可控核聚变被视为未来数据中心供电的“终极梦想”，也是当前大国博弈的核心战略赛道。
12月18日，特朗普媒体科技集团拟并购核聚变公司TAE。合并后的公司计划在2026年选址并开始建设世界上第一个公用事业规模的核聚变发电厂，旨在应对AI发展带来的巨大能源需求。
12月17日，我国新一代人造太阳核心动力源，全球最大规模超级电容脉冲供电系统子系统研制成功并完成验收。
政策端，“十五五” 规划建议提出前瞻布局未来产业，核聚变被列为6个重点扶持的未来产业之一，目标成为未来10年新增规模相当于再造一个中国高科技产业的经济增长点。
产业端，近年来可控核聚变频繁出现重大进展，但距离实现商业化发电还需较长时间，目前行业整体处于工程验证阶段。
作为未来产业之一，核聚变当前多种路线并行，最终路线尚未完全确立。
在之前的文章中，我们梳理了可控核聚变产业链全景解析
本文重点聚焦可控核聚变三大核心技术路线之一：磁约束核聚变。
可控核聚变行业概览
可控核聚变是通过人工手段，在严格约束的条件下持续、稳定地控制核聚变反应，使其能量以可调节的方式释放，并转化为可利用能源的技术。
其核心目标是模仿太阳内部的能量产生机制，但通过工程手段实现反应过程的精准管理，而非像氢弹爆炸或恒星内部那样不可控。
与核裂变相比，可控核聚变释放能量大，原料来源丰富，安全可靠、环境友好、产生的放射性废物少，是未来能源的终极解决方案。尽管技术难度高，但其潜在价值（如彻底解决能源危机、气候问题）使其成为全球科研的重点方向。
可控核聚变三大核心路线
可控核聚变反应装置根据约束方式和技术原理，主要分为磁约束型、惯性约束型、磁惯性约束型三大类。
磁约束核聚变：通过强磁场构建“磁笼”约束高温等离子体，托卡马克装置（如国际热核聚变实验堆ITER、中国“东方超环”EAST）是磁约束路线的主流。
惯性约束核聚变：借助高功率激光或离子束从多个方向同时轰击燃料靶丸，瞬间产生的高温高压使燃料因惯性来不及扩散就发生聚变反应，类似氢弹爆炸的可控化模拟。美国国家点火装置（NIF）是惯性约束路线的标志性设施。
磁惯性约束核聚变：融合前两种技术特点，先通过磁场约束等离子体，再利用机械压缩或激光加热进一步提升密度和温度，降低实现聚变反应的门槛。
以上三类装置各有优劣，本文重点聚焦当前国际主流研究方向：磁约束核聚变路线。
磁约束核聚变是利用强磁场将高温等离子体约束在有限空间内，使其达到核聚变条件（高温、高密度、足够约束时间）的技术。
核心原理是通过磁场限制带电粒子的横向运动，形成螺旋状轨迹，从而避免等离子体与容器壁接触并维持稳定。
其优势包括可长时间稳定运行，为核聚变反应提供持续的环境，是实现商业化发电的理想选择。
并且适合构建大规模发电站，满足大规模能源需求。相比其他核能技术，产生的中子辐射和放射性废物相对较少。缺点是装置复杂且造价高昂且技术难度大。
基于磁约束原理，衍生出托卡马克、磁镜、仿星器、场反位形、球形托卡马克、直线箍缩、环箍缩等装置。
托卡马克是当前研究最广泛、技术成熟度较高的磁约束装置。全球已建成60多个托卡马克装置，是唯一实现过氘氚聚变功率输出的技术路径。
托卡马克装置
托卡马克装置通过真空室容纳并隔离高温等离子体，利用磁体系统产生的强大磁场来约束和控制等离子体的电流与形态。
英文名称“Tokamak”，源自环形结构（Toroidal）、真空腔室（Kamera）、磁场（Magnitnye）以及线圈（Katushki）的俄语首字母缩写。
托卡马克核心结构为环形真空室，其外部环绕着多层线圈，包括内极向场线圈、外极向场线圈、环形磁场及总磁场（螺旋形），共同维持等离子体稳定运行。
当线圈通电时，装置内部会生成强螺旋形磁场，该磁场可将真空室内的等离子体加热至超高温状态，进而触发核聚变反应。
真空室
真空室是托卡马克装置的核心环形容器，其内部创造出一个高真空环境，以维持等离子体的存在，容纳并隔离高温等离子体的超高真空环境。
真空室内部关键组件包括包层系统、偏滤器和第一壁，主要材料为可耐受高能中子辐照的不锈钢、铁素体马氏体钢等。
包层系统：覆盖真空室内壁，吸收中子能量转化为热能，并增殖氚燃料。包层模块的核心组成部分包括第一壁、氚增殖区及屏蔽模块三部分。
兰石重装研制焊接式热交换器（PCHE）应用于中国聚变工程实验堆（CFETR）氦冷包层项目，实现核聚变领域国产化突破。融发核电具备核聚变真空室量产能力，真空室焊缝合格率稳定在99%以上。
第一壁：托卡马克装置中直接暴露于高温等离子体（温度可达1亿℃以上）的部件，直接与等离子体接触，减少等离子体对真空室内壁的溅射侵蚀。我国为ITER研制的第一壁为三层结构。
安泰科技作为全球唯二掌握钨基偏滤器全流程制造技术的企业，独家供应EAST、KSTAR等国际主流装置。东方钽业实现铍材“原子级”纯度控制，为ITER项目第一壁“铠甲”材料独家供应商。楚江新材子公司顶立科技为第一壁材料制造提供钨合金超高温烧结装备、钎焊焊料等关键技术支持。派克新材作为国内少数能提供核聚变核心锻件的企业，与其它核心厂商共同构成材料供应体系。
偏滤器：位于真空室底部，通过磁场将等离子体边缘的杂质（如碳、氧）引导至偏滤器靶板。ITER偏滤器采用“单零”或“双零”位形设计，中国EAST已实现高功率长脉冲偏滤器运行。
国光电气真空室焊接变形量控制在0.1mm以内，达到欧洲ITER总装车间同等水平，作为国内唯一全尺寸第一壁制造企业，独家供应ITER偏滤器模块，同时为国内EAST装置提供偏滤器。安泰科技是全球首家量产ITER全钨复合偏滤器，耐高温达1亿℃，应用于EAST、ITER及CRAFT项目，2025年承接中国环流三号升级项目。合锻智能2025年交付全球首台紧凑型聚变堆真空室，获中科院合肥研究院追加订单，技术获CFETR认证。
真空杜瓦：也叫低温恒温器，提供保温效果并支撑整体结构，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。
上海电气具备全高温超导托卡马克主机系统制造能力，交付ITER极向场线圈及磁体冷态测试杜瓦（低温恒温器）。航天晨光中标BEST杜瓦项目，并研制交付ITER杜瓦矩形波纹管，围绕“紧凑型聚变能实验装置杜瓦系统底座制造技术”等26项核心关键技术研发项目展开布局。
超导磁体系统
磁体系统是托卡马克装置的核心，通过强磁场约束上亿摄氏度高温等离子体，实现持续聚变反应。
纵场线圈产生环绕真空室的强大磁场，中心螺线管/极向场线圈产生并控制等离子体电流和形状。产生并维持稳定强磁场的高温超导磁体是磁约束路线的核心，设计制造和稳定运行技术难度极高。
低温超导磁体：西部超导为ITER、EAST等提供NbTi/Nb₃Sn线材，东方电气研制HL-2M中心柱线圈，掌握大尺寸超导线圈制造工艺。
高温超导磁体：高温超导磁体临界温度高于25K，涵盖BSCCO、YBCO及铁基材料，可在相对较高的温度下运行，磁场强度更高，是未来主流方向。
永鼎股份控股子公司东部超导量产第二代REBCO带材，应用于ITER磁体馈线及BEST装置。联创光电子公司江西联创光电超导技术有限公司（联创超导）先后完成了REBCO集束缆线及高温超导磁体的设计，2025年1月完成国内首个基于高温超导缆线的D型线圈20K温区低温实验。上海超导产能占国内80%，为洪荒70提供高温超导磁体。中国核电中标中科院BEST装置TF线圈盒、新奥集团“玄龙50”主设备等项目，交付全球首台全高温超导托卡马克装置主机系统。
磁体线圈：核聚变超导磁体主要挑战在于磁体要承受磁场本身对载流线圈产生的巨大机械应力，也可以想象成给气球加压。上海电气具备全高温超导托卡马克主机系统制造能力，交付ITER极向场线圈。国机重装作为批量生产TF线圈盒的企业，已完成CRAFT、BEST等项目核心部件交付。
托卡马克核心项目
ITER（国际热核聚变实验堆） ：全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目，旨在验证托卡马克实现长时间稳态聚变能输出的可行性。中国承担校正场线圈、磁体馈线等关键部件研制，100%自主完成磁体馈线系统31套关键部件交付。中核集团牵头中法联合体参与真空室模块组装，推动核心设备安装。
ITER装置示意图及中国负责的部分及ITER托卡马克装置的主要参数：
美国SPARC装置：全球首个全高温超导托卡马克实验堆，由MIT与私营公司Commonwealth Fusion Systems合作研发。
中国“洪荒70”装置：全球首台全高温超导托卡马克装置，由国内商业公司能量奇点设计研发。2024年成功实现等离子体放电，验证了高温超导磁体在托卡马克中的工程可行性。
EAST（东方超环） ：中国首个全超导托卡马克装置，由中科院等离子体物理研究所研制。实现1亿摄氏度1000秒等离子体运行，创造高温等离子体运行时间世界纪录。验证了高温超导磁体、主动水冷第一壁等关键技术，为CFETR提供技术储备。
HL-2M中国环流器二号M ：中国新一代先进托卡马克装置，由核工业西南物理研究院研制。关键参数接近ITER水平，聚焦高约束模式、偏滤器热负荷控制等关键技术研究。
CFETR中国聚变工程实验堆：中国下一代聚变实验堆，旨在衔接ITER与未来商用聚变堆。计划2035年建成，2050年实现商用示范。
BEST紧凑型聚变能实验装置：全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）的后续项目，将在第一代EAST装置的基础上，首次演示聚变能发电，并有望率先建成世界首个紧凑型聚变能实验装置。
此外，中国聚变能源有限公司7月22日在上海正式挂牌成立，注册资本150亿元，是中核集团直属二级单位，获得中核集团、中国核电、中国石油集团昆仑资本等多家机构共同投资的约114.92亿元资金支持，将以磁约束托卡马克为技术路线，按照先导实验堆、示范堆、商用堆“三步走”发展阶段，最终实现聚变能商业化应用。
02
仿星器
仿星器（Stellarator）是通过外部磁场线圈系统实现磁约束核聚变的实验装置。
核心设计理念是通过三维扭曲的磁场线约束高温等离子体，模拟恒星内部的核聚变环境。
仿星器三维磁场设计复杂，建造难度高，但是因其稳态运行潜力，成为托卡马克之外的重要技术路线。
目前全球在运行的仿星器装置约10台，包括德国的W7-X（最大规模）、美国的HSX、日本的LHD等，与60余座托卡马克形成互补研究。
中国仿星器项目：准环对称仿星器2025年12月主体结构在成都天府新区封顶，计划2027年投入运行，填补中国仿星器研究空白。CFQS-T测试平台2024年11月通过实验验证，首次实现三维模块化线圈构建超高精度准环向磁场，进入全面建设阶段。
仿星器的关键技术包括磁场设计与加工、热流控制与偏滤器设计。
仿星器的超导磁体系统（占成本约29%）和包层模块（占10%）成本高于托卡马克，且结构复杂导致建造和维护成本较高。近年通过引入永磁体简化线圈设计（如中国提出的“two-step”永磁体策略），可降低建造难度和成本。
鸿鹄聚变（上海）能源科技有限公司成立于2023年12月，是国内首家开发高温超导仿星器作为未来聚变发电站技术路线的商业聚变公司，计划在四年内建成国际首台高温超导仿星器聚变实验装置。
场反位形（FRC）：磁约束核聚变新兴路径
此次特朗普媒体科技集团拟并购的核聚变公司TAE，是全球领先的私营核聚变能源公司，成立于1998年，专注于场反位形（FRC）技术，极大简化了装置建造和维护。
公司采用氢-硼燃料体系，反应仅产生三个氦核，不释放高能中子和放射性物质，更易实现商业化。谷歌2014年起与TAE建立了深度合作，2022年和2025年两次参与TAE融资。
FRC是没有环形场线圈的较简单的磁约束系统，直线型结构形成自封闭磁场约束等离子体。
相比传统技术，FRC无需庞大的环向磁场线圈，磁体用量减少80%以上，装置体积缩小50%，建造成本仅为托卡马克的1/5-1/10；采用铜导线磁体（非超导磁体），运维成本显著降低。
FRC产业生态
此路径多为商业聚变公司主导，全球FRC技术企业各有进展。
美国共有3家商业化公司专注于FRC核聚变路径，分别为TAE、Helion、PFS。前两家聚焦于发电，PFS聚焦用于航天推动器。
国内相关企业包括瀚海聚能、星能玄光（蚂蚁投资）、诺瓦聚变（阿里投资）。瀚海聚能建成HHMAX-901装置，聚焦发电与非发电领域商业化；星能玄光Xeonova-1装置快速落地，计划2035年建大型电站；诺瓦聚变及高校相关装置，共同推动FRC技术研究与应用。华中科技大学大型场反等离子体研究装置HFRC建成并获得第一等离子体，中国科学技术大学的串列磁镜装置KMAX聚焦“双FRC碰撞融合”研究。
瀚海聚能HHMAX-90:
资料来源：瀚海聚能
FRC核心支撑：电源系统
FRC无需庞大的环向磁场线圈，磁体用量减少80%以上，装置体积缩小50%，建造成本仅为托卡马克的1/5-1/10；采用铜导线磁体（非超导磁体），运维成本显著降低。
与托卡马克不同，场反位形装置需要大脉冲电源支撑等离子体加速至超音速碰撞和压缩，对电源依赖程度高。
聚焦于电源环节，电源占FRC装置价值量的约50%-60%。
旭光电子：成都旭光电子前身为1965年建于四川广元的国营旭光电子管厂，其真空开关管产品含核聚变装置重要功能件。2025年7月18日，瀚海聚能在成都举办了中国首台商业化直线型场反位形聚变装置HHMAX-901主机建设完成暨等离子体点亮仪式。在仪式上，旭光电子与瀚海聚能正式签订了战略合作协议。双方将围绕技术研发及聚变领域商业化发展等方面展开深度合作。
宏微科技与瀚海聚能合作开发FRC电源开关；赛晶科技 2022年起直供TAE等美国公司开关电源。
国力电子：围绕自主可控加速推进5MW级速调管、大功率闸流管国产化，支持可控核聚变工程建设。
英杰电气：为国内科研院所的核聚变重点项目提供涵盖PSM电源、直流高压电源等在内的全方位关键电源配套服务，目前产品已成功应用于多个国家级核聚变项目。
爱科赛博：构建高密度功率变换技术、高精度智能控制技术和产品化支撑技术三大技术平台，掌握了多项先进的关键核心技术。
王子新材：在可控核聚变方向，已参与国内首套核聚变项目，电容器产品应用于磁体电源系统。凭借旗下宁波新容在薄膜电容领域的积累，成为可控核聚变磁体电源系统的重要配套力量。
新风光：2025上半年公司申请加入了“聚变产业联盟”，标志着公司将核聚变能源相关的高端电源装备业务提升至公司整体战略发展层面的重要组成，对接中国科学院等离子体物理研究所及行业先行企业聚变新能。
整体来看，当前可控核聚变已上升至国家战略层面，“十五五”规划将其纳入未来产业体系，上海、安徽、江西等多地出台配套政策。美国提出2035年实现聚变并网，英国STEP项目进入工程化设计阶段，微软与Helion Energy签订购电协议，加速商业化预期。中国核聚变产业已形成“央企主导、地方协同、技术突破、资本助力”的生态格局，核心企业通过技术攻关与资本运作，正加速推动“人造太阳”从实验室走向商业化应用。