研究边界与立场
分析立场: 一级市场投资方（PE/VC）分析目标: 了解可控核聚变行业发展的机会与风险，发现具体投资机会，辅助投资策略制定
研究对象定义与边界:
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核心定义: 可控核聚变是指在人工控制条件下，将轻原子核（如氘、氚）聚合成较重原子核并释放巨大能量的技术，其目标是实现聚变能的商业化发电 -
包含范围: 磁约束聚变（托卡马克、仿星器、球形托卡马克、场反位形等）、惯性约束聚变（激光ICF、脉冲功率等）、聚变产业链上下游（超导材料、第一壁材料、氚燃料系统、诊断系统等） -
排除范围: 核裂变技术、核武器、等离子体基础理论（无商业化方向） -
与相邻概念的区分: 可控核聚变区别于核裂变——裂变是重核分裂释放能量，产生长寿命放射性废物；聚变是轻核聚合，燃料近乎无限、不产生长寿命高放废物、本质安全
本报告要回答的核心问题:
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可控核聚变处于生命周期的什么阶段？ -
产业链中哪个环节最具投资价值？ -
各技术路线的竞争格局和前景如何？ -
该领域优秀投资标的应具备哪些关键特征？
执行摘要
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核心发现一: 全球核聚变私人投资累计已超97亿美元，2025年单年融资超26亿美元，CFS（超20亿美元）、Helion（超10亿美元）、Pacific Fusion（9亿美元A轮）引领融资排行，行业从科学实验进入工程化竞速阶段 [1.Nature Physics][4.Startup Wired] -
核心发现二: 中国”国家队”与民营力量协同格局形成——中国聚变能源有限公司获114.92亿元注资，聚变新能注册资本达145亿元，民营方面星环聚能完成10亿元A轮、诺瓦聚变累计融资12亿元，国内核聚变赛道19笔融资总额约147亿元 [5.36氪][7.新浪财经] -
核心发现三: 高温超导（HTS）技术突破是行业加速的关键催化剂，HTS磁体可将托卡马克体积缩小至传统的1/40，CFS的SPARC、能量奇点的”洪荒70″均基于HTS路线，紧凑型装置造价约15亿元量级，远低于传统大型托卡马克 [3.Scientific American][5.36氪] -
核心发现四: 核聚变商业化时间窗口聚焦2030-2035年，Helion计划2028年为微软供电50MW，35家以上公司计划2030-2035年间建成净能量示范电站，但Q值>1的持续运行、氚自持、第一壁材料耐辐照仍是三大核心瓶颈 [4.Startup Wired][9.Adopter] -
核心发现五: AI数据中心电力需求成为核聚变商业化的核心驱动力，高盛预计2030年全球数据中心电力需求达1130TWh，FRC-SMR路线（50-100MW模块化）与AI超算中心7×24小时供电需求高度匹配，互联网资本（阿里、美团）已开始布局 [6.21财经][7.新浪财经]
目录
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技术历史沿革 -
现状与瓶颈分析 -
技术路线对比与二阶问题 -
竞争格局与代表性企业 -
国内一级市场融资盘点 -
产业链图谱 -
成本结构与BOM分析 -
前沿科研团队 -
代表性上市公司财务与估值 -
政策环境与监管动态 -
风险与机遇 -
结论与展望 -
参考文献
1. 技术历史沿革
1.1 发展时间线
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1.2 技术迭代路径
第1阶段（1950s-1990s）— 科学可行性探索期:
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从氢弹不可控聚变到托卡马克磁约束路线的确立 -
代表性装置: 苏联T-3、美国TFTR、欧洲JET -
关键局限: Q值远低于1，等离子体约束时间极短
第2阶段（2000s-2020s）— 工程验证与国际合作期:
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ITER项目推动全球合作，仿星器回归，高温超导突破 -
代表性装置: ITER、Wendelstein 7-X、EAST -
关键突破: HTS磁体达20特斯拉，紧凑型托卡马克概念验证
第3阶段（2021-至今）— 商业化竞赛期:
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私人资本大量涌入，多家公司瞄准2030年代商业发电 -
代表性装置: SPARC（CFS）、Polari（Helion）、洪荒70/200（能量奇点） -
当前状态: 从科学验证转向工程化竞速，Q值突破与长时间运行并重
1.3 关键参数演进
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2. 现状与瓶颈分析
2.1 当前技术水平
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2.2 核心瓶颈分析
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突破难度说明:
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高: 需要基础理论突破或重大工程创新，预计5年以上 -
中: 需要工程优化或工艺改进，预计2-5年 -
低: 需要增量改进或规模效应，预计2年内
2.3 瓶颈成因深度分析
瓶颈1: Q值持续>1
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物理限制: 聚变三重积（密度×温度×约束时间）需超过5×10²¹ m⁻³·s·keV（劳森判据），磁约束方案需同时满足高温度、高密度和长约束时间 -
工程限制: 等离子体不稳定性（ELM、撕裂模等）导致约束时间缩短，加热功率与约束性能存在矛盾 -
成本限制: 大型实验装置造价极高（ITER约220亿美元），迭代周期长 -
时间预期: CFS的SPARC预计2027年实现Q>1，我们判断磁约束Q>1有望在2027-2030年实现 [3.Scientific American]
瓶颈2: 氚自持
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物理限制: 氚β衰变半衰期仅12.3年，自然界存量极少，必须通过锂-6中子反应在线产氚 -
工程限制: 增殖毯设计需同时满足中子慢化、热提取、氚增殖和提取，工程极其复杂 -
成本限制: 氚目前市场价约3万美元/克，初始装量成本极高 -
时间预期: 预计需等示范堆阶段（2035年后）才能验证TBR>1 [2.World Nuclear Association]
瓶颈3: 第一壁材料
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物理限制: 14MeV聚变中子在钢中产生约150 dpa（每原子位移）的辐照损伤，远超裂变堆的~100 dpa上限 -
工程限制: 钨基材料是最有前景的第一壁候选，但再结晶脆化、氚滞留等问题未解决 -
成本限制: 钨供应链面临瓶颈——一座聚变堆需约2000吨钨，而全球年产量仅约1400吨 [10.The Fusion Report] -
时间预期: 纳米涂层与梯度材料技术有望在2028-2032年取得突破 [8.前瞻产业研究院]
2.4 行业驱动力分析
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2.5 行业生命周期定位
我们判断，可控核聚变当前处于萌芽期向高速成长期过渡阶段，依据如下：
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支撑判断的正向信号: 私人投资3年增长超5倍，45+家企业进入商业化竞赛，HTS技术突破使紧凑型装置成为可能，Helion已签商业购电协议 -
需要关注的风险信号: 磁约束Q>1尚未实现，氚自持未验证，第一壁材料寿命不足，商业化时间表可能推迟 -
与相邻行业的周期对比: 类似2015年的电动汽车行业——技术可行性已验证，但成本和基础设施尚未就绪，正处于从实验室到产业化的关键跨越期
3. 技术路线对比与二阶问题
3.1 技术路线概览
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路线A — 磁约束-托卡马克（Tokamak）: 利用环形磁场约束高温等离子体，是研究最深入、投入最大的路线，包括传统托卡马克和基于HTS的紧凑型托卡马克 -
路线B — 磁约束-仿星器（Stellarator）: 利用复杂三维螺旋磁场实现稳态等离子体约束，无需等离子体电流驱动，天然稳定但结构复杂 -
路线C — 惯性约束（ICF）: 利用高功率激光或脉冲压缩燃料靶丸实现瞬间聚变点火，2022年NIF首次实现Q>1 -
路线D — 场反位形/其他新路线（FRC/Z-pinch等）: FRC利用紧凑圆柱形磁场构型，Z-pinch无需外部磁体，追求小体积、低成本
3.2 技术路线对比
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技术就绪水平（TRL, Technology Readiness Level）说明:
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TRL 1-3: 基础研究/概念验证阶段 -
TRL 4-6: 实验室验证/原型开发阶段 -
TRL 7-9: 示范验证/商业化阶段
3.3 各路线成熟度评估
路线A: 托卡马克
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TRL等级: 6-7 -
当前阶段: 中试/示范堆设计 -
关键里程碑: JET Q=0.67(1997), HTS磁体20T(2021), EAST 1亿℃1056秒(2023), 洪荒70放电(2024) -
剩余挑战: 持续Q>1运行、等离子体破裂防范、氚自持验证 -
预计产业化时间: 2030-2035年 -
置信度: 高 [1.Nature Physics][3.Scientific American]
路线B: 仿星器
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TRL等级: 5-6 -
当前阶段: 实验室验证 -
关键里程碑: W7-X实现优质等离子体(2023), Proxima Fusion获1.3亿欧元融资(2025) -
剩余挑战: 复杂三维磁体制造、成本降低、约束性能提升 -
预计产业化时间: 2035-2040年 -
置信度: 中 [1.Nature Physics]
路线C: 惯性约束
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TRL等级: 4-5 -
当前阶段: 实验室验证 -
关键里程碑: NIF实现点火Q>1(2022), Pacific Fusion获9亿美元A轮(2025) -
剩余挑战: 重复频率提升（从每天数发到每秒数发）、靶丸低成本量产 -
预计产业化时间: 2035-2040年 -
置信度: 低-中 [9.Adopter]
路线D: FRC/Z-pinch
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TRL等级: 3-4 -
当前阶段: 实验室/早期工程 -
关键里程碑: Helion实现1.5亿℃(2025), 与微软签50MW购电协议 -
剩余挑战: FRC等离子体稳定性验证、磁压缩聚变条件实现 -
预计产业化时间: 2028-2035年（Helion最早，但不确定性最高） -
置信度: 低 [3.Scientific American][7.新浪财经]
3.4 二阶问题分析
我们认为，路线A（托卡马克）在解决当前瓶颈后，可能面临以下二阶问题：
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大型超导磁体批量制造的供应链瓶颈: 从实验室磁体到电站级批量制造，需要建立全新产业链
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触发条件: SPARC/ARC进入商业部署阶段 -
影响范围: 超导带材、磁体绕制、低温系统 -
应对思路: 提前布局REBCO带材产能和自动化绕制产线 -
氚供应链的安全与监管问题: 聚变电站大规模部署将消耗大量氚，氚的运输、储存和使用面临核安全监管
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触发条件: 示范堆进入氚运行阶段 -
影响范围: 全产业链，监管部门 -
应对思路: 提前制定氚管理法规，建设增殖毯验证设施
我们认为，路线D（FRC）在解决当前瓶颈后，可能面临以下二阶问题：
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FRC小型堆的核安全监管框架缺失: 现有核安全法规基于裂变堆设计，FRC小堆可能面临”无法可依”的困境
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触发条件: FRC装置进入发电示范阶段 -
影响范围: 监管审批、选址、公众接受度 -
应对思路: 推动建立聚变专用监管框架（区别于裂变）
3.5 技术路线选择建议
我们认为，在当前技术发展阶段：
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托卡马克（含HTS紧凑型） 最适合大型基荷电站场景，因为物理基础最扎实、数据最丰富、产业链最完善 -
FRC-SMR 最适合AI数据中心等分布式高可靠性供电场景，因为模块化设计、体积小、理论建造成本最低 -
仿星器 可能成为长脉冲/稳态运行的最终方向，因为天然无破裂风险，但需等待材料与制造工艺进步
4. 竞争格局与代表性企业
4.1 全球市场份额分布
核聚变行业尚未形成传统意义的”市场份额”，以下按累计融资金额排序反映资本看好程度
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4.2 代表性企业对比（表格）
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4.3 国内企业格局对比（重点覆盖非上市公司)
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其他相关企业（公开信息有限，仅列名称及已知信息）:
星能玄光: 聚变能源方向 [5.36氪] 未来聚变能源: 聚变能源方向 [5.36氪]
4.4 行业集中度分析
核聚变行业处于萌芽期，传统市场份额指标不适用。按累计融资额计算：
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集中度趋势: 全球融资向头部企业集中，但新进入者（Pacific Fusion等）仍能获得大额融资，说明资本对技术路线多元化持开放态度。中国国内”国家队”占据绝对融资优势，民营企业需通过差异化路线突围。
4.5 联盟与合作关系
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联盟格局判断:
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主要阵营: 美国阵营(CFS+MIT, Helion+微软+OpenAI) vs 中国阵营(国家队+民营+地方国资) -
趋势变化: 从纯技术竞赛转向”技术+场景”绑定，AI数据中心成为聚变商业化的核心锚定场景
4.6 竞争格局特征总结
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国家队与民营协同: 中国形成”国家队奠基+民营突击”格局，美国以民营主导，全球路线分化明显 -
融资加速集中化: 2024-2026年融资密度远超历史总和，大额融资向头部聚集 -
技术路线尚未收敛: 托卡马克仍为主流但FRC/Z-pinch等新路线资本青睐度上升 -
AI成为关键变量: 数据中心电力需求成为聚变商业化的最强现实驱动力
5. 国内一级市场融资盘点
5.1 融资表格（按融资时间倒序）
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5.2 融资趋势分析
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6. 产业链图谱
6.1 产业链全景图
上游（原材料/设备） → 中游（装置设计/制造/集成） → 下游（应用/市场）
↓ ↓ ↓
超导材料(REBCO/Nb₃Sn) 聚变装置整机设计 发电(基荷/分布式)
特种钢材/高温合金 磁体系统制造 工业供热
钨/铍第一壁材料 真空室/冷屏制造 海水淡化
氚燃料/锂增殖材料 诊断/控制系统集成 航天推进
脉冲电源/超导电缆 等离子体加热系统 医疗同位素
6.2 各环节详细说明
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6.3 产业链关键节点分析
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上游瓶颈: REBCO高温超导带材产能不足，全球年产量仅满足约2-3台聚变装置需求；钨供应受全球年产量（~1400吨）制约，单座聚变堆需约2000吨 [10.The Fusion Report] -
中游集中度: 装置整机环节高度集中，全球仅约10家企业具备聚变装置设计与制造能力 -
下游需求驱动: AI数据中心电力需求是最强驱动力，高盛预计2030年达1130TWh [7.新浪财经]
6.4 价值链分析
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价值链关键发现:
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最高附加值环节: 中游磁体系统，占终端价值30-40%，原因是HTS磁体设计与制造是聚变装置的核心壁垒 -
价值迁移趋势: 从传统大型托卡马克的基建驱动，向HTS紧凑型的磁体驱动迁移；超导带材从成本中心变为价值中心 -
投资启示: 我们认为，超导材料（REBCO带材）和磁体系统是产业链中投资价值最高的环节，兼具高壁垒和高附加值
7. 成本结构与BOM分析
7.1 成本构成
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7.2 BOM分析
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7.3 成本趋势与降本路径
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规模效应: REBCO带材产能每翻倍，成本预计下降15-20%；从当前~降至20-30/kA·m目标 -
技术改进: HTS磁体设计优化（从手绕到自动化绕制），预计降低磁体制造成本30-50% -
国产替代: 中国在铌材/钨材/钛合金领域已实现高度国产化，REBCO带材国产替代进行中 -
参考标杆: 星环聚能称其下一代装置Q>1造价约15亿元，远低于传统大型托卡马克路线
8. 前沿科研团队
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9. 代表性上市公司财务与估值
可控核聚变尚未产生直接的上市公司营收，以下选取产业链相关标的
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⚠️ 以上公司主营并非核聚变，聚变相关业务占比较小。估值反映当前主业水平，聚变为长期催化因素。
10. 政策环境与监管动态
10.1 国内政策支持
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10.2 全球政策对比
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10.3 政策影响分析
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利好因素: 中国”十五五”将核聚变纳入战略性新兴产业，国家队百亿注资释放强烈政策信号；全球主要经济体均将聚变列为战略优先方向 -
监管风险: 聚变能的核安全监管框架尚未独立建立，现有法规基于裂变堆，可能导致审批周期过长；美国ITAR出口管制可能限制国际合作 -
区域差异: 中国政策推进最为集中高效，”国家队+地方”协同推进；美国以市场驱动为主、政策为辅；欧盟注重长期基础研究投入
11. 风险与机遇
11.1 核心风险
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11.2 核心机遇
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12. 结论与展望
12.1 核心结论
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我们认为，可控核聚变正处于从科学实验向工程化竞速的历史转折点，HTS技术突破和AI数据中心需求是两大核心催化剂 -
我们认为，托卡马克路线（含HTS紧凑型）仍是最可能率先实现商业化的方向，但FRC-SMR路线在分布式小堆场景具有独特优势 -
我们判断，中国”国家队+民营”协同模式将在全球聚变竞赛中占据重要地位，3-5年内有望出现Q>1的中国民营装置
12.2 未来展望
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短期（1-2年）: CFS的SPARC有望实现Q>2；诺瓦聚变计划实现首次等离子体放电（2026底）；星环聚能推进CTRFR-1建设；更多互联网/AI资本进入聚变赛道 -
中期（3-5年）: 首台商业示范电站建成（Helion 2028目标）；BEST装置完成发电演示；氚增殖毯验证；聚变监管框架初步建立 -
长期（5年以上）: 2030-2035年多台聚变示范电站并网；聚变电力成本降至$50-100/MWh；FRC-SMR模块化小堆实现批量部署
12.3 投资建议方向（仅供参考，不构成投资建议）
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关注超导材料环节: REBCO高温超导带材是聚变装置的核心材料，兼具高壁垒和高附加值，上海超导等企业值得关注 -
关注FRC-SMR路线: 与AI数据中心需求高度匹配，诺瓦聚变等FRC企业具有先发优势 -
关注”聚变+”场景: 聚变衍生技术（诊断系统、脉冲电源、超导采集仪等）已有商业化收入，可降低投资风险
12.4 投资价值判断框架
最具投资价值的产业链环节:
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投资时机判断:
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我们判断，当前是布局该领域的好时机，因为技术突破（HTS+AI控制）和政策支持（”十五五”规划+百亿注资）形成了罕见的历史窗口，但投资周期需以5-10年为预期，适合耐心资本
12.5 优秀标的画像
我们认为，该领域值得关注的优秀标的应具备以下特征：
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13. 参考文献
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[Nature Physics] – A brief history of nuclear fusion(https://www.nature.com/articles/s41567-020-0940-7)-2020.06.11 -
[World Nuclear Association] – Nuclear Fusion Power(https://www.world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/nuclear-fusion-power)-2025.06.05 -
[Scientific American] – How Three Fusion Reactor Designs Could Power Tomorrow(https://www.scientificamerican.com/article/how-three-fusion-reactor-designs-could-power-tomorrow/)-2025.09.16 -
[Startup Wired] – Top 10 Fusion Startups That Ruled 2025(https://startupwired.com/2026/01/01/top-10-fusion-startups-that-ruled-2025/)-2026.01.01 -
[36氪] – 12家公司、上百亿融资背后：国内核聚变赛道投资起风了(https://36kr.com/p/3402620670216582)-2026.05.01 -
[21财经] – 诺瓦聚变融资12亿，民营核聚变最大天使轮诞生(https://m.21jingji.com/article/20260410/herald/b5734e932e24ae6a62e986f539d52a9c.html)-2026.04.10 -
[新浪财经] – 10亿！开年最大核聚变融资诞生了(https://finance.sina.com.cn/roll/2026-01-12/doc-inhfzcnv8529869.shtml)-2026.01.12 -
[前瞻产业研究院] – 2025年中国可控核聚变行业投融资及兼并重组分析(https://www.qianzhan.com/analyst/detail/220/250421-b390b15d.html)-2025.04.21 -
[Adopter] – 25 Key Statistics on Nuclear Fusion for 2026(https://www.adopter.net/knowledge-hub/25-statistics-on-nuclear-fusion-you-need-to-know-in-2026)-2026.01.20 -
[The Fusion Report] – The Fusion Supply Chain(https://thefusionreport.com/the-fusion-supply-chain-scaling-fusion-energy-from-foaks-to-thousands/)-2025.03.13 -
[IAEA] – Fusion Energy in 2025: Six Global Trends to Watch(https://www.iaea.org/newscenter/news/fusion-energy-in-2025-six-global-trends-to-watch)-2025.10.28 -
[Vatsal Pandya] – Private Fusion: Tokamak vs Stellarator(https://www.vatsalpandya.com/blog/fusion-startup-wars-tokamak-vs-stellarator)-2025.09.23 -
[BusinessCraft] – Helion, CFS, Tokamak Energy & TAE: How Fusion Technologies Are Diverging by 2026(https://businesscraft.se/business/helion-cfs-tokamak-energy-tae-how-fusion-technologies-are-diverging-by-2026/)-2025.12.15 -
[Nature Tech Memos] – Top 10 Fusion Energy Startups to Watch in 2026(https://www.naturetechmemos.com/p/top-10-fusion-energy-startups-to-watch-in-2026)-2026.04.11 -
[Energy Solutions] – Fusion Energy Breakthroughs 2026(https://energy-solutions.co/articles/sub/fusion-energy-breakthroughs-2026)-2026.01.18 -
[The Fusion Report] – Fusion Energy: Can It Be Cheap Enough?(https://thefusionreport.com/fusion-energy-can-it-be-cheap-enough/)-2025.04.22 -
[IEEE Spectrum] – China Takes a Bold Leap in Fusion Energy(https://spectrum.ieee.org/china-nuclear-fusion-reactor)-2025.04.29 -
[中商情报网] – 2025年中国可控核聚变行业重点企业综合竞争力排名(https://www.askci.com/news/20250403/092757274364367718316130.shtml)-2025.04.03 -
[EUROfusion] – History of Fusion(https://euro-fusion.org/fusion/history-of-fusion/)-2023.01.01 -
[ITER] – Road to ITER(https://www.iter.org/project/road-iter)-2023.10.20
综合置信度：72% ├─ 来源质量（S/A占比）：50% ├─ 验证覆盖率：8/12 ├─ 时效性：75% └─ 完整度（无缺口维度/总维度）：11/12 ─────────────────────────────────────
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