务院《2030 年前碳达峰行动方案》要求推 进可控核聚变技术研究；国家发改委、国家能源局《“十四五”现代能源体系规划》在专栏中指出支持 受控核聚变的前期研发。
超导、AI 等新技术不断突破，助力可控核聚变商业化加速实现
超导技术能够大大提升聚变能源的转化效率与能源输出。由于磁约束聚变主要靠磁场来约束高温等 离子体，因此在高温、高压的极端环境中，磁体材料的性能尤为重要。早期的托卡马克采用的磁体 材料为铜导体，这种导体在强大的电流下不可避免地存在发热问题，导致能量耗散严重，使得消耗 的能量将超过核聚变产生的能量，而且要把铜线圈产生的热量及时带走，需要过于庞大的冷却系统， 因此限制了磁约束核聚变的长时间稳态运行。而超导体由于具有零电阻效应，且承载电流密度更高 有利于建造更加紧凑、更高场强的聚变装置，能够有效改善长脉冲稳态运行，大大提升聚变能源的 转化效率与能源输出。20 世纪后期，科学家们开始把超导技术用于托卡马克装置。 1979 年苏联建造了世界上第一台低温超导托卡马克 T-7 装置，将超导磁体技术引入聚变领域，其纵 场磁体系统由 48 个超导线圈组成，为后续聚变装置的设计和运行提供了重要支持和创新。以 T-7 为 原型设计制造的我国首个超导托卡马克装置 HT-7，从 1994 年建成运行到 2012 年最后一轮实验， HT-7 等离子体放电次数突破 14 万次，虽然 HT-7 装置只有纵场磁体采用超导体绕制，用以激发等离 子体的中心螺管磁体和用以控制等离子体的极向场磁体仍采用铜导体绕制，但是仍然在 2008 年连续 重复实现长达 400 s 的 1200 万℃高温等离子体运行，创造了当时最长放电时长记录长，证明了超导 材料在磁约束托卡马克装置中应用的先进性。随后，全球各国开始积极谋划全超导托卡马克装置， 2006 年，中国等离子体物理研究所自主研制并建成世界上第一个全超导托卡马克实验装置 EAST， 标志着聚变能发展步入全超导托卡马克时代。
高温超导材料的出现，让聚变商业化出现曙光。近年来，以稀土钡铜氧 (Rare Earth Barium Copper Oxide，REBCO)为代表的高温超导材料，在工业化生产能力和性能方面均获得显著提升，推动了其 在磁体领域的应用。与传统低温超导材料相比，REBCO 材料具有更高的临界温度和热稳定性，并且 在高磁场下仍能保持出色的载流能力，使得其在聚变领域中具有巨大的应用潜力。将 REBCO 材料 引入聚变装置中，不仅能够显著提升其磁场强度和聚变性能，还能大幅缩减磁体尺寸，降低托卡马 克装置的研发成本和技术难度，进而使聚变装置在设计上更加紧凑和高效，推动其商业化进程。美 国麻省理工学院研究人员在《IEEE 应用超导汇刊》上发表 6 篇论文，宣布通过他们所研发的新型 高温超导磁体，能够将可控核聚变装置托卡马克的体积和成本压缩至目前的 1/40，并成功通过了严 格的科学测试和论证。 国内外同步进行高温超导材料在核聚变应用中的探索。基于二代高温超导带状导线 REBCO，小型聚 变实验堆 SPARC 的设计聚变功率 P>50MW、聚变增益 Q>2、设计磁场 12T，等离子体大半径却只 有 1.65m，等离子体体积只有 11m2，与 EAST 差不多，是 ITER 的 1/80。2024 年 6 月 18 日，位于上 海的聚变能源商业公司能量奇点宣布，由能量奇点设计、研发和建造的洪荒 70 装置成功实现等离子 体放电。这是全球首台全高温超导托卡马克装置，也是全球首台由商业公司研发建设的超导托卡马 克装置，这一装置的运行标志着我国在全球范围内率先完成了高温超导托卡马克的工程可行性验证。
AI 在数据分析、智能预测、实时控制等方面的优势，正在成为推动核聚变研究和应用进步的重要力 量。托卡马克聚变装置的难点之一就是精确控制和约束内部的等离子体，而随着人工智能的不断发 展，AI 在核聚变科研中的应用正变得日益广泛和深入，从数据分析到模拟预测，再到控制反应过程， AI 的技术正在为核聚变研究带来革命性的进展。以下是几个典型应用场景：
数据解析与规律发现：核聚变实验生成的数据量庞大且复杂，AI 配合机器学习算法能够有效地 处理这些数据，并从中发现模式和规律，这一能力特别有助于分析等离子体的行为，揭示影响 其稳定性的关键要素，并为控制等离子体以避免不稳定现象提供策略；
实验预测与过程模拟：AI 在理论物理与实验物理之间架起了一座桥梁，利用 AI 模型对历史实 验数据进行学习，可以高效预测核聚变实验的可能结果，从而缩短实验周期，降低研发成本， 帮助科研人员更好地利用现有资源，降低能源消耗，同时 AI 模拟技术为研究人员提供了一个安 全的实验预演平台，帮助他们预测实验的潜在结果和可能遇到的问题；
反应堆设计革新：AI 的分析和预测能力不仅限于实验数据，它们还参与到核聚变反应堆的设计 阶段，运用 AI 算法研究人员能够对反应器的内部结构、选用材料和冷却方案等进行优化，提升 整个反应堆系统的效率和稳定性，显著加快了设计从概念到实现的步伐；
对等离子体进行实时控制：核聚变过程中，等离子体的温度、压力、密度和磁场等参数需要被 精确控制，AI 能够实时监测等离子体状态，预测其行为变化，并自动调节相关参数，确保核聚 变反应的持续稳定，这种智能控制不仅提高了反应的稳定性和安全性，还大大减轻了科研人员 的工作负担；
故障预防与设备维护：AI 通过持续监测核聚变反应器的运行状态，结合数据分析，能够预测潜 在的设备故障和性能退化，这种基于 AI 的预测性维护减少了意外停机时间，从而提升了核聚变 反应器的运行安全性和经济效益。 AI 技术在等离子体控制方面取得重大进展。2022 年，谷歌旗下的 Deepmind 与瑞士洛桑联邦理工学 院瑞士等离子体中心联合，开发了一个人工智能深度强化学习系统，并成功实现对托卡马克内部核 聚变等离子体的控制，随后在一年之后的 2023 年，Deepmind 宣布改进后的算法将等离子体形状精 度提高了 65%，并且将训练时间减少了 3 倍。2024 年 2 月，普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL） 的研究人员在《Natural》上发表论文，宣布其使用美国聚变设施的实验数据，训练了一个可以预测 等离子体不稳定性的人工智能模型，提前 300 毫秒预测了核聚变等离子不稳定态，实现了对等离子 体的超前干预，以应对等离子体的逃逸。这项工作成功证明了 AI 在有效控制聚变反应方面的潜力， 但这只是推动聚变研究领域的第一步。
资本市场融资屡创新高，私营聚变商业公司数量快速增加。随着近年来高温超导技术的成熟，大幅 提升聚变装置性能的同时成本持续下降，叠加 AI 超预期发展对聚变装置设计和控制效率的提升，加 快了可控核聚变商业化落地的预期，从而带动更多高校、研究机构和私人资本入局。根据聚变行业 协会（FIA）的统计，截至 2024 年中，全球私营聚变商业公司已累计获得的总投资额达到 71.2 亿美 元，同比增加 9 亿美元，资本市场融资屡创新高，参与的公司数量超过 45 家，公司数量快速增加。
超 70%核聚变公司预期 2035 年前实现并网发电，核聚变商业化可期。根据 FIA 最新的《The global fusion industry in 2024》报告显示，在参与调查的 37 家商业核聚变公司中，有 26 家认为在 2035 年 前第一台核聚变机组将实现并网供电；而在报告中的另一项调查显示，在参与调查的 35 家公司中， 有 19 家认为在 2035 年之前第一台核聚变机组将满足商业化运行的低成本/高效率的条件。
可控核聚变有望带来庞大市场，产业链充分受益
聚变堆及电站的造价高昂，有望带来庞大市场
与核裂变电站类似，可控核聚变电站分为核岛和常规岛两部分。核聚变电站与传统核裂变电站类似， 通常由核岛和常规岛两大部分构成，其中核岛是核聚变电站的核心部分，负责将核能转化成热能； 常规岛则是进一步将核聚变产生的热能转化成电能，占据核电站的最主要成本。
聚变项目投资大，聚变电站造价高昂。由于目前可控核聚变仍处于前期探索阶段，技术路径及装置 大小均存在较大差异，所以成本也存在较大的差异，但是从目前已有的聚变项目的投资额情况来看， 一个实验堆的成本在几十亿美元不等。而如果要建造一座聚变电站，根据普林斯顿大学的研究人员 测试，一座 1000MW 的核聚变电厂成本在 27 亿美元到 97 亿美元之间，另外根据我国核物理专家彭 先觉院士的研究显示，一个 100 万千瓦的磁约束聚变电站的成本预计超过 100 亿美元。
核聚变电厂的最主要成本来自聚变堆，聚变堆中磁体最主要的部件。据 Dehong Chen 等对 CFETR 的 成本进行的测算，若采用全超导托卡马克的方案，建造一个 200MW 的聚变电站，基于 2009 年的数 据，其总成本达到 34.6 亿美元，其中聚变堆核心设备的成本占比为 45.7%。在核聚变堆的核心设备 中，对等离子体起约束作用的超导磁体为最主要的部件，环向磁场、极向磁场和欧姆加热线圈合计 成本占聚变堆的 38.9%，占聚变电厂的 17.8%，其他成本占比较高的部件还包括第一壁和包层、隔热 层、真空室等。
根据 Neil Mtichell 等对 ITER 装置和核聚变发电厂 DEMO 的成本拆分来看，成本分布跟 CFETR 的 成本分布基本类似，在 ITER 装置中磁体系统、容器内部件、建筑、真空室的占比最高，分别达到 28%、17%、14%、8%。
核聚变或将带来庞大的设备市场机遇。按照 IAEA 在《World Fusion Outlook 2024》中的统计，按照 目前已经规划了的聚变项目的进度来看，预计在 2025 到 2030 年间有 10 个聚变项目建成，若保守的 按照单个项目 30 亿美元的设备投资额进行粗略估算，则未来五年预计有 300 亿美元的相关设备潜在 市场；在 2030 年至 2035 年预计会有 27 个项目建成，带来超过 800 亿美元的相关设备潜在市场。若 核聚变完全商业化，根据 Ignition Research 的预计，到 2050 年将成为一个至少 1 万亿美元的市场。
产业链有望充分受益，关键部件国产化发力国际领先
根据目前主流的托卡马克装置的配置，可以将可控核聚变产业链划分为上游原料供应、中游技术研 发与设备制造以及下游整机建设和运营等环节。其中上游原材料，主要包括金属钨、铜等第一壁材 料、超导材料及氘氚燃料等；中游的技术研发与设备制造环节是整个产业链的核心部分，包括包层 第一壁、偏滤器、高温超导磁体等关键组件，这些设备的设计与制造需要极高的精度与可靠性，以 确保核聚变装置能够安全、稳定地运行；下游的整机建设和运营环节虽然目前尚未实现商业化发电， 但却是研究可控核聚变技术的最终目标和应用方向。
积极参与 ITER 项目，显著推动了国内产业链升级与技术创新。中国在 ITER 项目中负责 18 个采购 包的实物贡献，包括磁体支撑、校正场线圈、环向场线圈导体、极向场线圈导体导体、校正场线圈 和馈线导体、磁体馈线系统、第一壁、屏蔽包层等等核心部件。通过承担这些核心部件的制造和安 装，推动了我国在超导材料、特种钢材等关键材料领域，以及精密加工、焊接、装配等高端制造技 术的进步，培育出了较为完整且具备国际竞争力的可控核聚变产业链。
第一壁和第一壁材料
第一壁是聚变装置的关键部件，对材料的要求极高。第一壁是聚变装置中直接面向高温等离子体的 一层固体结构，提供了包层系统与等离子体的界面并屏蔽等离子体运行时产生的高热负荷，它的主 要作用是防止杂质进入等离子体进而污染等离子体内部环境，快速地将等离子体辐射产生的热量传 输出去，并防止瞬态事件发生时所导致的其他部件损伤进而危及人身及设备安全，其工作环境极其 苛刻，遭受着高温、高热负荷、强束流粒子与中子辐照等综合作用。因此，根据第一壁的工作状态， 第一壁材料应该满足高熔点、低溅射率、低氚滞留、良好的热导率、与等离子体相兼容的特点。
第一壁材料的研究热点主要有钨及钨基合金、碳基材料和铍等，其中钨基合金可能是未来聚变堆理 想的第一壁材料。在第一壁材料的应用中，一般分为低原子序数材料和高原序数材料，低原子序数 材料包括石墨、硼、锂和铍等，高原子序数材料包括钼和钨等，目前第一壁材料研究热点主要有钨 及钨基材料、碳基材料（石墨、C/C 复合材料）和铍等，这三类材料各具特点：
铍：具有低的原子序数、高的热导率以及与等离子体适应性好、比强度大、弹性模量高、对等 离子体污染小、可作为氧吸收剂、中子吸收截面小且散射截面大等优点，自从铍在欧洲联合环 （JET）中使用并取得成功而备受关注，但是铍的缺点也很明显，熔化温度低、蒸气压高、物理 溅射产额高、抗溅射能力差、寿命短等，另外铍还具有较强的毒性，使其优先级逊于碳基材料 和钨基材料；
碳基材料：具有低原子序数、高热导率和高抗热震能力，在高温时能保持一定的强度，与等离 子体具有良好的相容性以及对托卡马克装置中异常事件（包括等离子体破裂、边缘区域模）具 有高承受能力，因此在与等离子体直接接触的区域（如偏滤器垂直靶和收集板）会倾向于使用 碳纤维复合材料（CFC）；但是碳基材料存在两大缺陷，一是抗溅射能力差、化学腐蚀率较大， 二是孔隙率较高，这使得其对氘和氚具有较高的吸附性，研究人员开发出了掺杂石墨材料和碳 纤维增强复合材料, 该复合材料虽性能较传统石墨材料有较大提升, 但仍存在着与结构材料连 接膨胀失配等问题；
钨及钨基合金：具有高熔点、高热导率、低溅射产额和高自溅射阈值、低蒸气压和低氚滞留性 能，其缺点是存在高原子序数杂质辐射以及低温脆性、再结晶脆性和中子辐射脆化等，研究人 员采用合金化、碳化物/氧化物弥散强化、复合材料等方式都可以改善钨的韧性，塑性变形后的 弥散颗粒增韧钨可以有效提高钨的韧性, 但也存在着加工工艺复杂、纳米尺寸的第二相均分布 困难等问题。[1] 近年来，钨及钨基合金作为第一壁材料开始受到越来越多的关注和应用，ITER 在 2023 年已确定了 将第一壁材料从铍换成钨，中国 EAST 也是经历了向全钨的转换。因此，钨及钨基合金是目前最具 应用前途的一类第一壁材料。
中国在第一壁材料技术上已经取得了显著的进展，处于国际领先水平。根据 ITER 官方，我国承担 了 10%的 ITER 第一壁生产制造任务，中核集团核工业西南物理研究院牵头研发了第一壁采购包半 原型部件，在 2016 年成功通过高热负荷测试，在世界上率先通过认证。2022 年 11 月 22 日，ITER 增强热负荷第一壁完成首件制造，其核心指标显著优于设计要求，具备了批量制造条件，这标志着 中国全面突破“ITER 增强热负荷第一壁”关键技术。中国的核聚变研究团队不仅解决了材料加工、制 造、连接技术的问题，还成功开发了模拟聚变实际运行工况的氦检漏技术，并成功立项了聚变堆承 压部件高温高压热氦检漏方法的国际标准，体现了中国在全球核聚变领域的技术实力和创新能力， 展示了中国在核聚变核心科技领域的全球领跑地位。
偏滤器和偏滤器材料
偏滤器是核聚变装置的不可或缺的重要组件，工作环境极为严酷。偏滤器位于真空室上下方，其主 要功能为 1）排出来自聚变等离子体的能流和粒子流；2）有效地屏蔽来自器壁的杂质，减少对芯部 等离子体的污染；3）排出核聚变反应过程中所产生的氦灰等产物，并提取有用的热量用于发电。偏 滤器同样直接承受强粒子流和高热流的冲击，承受高能逃逸离子的沉淀能量，其表面热负荷远高于 第一壁表面平均值，服役环境同样十分苛刻。以 ITER 的偏滤器为例，主要由穹顶板、内外靶板、抽 气系统、冷却系统等组成，其中内、外靶板是受等离子体轰击最激烈的区域, 同时也是装置中热负荷 最严苛的区域。
偏滤器构成主要包括面向等离子体材料和热沉材料，偏滤器热沉材料的性能对聚变堆能否成功运行 起着关键作用。偏滤器的面向等离子体材料面对的工况与第一壁相似，所以同样钨基合金成为理想 的材料选择，我国 EAST 装置偏滤器历经 3 次升级换代, 先后采用了 3 种不同类型的靶板材料，2006 年 EAST 第一次放电时靶板材料为奥氏体不锈钢，且无冷却结构; 2008 年, 经过升级改造, 将偏滤器 靶板材料换成了石墨瓦，并增加了主动水冷结构; 2014 年, EAST 偏滤器优化为类比 ITER 结构的水 冷钨铜穿管型模块。而为了维持偏滤器在严苛条件下的正常运行，目前主流的解决方案是在偏滤器 的热沉材料中开流道通冷却剂，带走等离子体与偏滤器相互作用产生的大量热量，从而确保偏滤器 处于其许用温度范围内，使偏滤器能够在聚变堆内正常服役。因此，偏滤器热沉材料的性能对聚变 堆能否成功运行起着关键作用。从另一个角度来说，偏滤器承受高热负荷的能力限制了聚变堆运行 的最大功率，而热沉材料的热物理性能和力学性能是提高偏滤器承受热负荷的关键。 铜及铜合金成为偏滤器热沉材料首选。为满足聚变堆偏滤器的服役环境，对热沉材料的性能提出了 以下基本要求：1）具有高的热导率；2）高温下具有较高的强度和断裂韧性等力学性能；3）具有良 好的抗中子辐照性能；4）具有长期服役的热稳定性；5）具有较强的耐腐蚀性能，低的均匀腐蚀， 无局部腐蚀(如晶间腐蚀或气蚀)；6）材料中氚的溶解度较低。可控核聚变领域近 30 年的研究和工程 经验表明，铜合金以高热导率、较高的强度、较好的热稳定性和抗中子辐照性能被认为是聚变堆偏 滤器用热沉材料的首要候选材料，也可能是水冷偏滤器热沉材料的唯一候选材料。
高温超导带材和高温超导磁体
磁体系统是整个磁约束聚变装置的核心。磁约束聚变装置的磁体系统的主要作用是产生磁场，用来 产生、约束、控制等离子体，是整个装置最核心的部件。ITER 的磁体系统主要由四部分构成，包括 环向磁场(Toroidal Field，TF)线圈、中心螺线管(Central Solenoid，CS)磁体、极向磁场(Poloidal Field， PF)线圈以及校正线圈（Correction Coil, CC），其中纵向磁场和中心螺线管采用的是 Nb3Sn 的超导 线，用量超过 500 吨（总长度超过 10 万千米）。
高温超导磁体大幅提升磁场强度，提升可控核聚变商业化进程。前文中已经介绍过，超导体尤其是 高温超导的应用大幅提升了托卡马克装置的磁场强度，降低托卡马克装置的研发成本和技术难度， 有望推动可控核聚变商业化的进程。高温超导体一般是指临界温度 Tc≥25K 的超导材料，有实用价 值的主要有铋系（例如 Bi2Sr2Ca2Cu3O7-δ，Tc=110K）、钇系（例如 YBa2Cu3O7-δ，Tc=92K）和 MgB2 （Tc=40K）材料等。
高温超导带材仍处于产业化初期。目前具备实用价值的铋系和钇系高温超导材料都属于氧化物陶瓷， 在制造供应商必须克服加工脆性、氧含量的精确控制与基体反应等问题，因此价格较为昂贵，与已 经实现商业化大规模应用的低温超导不同，仍处于产业化的初期。目前全球主要能够生产高温超导 带材的公司有日本 Super Power、中国上海超导、韩国 SuNAN 等，二代高温超导带材结构上呈现为 多层复合结构，一般来说自上而下通常依次为铜层-银层-超导层-缓冲层-基底层-银层-铜层，不同生 产公司的不同型号的二代高温超导带材结构略微有所差异。 可控核聚变进展加速，将带来高温超导带材需求增长。根据上海翌曦科技发展有限公司创始人兼董 事长金之俭在接受采访时透露的数据，美国 CFS 公司的 SPARC 示范装置超导带材用量就接近 1 万 公里，瞄准实现聚变发电的 ARC 工程实验堆需求量可能会达到 2.4 万公里，而 2021 年全球的超导 带材产能仅 3000 公里。未来随着以可控核聚变为代表的下游进展加速，有望带动高温超导带材需求 快速提升、产能快速增长和价格快速下降。
合锻智能
高端成形机床成套装备行业的领军企业，深度参与可控聚变打开新的成长空间
国内高端成形机床成套装备行业的领军企业。合肥锻压机床股份有限公司前身合肥锻压机床总厂， 始建于 1951 年。1997 年公司改制成为合肥锻压机床股份有限公司，后又在 2010 年进一步改制成为 合肥合锻机床股份有限公司，并于 2014 年 11 月 7 日在上海证券交易所主板挂牌上市。2016 年公司 收购安徽中科光电色选机械有限公司，切入到智能分选设备领域，形成了目前的以高端成形机床和 智能分选设备为主业的业务模式。
目前公司的主要产品包括液压机、机压机和色选机等。公司为客户提供包括液压机、机械压力机、 色选机、聚变堆核心零部件、智能化集成控制及新材料等产品和服务。其中液压机和机压机涵盖了 汽车、智能家电、国防军工、航空航天、复合材料、船舶制造、轨道交通、新材料、电子、石化管道 等多个领域；智能分选设备产品，主要集中在大米、杂粮、茶叶等大宗原材料领域，以及固体废弃 物、矿石、煤炭、水产、果蔬等新兴领域。
液压机、机压机和色选机贡献公司主要收入。从 2016 年公司切入到智能分选设备领域之后，液压机、 机压机、色选机三种产品成为公司主要收入来源，历年三者合计收入占比均接近或超过 90%，其中 2023 年色选机收入占比 51.78%，液压机占比 35.32%，机压机占比 9.79%。
股权结构较为集中，结构稳定。截至 2024 年 9 月 30 日，严建文直接持有公司 30.02%的股权，为公 司的控股股东、实际控制人，其他股东持股均不超过 10%，股权结构较为集中。严建文先生，博士， 教授，博导，享受国务院政府特殊津贴专家，全国政协委员，现任合肥合锻智能制造股份有限公司 董事长、合肥综合性国家科学中心能源研究院执行院长，在高端装备制造及工艺，复杂尖端制造， 企业创新创业和核心竞争力等方向开展了持续深入的研究，并取得了诸多创新性成果。
收入规模稳定增长，24 年受市场竞争加剧影响预计首次出现亏损。随着公司业务的不断开拓，收入 规模从 2015 年的 4.82 亿元稳步增长至 2023 年的 17.66 亿元，复合年均增长率 17.62%。归母净利润 方面，由于受到公司产品结构和下游汽车行业的影响，历史上归母净利润波动较大，2023 年实现归 母净利润 0.17 亿元，同比增长 27.02%，但是根据公司 2025 年 1 月 18 日公布的 2024 年业绩预告， 预计 2024 年年度实现归属于上市公司股东的净利润为-7,000 万元至-9,500 万元，自上市以来首次出 现亏损，主要原因是，一方面由于汽车行业竞争加剧，公司为稳定市场份额，主动调整产品销售价 格，导致公司高端成形机床板块的综合毛利率下降较多，另一方面公司基于谨慎性原则，计提了存 货等资产减值准备。
近几年液压机和机压机毛利率下降较多，公司盈利能力承压。由于下游新能源汽车行业需求下降、 竞争加剧，产品销售价格下行，导致公司液压机和机压机产品的毛利率不断下降，并且公司基于审 慎性原则，2022 年至 2024 年前三季度均出现较大额的坏账准备计提，导致公司净利率也出现较大 幅度的下降，2024 年前三季度公司整体毛利率为 26.02%，同比下降 5.86pct，净利率为 0.51%，同比 下降 5.50pct。
拓展可控核聚变业务，承接 BEST 项目核心关键部件制造任务。公司立足高端装备制造，利用自身 的资源优势，参与发起成立了聚变产业联盟，合肥合锻智能制造股份有限公司任副理事长单位，安 徽夸父尖端能源装备制造有限公司为理事单位，董事长严建文任副理事长，受聘为聚变产业联盟总 工艺师，并兼任聚变新能(安徽)有限公司董事长。产品方面，公司参与了聚变堆、真空室、偏滤器等 核心部件的制造预研工作，2024 年上半年公司中标聚变新能（安徽）有限公司 BEST 项目核心关键 部件—真空室扇区、窗口延长段以及重力支撑等制造任务，价值约 2 亿元，预计于 2025 年交付。
联创光电
传统光电器件领军企业，激光+超导加速产业转型
背靠江西省电子集团，传统光电器件领军企业。江西联创光电科技股份有限公司成立于 1999 年 6 月， 由江西省电子工业局整合旗下部分优质资产成立，并于 2001 年 3 月在上交所挂牌上市。公司成立之 初为国有控股，控股公司为江西省电子集团，2011 年完成非国有制股份改制后转为民营企业。公司 始终坚持以科技创新推动产业升级，走出高端装备、自主产权的高质量发展道路，目前产品布局包 括大功率激光器件及装备、高温超导磁体及应用、智能控制部件、背光源及应用、电线电缆等产业 板块，这些产品不仅覆盖了民用市场，还深入到军工领域，体现了联创光电在光电子领域的深厚技 术积累和产业布局。
提出“进而有为，退而有序”战略，积极布局激光和超导两大前沿科技产业。设立之初，公司以背光 源产品、LED 器件、电线电缆产品等为主营业务。近年来，公司提出并实施“进而有为、退而有序” 的战略，不断调整业务结构，通过清理、整顿等方式逐步收缩特微、电缆、背光源等发展空间较小 的产业，集中精力向高科技、高壁垒、高利润的行业转移，重点发力激光和高温超导两大新兴业务。 目前来看，公司已形成以智能控制器、光耦、电缆、LED 等传统业务为基础，以激光器、高温超导 作为“进而有为”的两大增长动力的战略布局。
产品结构有序调整，背光源及电缆业务份额持续下降。公司近年来持续推动产业优化调整，业务结 构发生明显变动。从产品的收入占比来看，智能控制产品营收占比持续提升，从 2020 年的 40.30% 增长到 2023 年的 61.07%；背光源及光电通信缆业务份额持续下降，背光源及应用产品的占比从 2020 年的 34.29%降低至 2023 年的 26.94%，光电通信缆的占比从 2020 年的 16.70%下降至 2023 年的 4.86%。
公司股权结构稳定。截至 2025 年 2 月 5 日，江西省电子集团持有公司 20.81%的股份，为公司控股 股东，伍锐先生通过持有江西省电子集团股份间接实现对公司的控制，为公司的实控人。
业务结构调整战略效果初现，收入规模下降而归母净利润稳健增长。自公司 2020 年提出“进而有为， 退而有序”战略以来，随着低盈利业务的逐步剥离，公司营收规模逐步下降，但是盈利能力不断提升， 归母净利润保持稳健增长态势。2019 年-2023 年，公司收入规模从 43.55 亿元下降至 32.40 亿元，复 合年均增长率为-7.13%，归母净利润从 1.95 亿元增长到 3.39 亿元，复合年均增长率 14.83%。2024 年仍然维持该趋势，前三季度实现了 24.34 亿元的营收，同比下降 1.42%，实现归母净利润 3.35 亿 元，同比增长 5.05%。
高毛利业务放量，盈利能力稳步增长。自 2019 年以来，公司的毛利率与净利率持续提升，毛利率由 2019 年的 11.99%上升到 2024 前三季度的 19.00%；净利率由 2019 年的 5.09%上升到 2024 前三季度 的 15.59%。
联创超导拥有领先的高温超导磁体技术，具有较为明显的技术优势。公司超导业务依托的是参股子 公司江西联创光电超导应用有限公司，成立于 2019 年，截至 2024 年中公司持股 40%。联创超导是 国内领先能够制造 15T 以上高场磁体的企业之一，已将磁体技术在光伏 N 型晶硅炉和工业金属热 处理领域实现商业化应用，公司科学家团队是国内对饼式结构、螺管结构、无感结构、跑道结构、 D 型结构等现有系列化磁体结构均有实际应用，突破系列化高温超导磁体技术并且全面应用于超导 能源领域的团队，具有技术领先性。 在可控核聚变应用领域，联创超导先后完成了 REBCO 集束缆线及基于集束缆线的高温超导 D 型磁 体的设计。2023 年 8 月，联创超导完成了百米级大电流高温超导集束缆线的研制。2024 年 4 月，成 功完成了基于集束缆线的 D 型高温超导磁体制备和低温测试，该磁体采用新型高温超导材料 REBCO，并创新性地采取高温超导集束缆线的制备方式，磁体线圈高度超过 1m，在液氮温区下实 现了稳态运行电流超过 1.5kA。这是国内首个基于高温超导集束缆线的 D 型超导线圈，为紧凑型核 聚变堆用大口径高场超导磁体的自主研制提供了有力支撑。
西部超导
高端钛合金与超导材料领军企业，引领航空航天与可控核聚变领域发展
公司前身为西北有色金属研究院超导材料研究所，其成立与 ITER 项目密切相关。西部超导材料科 技股份有限公司成立于 2003 年，总部位于陕西省西安市，其前身是西北有色金属研究院超导材料研 究所，该研究所早在 20 世纪 80 年代就开始从事超导材料的研究，具备深厚的技术积累。成立初期， 公司主要专注于超导材料的研发与生产，填补了国内空白，为 ITER 项目提供了关键的超导材料，成 为中国参与 ITER 项目的重要支撑力量。随着技术积累和市场拓展，西部超导逐步将业务从单一的 超导线材扩展到高端钛合金材料和高性能高温合金材料领域。目前是中国领先的高端钛合金材料、 超导材料和高性能高温合金材料研发、生产和销售企业。公司于 2019 年 7 月 22 日在上海证券交易 所科创板上市。
国内超导材料及高端合金领域领军企业，技术实力全球领先。公司主要的产品包括超导材料、高端 钛合金材料和高性能高温合金材料三类，广泛应用于航空航天、医疗、能源、半导体及科研等高端 制造领域。超导产品方面，主要包括 NbTi 锭棒、NbTi 超导线材、Nb3Sn 超导线材、MgB2线材和超 导磁体等，公司是目前国内唯一实现超导线材商业化生产的企业，也是国际上唯一的 NbTi 铸锭、棒 材、超导线材生产及超导磁体制造全流程企业公司，自主开发了全套低温超导产品的生产技术，代 表我国完成了 ITER 项目的超导线材交付任务，实现了 MRI 超导线材的批量生产；高端钛合金材 料，主要包括棒材、丝材等，公司产品已广泛应用于商用飞机、军用战机、航空发动机等关键装备， 突破多项高温钛合金和钛铝合金关键技术，填补国内空白；高性能高温合金材料，包括变形高温合 金和高温合金母合金等，公司突破 GH4169、GH738 等高温合金的国产化应用，HT700 高温合金已 完成超超临界燃煤发电考核，进入批量化生产。
高端钛合金材料贡献主要收入，超导线材和高性能高温合金材料占比逐步提升。自 2015 年至 2023 年，高端钛合金材料始终是公司收入的核心来源，随着公司超导业务和高性能高温合金材料业务的 逐步放量，高端钛合金材料收入占比从 2015 年的 82.52%逐步下降至 2023 年的 60.23%，超导占比 从 2015 年的 10.75%稳步提升至 2023 年的 23.67%。公司正从以高端钛合金材料为主的单一业务模 式，逐步向超导线材和高性能高温合金材料多元驱动的业务结构转型。
背靠西北有色金属研究院，股权结构稳定。公司控股股东为西北有色金属研究院，截至 2024 年 9 月 30 日，共持有公司 20.96%的股份，实际控制人为陕西省财政厅。公司拥有多家子公司，包括全资子 公司西燕超导，主要从事超导科学技术的应用；控股子公司聚能高合，专注于高性能高温合金材料 的研发、生产和销售；聚能装备，致力于稀有难熔金属冶金装备及后续冷热加工设备的研制；九洲 生物，主营医疗健康钛材；聚能导线，从事超导材料的制造与销售。此外，公司还参股聚能磁体， 聚焦于超导磁体高端装备制造，以及聚能医工，主营钛合金材质的医疗器械，在超导材料、高温合 金、稀有金属装备及医疗健康等领域开展业务。
公司收入表现稳健，整体呈上升趋势。公司主要产品广泛应用于航空航天、核电、医疗等高端制造 领域，受益于国家推动高端制造业和新材料自主可控的发展趋势，加之国产大飞机、航空发动机等 项目推进及军工需求增长的推动，公司营业收入整体呈上升趋势，2015-2024 年年均复合增长率达 20.19%。净利润方面，除 2023 年由于受行业景气度下降、原材料价格波动及客户需求调整的影响， 归母净利润出现大幅下降以外，整体同样呈现稳步增长态势，2024 年预计实现归母净利润 8.10 亿 元，同比 7.64%。
毛利率受原材料价格和下游需求影响有所波动，钛合金为主要的盈利来源。公司的钛合金材料定位 高端，毛利率整体处于较高水平，贡献了公司主要的利润来源，但是由于受到上游原材料价格上升 以及毛利较低的超导和高性能高温合金收入占比提升的影响，整体毛利率有所波动。但是近几年随 着上游原材料价格的稳定及超导和高性能高温合金毛利率的提升，公司整体盈利能力有所恢复，2024 年前三季度，公司整体毛利率为 33.98%，同比提升 0.78pct，净利率为 20.18%，同比提升 0.43pct。
安泰科技
我国先进金属新材料领域的领军企业，可控核聚变装置零部件核心供应商
我国先进金属新材料领域的领军企业，助力国家战略发展。安泰科技股份有限公司成立于 1998 年 12 月，由中国钢研科技集团有限公司（原钢铁研究总院）联合清华紫光（集团）总公司等单位共同发 起设立，是我国为突破关键新材料技术瓶颈、推动高端材料国产化而设立的重要科技型企业。公司 自成立以来，始终服务于国家战略需求，承担了多项国家级科研与产业化项目，在非晶带材、稀土 永磁材料、高温合金等领域实现技术突破，打破国外垄断。2010 年后，公司进一步参与国家战略性 新兴产业项目，如核电关键材料研发、氢能储运技术攻关，并承担国家重点研发计划“可再生能源与 氢能技术”专项任务，助力国家能源结构转型。2020 年以来，安泰科技持续深化在半导体材料、增材 制造等前沿领域的布局，入选国家“卡脖子”技术攻关清单，为保障产业链安全提供核心材料支撑。 作为我国新材料行业的领军企业，安泰科技的发展历程充分体现了国家科技自立自强的战略导向， 其技术创新与产业转化能力在国防军工、新能源、高端装备等领域发挥了不可替代的作用。
深耕高端应用领域，推动国产替代与技术突破。经过 20 余年的发展，公司已形成了“先进功能材料 及制品、特种粉末冶金材料及制品、高品质特钢及焊接材料、环保与高端科技服务业”四大业务板块， 服务于国家战略新兴产业。其中，高端粉末冶金材料及制品产业主要包括难熔钨钼精深加工制品、 特种雾化制粉、超硬材料及工具、金属注射成型等业务，主要服务于航空航天、核电、高端医疗器 械、第三代半导体及泛半导体、新能源汽车及消费电子等应用领域；先进功能材料及器件产业主要 包括稀土永磁材料及其制品、非晶纳米晶材料及器件、精密合金及带材，广泛应用于 AI、智能制造、 电子信息、新能源汽车、光伏、家电及轨道交通行业等领域；高速工具钢产业主要为切削刀具、量 具、模具和耐磨工具等制造提供高品质高速钢材料，包括高性能传统高速钢、粉末高速钢以及喷射 高速钢。节能环保及装备材料产业是以先进金属过滤材料为核心形成的成套过滤净化材料、装置装 备及解决方案，主要服务于航空航天、石化、煤化、生物化工等行业及氢能、光伏、核电等清洁能 源领域。
聚焦“难熔钨钼”和“稀土永磁”两大核心产业。公司坚持深化改革调整、产业聚焦深耕、追求高质量 发展的主线，即聚焦“难熔钨钼”和“稀土永磁”两大核心产业。从公司各个业务的收入占比情况来看， 2016 年至 2024 年，公司业务结构较为稳定，其中特种粉末冶金材料和先进功能材料两者作为公司 核心业务合计占比 70%左右，为公司主要的收入来源。
背靠中国钢研，股权结构稳定。公司的实际控制人为国务院国有资产监督管理委员会，通过中国钢 研科技集团有限公司实现控股，中国钢研科技集团作为控股股东持有公司 34.68%股份，其他重要股 东包括机构投资者及社会公众股东，持股比例均不超过 2%，股权结构稳定且集中。
四大核心业务持续扩张，公司业绩稳定增长。自 2019 年公司剥离不良资产扭亏为盈以来，公司业绩 保持稳定增长，收入规模由 2019 年的 47.80 亿元增长至 2023 年的 81.87 亿元，年均复合增长率达到 14.40%，归母净利润由2019年的1.65亿元增长至2023年的2.49亿元, 年均复合增长率达到10.93%。 2024 年，公司实现营业收入 75.73 亿，同比下降 7.50%，其原因系公司在 2024 年转让持有的安泰环 境股份导致不再纳入公司合并报表范围，环保与高端科技服务业务营收下降 75.81%，以及子公司安 泰磁材受稀土原材料价格波动和行业竞争加剧影响营收有所下降；实现归母净利润 3.72 亿元，同比 增长 49.26%，主要是处置安泰环境工程技术有限公司股权产生了 1.46 亿元的投资收益；实现扣除非 经常性损益后的归母净利润 2.33 亿元，同比增长 5.79%。
整体毛利率维持稳定，费用率下降净利率稳步提升。自 2016 年至 2024 年，公司整体毛利率维持较 为稳定的态势。费用率方面，公司通过精细化管理实现了费用端的持续优化，期间费用率由 2018 年 的 15.83%下降至 2024 年的 13.51%。在毛利率维持稳定，费用率下降的背景下，公司净利率稳步提 升，2024 年实现净利率 5.73%，同比增加 1.53pct。
公司是可控核聚变装置偏滤器、包层第一壁等专用钨铜部件的核心供应商。公司控股子公司安泰中 科于 2012 年 5 月由安泰科技股份有限公司和中科院等离子体所下属企业合肥科聚高技术有限责任 公司共同出资建立，作为全球可控核聚变装置的核心供应商，实现钨铜偏滤器、钨铜限制器、包层 第一壁、钨硼中子屏蔽材料等全系列涉钨产品的研发和生产。2013 年，安泰中科开始为 EAST 提供 钨铜偏滤器，是国内第一家具备聚变钨铜偏滤器生产能力的公司，技术方面公司具备从原材料到部 件交付的全套技术，研制和生产过程在公司内部形成闭环，不仅满足国内使用要求，还得到国际客 户的高度认可，为法国 WEST 装置和国际热核聚变 ITER 提供多批次的钨铜产品。
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精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站
