可控核聚变行业：六大体系构筑底座，90%国产化率背后仍有硬骨头

上亿度等离子体、14MeV高能中子辐照、强磁场、超高真空——可控核聚变装置的运行工况堪称“地狱级”，对材料的要求也达到了人类工程能力的极限。随着2026年全球聚变产业从基础科研全面转入工程验证阶段，关键材料体系正在成为决定这场“终极能源”竞赛胜负的核心变量。从超导磁体到第一壁，从氚增殖包层到低温绝缘，六大类材料共同构成了聚变装置的“骨骼、心脏与生命线”。而中国在这条赛道上的国产化进程，正在从“跟跑”走向“领跑”。

第一类：面向等离子体材料（PFM）——直面“太阳”的装甲

第一壁和偏滤器直接面对上亿度等离子体，承受超过20MW/m²的热流和 relentless 的粒子轰击。钨及钨合金因其高熔点、低溅射、低氚滞留等特性成为首选，安泰科技已为EAST装置供应钨铜偏滤器，支持了1066秒稳态运行的世界纪录，法国WEST装置采用的“中国造”偏滤器寿命更是国际同类产品的两倍。2025年全球面向等离子体材料市场规模达29.8亿美元，亚太地区占据46.4%的份额，预计2030年将触及51.6亿美元。此外，全球第一壁材料市场2025年约4.2亿美元，预计2026年将增长至5.8亿美元。

第二类：结构支撑材料——装置的“骨架”

低活化马氏体钢（RAFM，中国牌号CLF-1）用于包层结构和真空室，抗中子辐照、低活化，完全自主可控。最具标志性的是中国首创的超低温高强韧无磁钢CHSN01——在零下269℃液氦中屈服强度达1.5GPa，延伸率超30%，可承受20T强磁场，已批量应用于BEST装置首批500吨。钢研总院与中科院等离子体所为此联合攻关12年。

第三类：超导磁体材料——成本占比最高的“心脏”

超导磁体占聚变装置总成本的30%-40%，是价值量最高的单类材料。2026年核聚变磁体应用对应需求规模预计达27.8亿美元。西部超导是全球唯一实现NbTi锭棒→线材→超导磁体全流程自主可控的企业，Nb₃Sn超导线材已打破国外垄断、形成批量供应，并已向CRAFT项目供货。2026年4月，西部超导联合中科院等离子体所成立合肥聚能超导线材科技有限公司，建设聚变工程专用高性能超导线材研发与产业化平台。在高温超导领域，2025年全球可控核聚变装置用第二代高温超导带材市场规模约6亿元，预计2030年将快速增长至49亿元。2025年10月，中科院金属所突破哈氏合金C276基带国产化——厚度仅0.046mm（约发丝一半），长度超2000米，表面粗糙度小于20nm。2026年6月，ITER校正场线圈100%中国造在合肥竣工交付。

第四类：氚增殖包层材料——燃料自持的“命门”

氚在自然界几乎不存在，聚变堆必须通过包层增殖氚来实现燃料自持，这是商业化的前提。2025年全球氚增殖材料市场规模约2.8亿美元，其中陶瓷增殖剂（Li₂TiO₃、Li₄SiO₄）占据超72%份额，预计2030年将突破8.5亿美元。这是当前中国聚变材料体系中最核心的瓶颈之一——需同时耐受高中子通量、超500℃高温、强腐蚀液态锂铅环境。CFETR将提供工程测试平台。

第五类：绝缘与连接材料——磁体的“隐形生命线”

耐辐照聚酰亚胺和氰酸酯树脂用于超导磁体绝缘，目前部分依赖进口，但东材科技等国内企业正加速替代。偏滤器异种材料连接（钨-铜连接）已实现国内数千次热循环不失效。

第六类：其他辅助材料

包括大型锻件/厚壁焊接（国机重装/中国二重）、大功率微波器件（国光电气）、氦制冷机/低温泵（中科仪、雪人股份等）。

二、行业总体判断：约90%自主可控，低温超导与第一壁已达国际领先

综合来看，中国在可控核聚变关键材料领域已实现约90%的自主可控：

✅ 完全自主且全球领先：RAFM钢（CLF-1）、CHSN01超低温无磁钢、钨铜偏滤器等，技术和产能均自主可控，部分已达国际领先水平。安泰科技是全球聚变钨组件核心供应商。

✅ 全球唯一全流程能力：西部超导在NbTi/Nb₃Sn低温超导领域拥有全球唯一的“锭棒→线材→磁体”全流程能力，深度绑定ITER及CFETR等国内外核心项目。

✅ 刚突破、待降本：REBCO高温超导带材、C276哈氏合金基带于2025年实现国产化突破，下一步是规模化扩产与成本优化。

工程验证中：氚增殖包层材料（锂陶瓷/锂铅）原理可行，但工程化验证仍需CFETR等平台推进。

⚠️ 部分依赖进口：高端耐辐照绝缘树脂占比很小（5%-10%），正加速国产替代。

三、行业融资动态：全球资本加速涌入聚变材料赛道

2026年，全球聚变领域融资持续升温：

• 美国CFS完成10亿美元新增股权融资，累计融资达40亿美元，约占全球聚变行业累计融资总额的30%。公司正在马萨诸塞州建造紧凑型托卡马克SPARC。
• 星环聚能年内完成三轮融资：1月A轮10亿元（上海国资领投），5月A+轮5亿元，8月A++轮8.8亿元，累计超20亿元。
• 超磁新能完成数亿元天使+轮融资，专注强场高温超导磁体。翌曦科技完成数亿元Pre-A轮融资，资金用于高温超导托卡马克/仿星器磁体工程化验证及百米级高温超导集束缆线产线扩建。
• 旦源星途完成天使轮融资，由复旦大学国家大学科技园孵化，聚焦核聚变、先进核能等极端环境关键材料。
• 景业智能增资控股合肥政庚，向核聚变高端装备材料环节延伸。

据中信证券研报，“十五五”期间国内30余台聚变装置将密集投建，预计2025-2030年国内总投资超3000亿元。浙商证券指出，产业链上游材料和中游核心设备供应商将迎来订单释放。

四、行业前景分析：2026-2030，聚变材料产业的“黄金窗口”

从政策端看，可控核聚变已写入“十五五”规划及《中华人民共和国原子能法》，国家战略加持力度前所未有。中国环流三号等装置正从实验研究向工程化跨越。

从需求端看，BEST装置计划2027年底建成，2030年前后力争发出人类聚变领域第一度电。CRAFT、CFETR等大科学装置持续推进。仅磁体材料一项，2026年全球核聚变应用需求规模已达27.8亿美元，且仍在快速增长。

从投资端看，聚变工业协会（FIA）报告显示，40%的企业担心难以获得可在极端环境下长期运行的商业规模材料。上游材料供给能力已成为制约聚变产业化的关键瓶颈之一——这意味着材料端的投资价值具有极高的确定性溢价。

从技术路线看，建议聚焦两条主线：高价值量环节（超导磁体、偏滤器等）与“链主”企业，上游材料重点关注西部超导、永鼎股份等核心标的。

五、结语

当全球聚变产业从“论文和实验”走向“装置和产线”，材料不再只是科研论文里的性能数据，而是决定装置能否稳定运行、成本能否下降、商业化能否实现的“硬约束”。

中国在低温超导、第一壁材料、超低温无磁钢等领域已站上全球第一梯队，但氚自持包层材料、高温超导带材规模化等“硬骨头”仍需持续攻关。聚变材料赛道的投资逻辑，正在从“远期想象”转向“订单兑现”。对于具备技术壁垒与交付能力的头部企业而言，2026-2030年将是订单与价值同步释放的黄金窗口。

中科（合肥）智汇工场

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