观察｜核聚变加速商业化，高温超导材料的春天终于来了？

2025年聚变能源发展进入决定性的新阶段，曾经主要停留在科学概念与实验室突破的目标，如今正加速转化为可预期的产业化机会。国际原子能机构（IAEA）近日发布的《2025年世界聚变展望》如是指出。

要实现核聚变反应，需同时满足足够高的温度、一定的密度和能量约束时间。目前全球范围内的聚变研究主要集中在磁约束聚变和惯性约束聚变两种主要的技术路径上。其中，托卡马克装置作为主流的磁约束途径，超导磁体是其核心部件之一。

利用高温超导磁体技术开发的紧凑型聚变堆正是近年来新的热点。我国聚变产业商业化“国家队”中国聚变公司的总经理张立波此前即介绍，公司将采用高温超导材料的紧凑型磁约束聚变路线。该公司将在上海新建一个暂命名为“中国环流四号（HL-4）”的聚变实验装置，用以验证其在上海研制的高温超导磁体。

上述IAEA报告也以专门章节聚焦于高温超导磁体，指出这项革命性技术正在新一代磁约束聚变装置的研发中发挥着关键作用。报告写道，高温超导磁体是下一代聚变装置“降本增效”的关键。与传统低温超导相比，高温超导能在更高温度下实现超导，且磁场强度可达低温超导的2-3倍，而聚变功率与磁场强度的四次方成正比。这意味着高温超导可将装置体积缩减50%以上，大幅降低建设成本。

从产业发展的规律可预见，聚变能源迈向商业化的征程中，高性能的高温超导磁体将率先被攻克。需要指出的是，尽管高温超导材料在20世纪80年代末已被发现，但至今仍处于性能提升和应用突破的阶段。聚变装置牵引下的需求骤增，或将快速催化高温超导材料这一领域的技术迭代成熟和规模化降本。

“我们希望聚变最终能够成功，但这个过程肯定是漫长的，在它‘干成’的过程中，材料一定会先‘干成’。”上海交通大学电气工程学院教授赵跃在接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者采访时表示，在核聚变发展的牵引下，高温超导材料或将迎来应用突破的真正转折点。赵跃同时也是国内近年来新成立的高温超导材料企业之一甚磁科技的创始人。

能量奇点洪荒70，全球首台全高温超导托卡马克装置。

核聚变热催生高温超导材料需求骤增

超导现象的发现被认为是20世纪最伟大的发明之一，也是物理学的圣杯。

100多年前，荷兰物理学家昂内斯（Kamerlingh Onnes）为人类打开了超导这扇大门。汞是科学家发现的第一个超导体，其超导Tc为4.2K。所谓的超导Tc即超导转变温度，也就是超导体由正常态进入超导态的温度。

随后的1960年，铌钛（NbTi）、铌三锡（Nb3Sn）等低温超导材料体系被发现，后续被商业应用于医疗、轨道交通等领域。步入20世纪80年代，高温铜氧化合物超导体的出现，则突破了超导应用温度的壁垒，即由液氦提升至液氮温区，进一步拓宽了超导的工程化应用范围。

“我们今天谈论的能够应用的超导材料叫作实用超导材料。”赵跃介绍称，截至目前实用超导材料大致分为三类，低温超导材料、高温铜氧化合物以及二硼化镁和铁基等。其中，高温铜氧化合物中的稀土钡铜氧由稀土、钡、铜、氧元素组成，被称为第二代高温超导带材。

总体而言，零电阻是超导体的基本特征之一，另一重要特征则是迈斯纳效应。继昂内斯上述发现20余年后，迈斯纳在研究测量中发现，材料处于超导态时，其内部磁场为零，展现出完全抗磁性，这也就被称为迈斯纳效应。

科学界和产业界持续推动超导材料的演进方向，则是拓宽其应用范围、提升其综合性能（如力学、电学、热学等）、降低其生产加工成本。“潜在的成本优势、高运行温度、优异的力学性能，使得稀土钡铜氧这个二代高温超导带材脱颖而出。”赵跃提到。

赵跃以力学性能举例进一步提到，“超导材料的实用不光取决于零电阻和抗磁性，力学性能也非常重要，尤其在可控核聚变应用中，超强磁场下的洛伦兹力会施加到超导带材上。”换言之，如果力学性能不好，超导带材也无法成为理想的超导实用材料。

赵跃创立的甚磁科技系上海交通大学科技成果转化衍生企业，该公司成立于2022年，赵跃等创始团队则已致力于高温超导带材研发和应用研究近20年。“相比十几年之前，高温超导材料现在面临的挑战仍然很多。”赵跃谈及，在超导材料应用拓展的过程中，“十年前认为主要是用于输电场景，现在认为更大的需求来自聚变强场磁体。”

相比之下，聚变应用中超导材料面临更为苛刻的条件，材料的性能需要进一步提升。其次，聚变对超导材料需求的数量级提升，也进一步要求材料不仅要“用得好”，也要“用得起”。赵跃同时强调，更为复杂的应用场景下，产业链上下游的协同显得更为重要，“需要更多互相反馈，进一步迭代，这样才能真正地用起来，这一块实际上也还有很多工作要做。”

需求端的变化可用美国核聚变商业公司CFS作为参考样本。这家由麻省理工学院衍生而来的私营公司在2023年对超导带材的需求超过了以往全球十年的总和。CFS公司此前还宣布，在完成SPARC验证后，将开展建设大批量商业化聚变电厂ARC，而单个ARC工程装置需要2万公里高性能超导带材。当下全球能实现稳定批量年产千公里级以上的第二代高温超导带材生产商仅有2家。

中银国际此前的一份研究报告乐观预计，高温超导潜在市场规模可达千亿。研究机构Ignition Research也预计，若核聚变完全商业化，到2050年可控核聚变行业将成为一个至少1万亿美元的市场，对应超导磁体空间超千亿美元。

赵跃对澎湃新闻记者强调，纵观高温超导材料问世以来的发展历程，当下的机遇史无前例。同时，核聚变应用对超导带材性能和价格均提出新的要求，将牵引“研发-生产-产业”模式的巨变。

高温超导带材。

扩产潮下的冷思考

IAEA引用聚变装置信息系统（FusDIS）最新数据，截至2025年年中，全球聚变装置总数达172台，较2024年增加13台。IAEA总干事Rafael Mariano Grossi在报告序言中强调，“聚变能源的发展已不再是‘是否可能’，而是‘如何加速’。”

其认为，2025年的技术突破、产业协同与政策支持，正将核聚变这一“终极清洁能源”的落地时间线不断提前——2030年代首批试点电厂并网，2040年代规模化商业部署，2050年代成为全球碳中和的核心支撑，或将成为聚变能源的“全球路线图”。

可控核聚变的“美好愿景”正在掀起产业界的投资热。投资者按照产业链图谱搜寻时，关键的高温超导材料生产商成为不可遗漏的标的。甚磁科技是该领域中的年轻力量，同期成立的还有深创超导、量晶科技等。而领域中的“资深前辈”则包括上海超导、上创超导、东部超导。

据澎湃新闻记者了解，仅靠PPT就能让投资者下注的情形在领域内并不罕见。

甚磁科技在成立后的第一年，即2023年4月和8月先后完成了两轮融资，总融资金额超过亿元人民币，投资方包括中国航天、联想创投、中科创星、云启资本、上海交通大学母基金等知名投资机构。该公司完成第一轮融资时，公司成员仅有5人，第二轮融资交割完成之际，成员也仅12人左右。

就这类新成立的初创公司，赵跃也解释了受资本追捧的部分原因。全球范围内目前从事第二代高温超导带材的企业有近20家，“从大的方向来看，其中涉及的细分路线有7-8种。”第二代高温超导带材外观表现为超薄金属带，通常由金属衬底、缓冲层、超导层、保护层等组成，是一种涂层超导体。

赵跃介绍，在技术工艺路线选择上，金属衬底已基本收敛，而超导层镀膜技术目前主要有物理法和化学法，其中物理法中的脉冲激光沉积（PLD）大约贡献了全球70%以上的产能。“倒回到10年前，格局并不是这样的，当时更多的一些工艺技术都已被历史淘汰了。”

赵跃认为，从这个层面上来说，像甚磁科技这样的新公司有着所谓的后发优势。“不仅仅是某家公司，整个行业的工艺路线选择都是比较漫长的，市场对带材的需求定位清晰也经历了漫长的酝酿，我们至少把这段时间跳过去了。”当然，相比之下，数十年前成立的那些“老牌公司”也有着先发优势，“他们已经用相当长时间积累了客户群，客户对他们产品的稳定性也有了一定认可。”

稳定的批量化制备能力目前仍是行业挑战之一。华泰证券在近期的一份研报中指出，从实际产业化落地产能来看，REBCO系高温超导带材产业化商业化的企业全球范围内不出十家，技术壁垒大、市场集中度高。主流厂家包括美国 SuperPower、韩国SuNAM、俄罗斯SuperOx、日本FFJ和中国上海超导等。

值得一提的是，华泰证券的统计显示，中国生产商目前在全球市场中占据着半壁江山。报告认为，随着我国头部高温超导带材企业的融资扩产加速，看好中国高温超导带材产业在市场优势和工程优势下继续跑出全球加速度。

甚磁科技在经历两轮融资后，目前也已建成千公里以上产能的先进高速镀膜生产线，今年已陆续将产品批量化交付客户。不过，赵跃表示，公司目前产能建设应该暂时告一段落，近期重点在于市场开拓和产品投放。

其同时提醒，高温超导材料行业仍然是一个较为前沿的领域，“大家会有美好的期待，但这些期待有时候会转变成激进的行为，其中就包括大步上产能，这些不一定有利于行业持续健康的发展。”

赵跃观察到，在全球扩产中，中国企业尤为迅猛，同时这一前沿行业已有了“内卷”态势。其呼吁，“我们需要通过技术进步、技术迭代去降本，从而推动行业发展，不要通过这种‘内卷式’竞争来降价。”

“高温超导带材的原材料（例如哈氏合金基带）也是高科技产品，我一直觉得不能因为有很多供应商的选择就去压他们的价格，这样就没有人愿意做了，这对我们没有任何好处。”赵跃还提到另一个维度，“行业如果‘内卷’，一批培养积累的人才也会逐渐都跑到其他行业，这也不利于行业发展。”

其强调，“短时间内，利用资本的力量，利用现在整个核聚变发展的大趋势和国家的政策，整个行业可能看起来欣欣向荣，但是从我们真正从业人员的角度来讲，不希望这是昙花一现，还是需要有持久的后劲。”

行业龙头企业上海超导也显然意识到这一风险。该公司在招股说明书中写道，各生产商扩产意愿强烈，跨区域的竞争将逐渐显现，行业竞争逐渐走向交锋态势。如果未来高温超导材料行业市场竞争加剧，其他生产商供给能力或技术能力增强，可能导致公司产品销售不畅，进而对公司的业务发展和经营业绩造成不利影响。

此外值得关注的是，在核聚变需求推动高温超导带材降本预期下，电缆、磁悬浮、储能等更早试水的领域也有望迎来真正解锁。“这些领域技术验证已经十几年了，推不动的主要原因是经济性劣势，大家不愿意用也就很难进一步验证可靠性。”

作为行业内的“老兵”，赵跃认为高温超导材料在核聚变以外的场景落地，特别是推动商业场景的实现具有很大的价值和意义，“之前始终没看到大规模应用的转折点，它们就在等这么一个时刻，从这个角度来看，核聚变来了是一个新的契机。”