（1）投资规模以及投资占比

截至2025年，全球核聚变能产业的总承诺投资额已达到约103亿美元。相较于2024年的约71亿美元，年度增幅接近45.07%，增长了约32亿美元，这一迅猛势头清晰地表明了全球资本对核聚变能赛道的高度认可与强劲信心。

图表：全球核聚变能总投资额（亿美元，2021-2025）

资料来源：Fusion Industry Association

图表：全球核聚变能总投资额分类占比（2021VS2025）

资料来源：Fusion Industry Association，IAEA

其中，政府投入占比从2021年的84.79%降至2025年的66.85%，私营资本占比从2021年的15.21%增至2025年的33.15%，私营资本增速显著高于政府投入。

（2）项目布局：三足鼎立，战略路径分化

项目布局方面，全球已形成“三大核心区域”：北美区域以美国为核心，聚焦惯性约束与商业化示范，拥有NIF、CFS示范堆等关键项目，私营企业活跃度最高；欧洲区域以欧盟为核心，主导ITER计划，布局DEMO示范堆，强调国际协同与技术标准化；亚洲区域以中国、日本、韩国为核心，聚焦磁约束技术，拥有EAST、JT-60SA、KSTAR等一批先进实验装置，基础研究实力雄厚。截至2025年底，全球在建与规划中的核聚变装置共172台，示范堆与商用验证堆占比达65.2%，标志着产业已进入“示范验证”阶段。

图表：2025年各地区正在运行、在建或计划建设的聚变装置数量

资料来源：IAEA

（3）参与者生态

参与者生态呈现“多元主体协同”特征，包括政府科研机构、高校、央企、私营企业四大类主体，各主体分工明确：政府科研机构（如中国科学院、美国LLNL）主导基础研究与重大科学装置建设；高校（如麻省理工学院、清华大学）聚焦基础理论与人才培养；央企（如中国核工业集团、美国通用原子）承担工程化与系统集成任务；私营企业（如CFS、Helion）以商业化发电为目标，推动技术快速迭代。2025年全球核聚变企业总数达68家，主要集中在美国（38家）、中国（6家），私营企业的崛起为产业注入了新活力。

图表：按年统计的核聚变能公司总数（2020年至2025年）

资料来源：Fusion Industry Association

图表：2025年全球各国/地区核聚变产业区域竞争力矩阵

资料来源：世界聚变能源集团部长级会议

2. 国际大科学工程合作与私营技术竞赛机制

国际大科学工程合作是核聚变产业发展的重要支撑，其中ITER（国际热核聚变实验堆）是全球规模最大、参与国家最多的合作项目，由欧盟、中国、美国、俄罗斯等35国联合出资建设，总投资达220亿欧元，计划2035年实现首次等离子体放电，2040年实现Q≥10的能量增益目标。ITER的核心价值在于整合全球资源攻克共性技术瓶颈，建立统一的技术标准与实验平台，其研发成果将为各国示范堆建设提供技术支撑。

中国作为ITER计划的重要参与方，承担了10%的部件制造任务，包括超导磁体、真空室等核心部件，通过参与ITER，中国掌握了大型超导磁体绕制、超高真空设备制造等关键技术，加速了国内技术研发进程。

图表：2025年ITER计划中国承担的核心任务

资料来源：公开资料整理

与国际合作并存的是私营企业主导的技术竞赛，美国私营企业凭借资本优势与市场化机制，在技术迭代速度上展现出显著优势。CFS公司与麻省理工学院合作，采用高温超导磁体技术建设示范堆，计划2035年实现商业化发电，其磁体磁场强度达20T，远超ITER的12T，有望大幅提升能量增益；Helion公司则聚焦脉冲式核聚变技术，通过磁惯性约束路径实现能量提取，已获得微软公司5亿美元的购电协议，计划2028年交付首台发电装置。这些私营企业的技术路线更贴近商业化需求，通过“目标导向”的研发模式，缩短了技术转化周期，推动全球核聚变商业化进程加速。

国际竞争的核心聚焦于三大领域：一是核心材料，如美国、欧盟在钨基复合材料的抗辐照性能上展开竞争；二是超导技术，高温超导磁体的磁场强度与成本控制成为竞争焦点；三是系统集成，示范堆的建设周期与发电成本成为衡量竞争力的关键指标。这种“合作与竞争并存”的机制，既推动了全球技术整体进步，又为各国提供了差异化发展的空间。

（二）中国核聚变能产业规模与研发现状

中国核聚变研发已进入从实验突破到工程验证的关键阶段，并展现出鲜明的中国特色。当前，中国不仅是全球核聚变科学研究的重要贡献者，其全超导托卡马克装置EAST更已成为全球运行时间最长的聚变实验平台。研发体系内，以国家战略为主导的核心布局稳步推进，同时紧凑型聚变装置等创新路径正加速探索，并初步形成了区域性聚变创新集群雏形。

1. 国家投入、核心科研装置与实验进展

中国凭借举国体制优势，形成“国家队+民营企业”双轮驱动。中核集团、中科院等央企主导大科学装置，新奥集团、星环聚能等民企聚焦紧凑型路线，“十五五”期间，中国通过“聚变先行区”计划，在合肥、成都、深圳形成产业集群，目标2030年占据全球供应链40%份额。

中国核聚变领域的投资总金额已超过百亿元，其中最引人注目的是中国聚变能源有限公司在2025年7月获得的约114.92亿元的增资。此次融资由中核集团、中国核电、中国石油集团昆仑资本等多个企业共同出资，旨在前瞻性布局核聚变能源领域。

图表：中国核聚变能总投资额分类占比（2025）

资料来源：公开资料整理

核心科研装置建设成效显著，已形成“以EAST为代表的科学实验堆、以CFETR为代表的未来示范堆、以小型专用堆为补充”的装置体系。EAST（“东方超环”）作为全球首个全超导托卡马克装置，在等离子体约束参数上持续突破，2024年实现1亿度等离子体稳定运行1056秒，创造了新的世界纪录，标志着中国在长脉冲高约束等离子体研究领域达到国际领先水平。

CFETR（中国聚变工程实验堆）作为ITER与商用堆之间的关键桥梁，已完成总体设计，计划2030年开工建设，2040年实现首次放电，其设计目标为能量增益Q≥20，年发电量达10亿度，将为商用堆建设提供技术验证。此外，中国还布局了激光惯性约束装置（神光系列）、仿星器实验装置等，形成了多元技术路径的研发体系。

2. 关键技术突破与工程化验证情况

中国在核聚变核心技术领域已实现“部分突破、整体追赶”的格局，在超导磁体、第一壁材料、超导线材等关键领域取得重要进展，部分技术达到国际先进水平。超导磁体方面，中国已掌握NbTi与Nb₃Sn磁体的核心制造技术，自主研发的EAST纵场磁体磁场强度达8T，ITERTF磁体达12T，满足大型装置需求；高温超导磁体领域，中科院电工研究所研发的YBCO涂层导体磁体磁场强度达18T，接近国际领先水平，已应用于小型实验装置。

图表：中国与国际在核聚变能产业差距分析

资料来源：公开资料整理

工程化验证方面，中国通过参与ITER部件制造与EAST装置升级，积累了丰富的工程经验，在精密制造、系统集成、质量控制等方面取得显著进步。在精密制造领域，掌握了超导磁体绕制、真空室焊接等关键工艺，ITERTF磁体的制造精度达0.05mm，满足国际标准；在系统集成领域，实现了EAST装置的全系统协同运行，等离子体加热、约束、诊断等系统配合默契，保障了长脉冲实验的成功；在质量控制领域，建立了严格的部件检测标准，开发了多种无损检测技术，确保核心部件的可靠性。

3. 产学研协同初现与区域创新中心雏形

中国已初步形成“科研院所引领、高校支撑、企业参与”的产学研协同创新体系，以重大项目为纽带，整合各方资源，推动技术研发与成果转化。科研院所方面，中科院合肥物质科学研究院（等离子体所）是核心力量，主导EAST装置运行与CFETR研发，在等离子体物理与装置集成领域处于国内领先地位；中科院金属研究所、电工研究所分别在第一壁材料、超导磁体领域形成特色优势。高校方面，清华大学、北京大学、中国科学技术大学等高校设立核聚变相关专业，培养了大批专业人才，同时在基础理论研究领域取得系列成果。

企业参与度逐步提升，形成了“央企主导、民企补充”的格局。中国核工业集团、中国航天科技集团等央企凭借资金与工程优势，承担ITER部件制造、CFETR工程建设等任务，其中中国核工业集团下属的中国原子能科学研究院已成为核聚变工程化的核心企业；民营企业如上海超导、西部超导等聚焦核心部件细分领域，在超导线材、超导磁体制造方面取得突破，为产业链提供配套支持。

区域发展方面，已形成“合肥、成都、深圳”三大核心创新中心，各中心依托自身资源禀赋形成差异化发展格局。

（1）合肥：科研“铁三角”，从“人造太阳”到全球首发电演示

基础研究与核心技术高地。依托中科院等离子体所、中国科学技术大学，聚焦EAST装置升级、CFETR研发，已集聚150家配套企业，形成“国家实验室+科研装置+人才培养”的完整体系，2025年聚变产业产值达80亿元。

（2）成都：工程验证高地，从“环流系列”到国际协作中心

工程化制造与系统集成基地。依托核西物院、中国核动力研究设计院，聚焦聚变堆部件制造、能量导出系统研发，国光电气、东方电气等企业已实现真空设备、热交换器的批量生产，2025年相关产业规模达50亿元。

（3）上海：商业“领航者”，从150亿“国家队”到2045年商业电站

商业化创新与资本枢纽。海超导二代高温超导带材生产及总部基地承担第二代高温超导带材的生产、研发等功能，为包括紧凑型聚变能实验装置（BEST）等多项国家重大科技基础设施提供关键磁体技术支撑。上海聚变科学研究中心一期工程作为预备项目，将重点建设聚变实验装置与研发中心并开展聚变能源研究。

（三）技术成熟度与关键指标进展分析

1. 不同技术路径Q值突破与里程碑对比

能量增益因子Q（聚变输出能量/输入能量）是衡量核聚变技术成熟度的核心指标，商业发电需Q≥10，当前全球各技术路径Q值突破呈现“惯性约束领先、磁约束稳态突破”的特征，2025年的关键里程碑如下：

（1）Q值突破：惯性约束创纪录，磁约束稳进步

惯性约束路线凭借瞬间高能量密度优势，率先实现Q>1的突破，美国NIF装置在2025年4月开展的第8次聚变点火实验，输入能量2.1兆焦耳，输出能量8.6兆焦耳，Q=4.0，创全球核聚变Q值新纪录，但其能量转化需考虑激光电-光效率（约10%），实际系统Q值约0.4，仍低于1。

磁约束路线聚焦稳态运行，Q值稳步提升：中国环流三号实现Q=1.2的稳态运行（持续时间>100秒）；EAST装置Q=1.1（持续时间1066秒），欧盟ITER装置虽未建成，但设计Q值达10，计划2035年验证；德国W7-X仿星器Q=0.8，稳态运行时间达30分钟，展现出良好的稳定性优势。

混合堆与磁惯性约束路线处于设计与原型机阶段，中国“星火一号”设计Q=30，美国Helion公司原型机实现Q=2.0，计划2027年提升至Q=5.0

（2）里程碑对比：2025年成关键拐点

2025年被行业称为“核聚变工程元年”，全球各技术路径均实现重要里程碑，标

志着产业从物理验证进入工程验证阶段：

图表：2025年各核聚变产业里程碑以及下阶段目标

资料来源：IAEA

2. 核心子系统性能提升与工程可行性验证

核聚变核心子系统包括等离子体加热系统、约束系统、能量导出系统、真空系统等，2025年各子系统性能显著提升，工程可行性得到初步验证，为示范堆建设提供支撑：

（1）等离子体加热系统：功率与效率双提升

等离子体加热是实现亿度高温的关键，当前主流技术包括电子回旋共振加热（ECRH）、离子回旋共振加热（ICRH），2025年核心突破如下：

1）ECRH系统：中科院等离子体所开发的170GHz高功率gyrotron器件，输出功率达2MW，连续运行时间1000秒，效率提升至35%，较2020年提升10个百分点，已用于EAST装置；

2）ICRH系统：核西物院研制的40MHzICRH系统，输出功率达8MW，天线耦合效率达98%，可实现对等离子体的精准加热，应用于中国环流三号。

（2）约束系统：强磁场技术引领突破

磁约束系统的核心是超导磁体，2025年全球强磁场技术实现重大突破，为装置小型化与成本降低奠定基础：

1）高温超导磁体：中国上海超导、美国SuperPower实现YBCO带材量产，国产带材成本降至200元/米，仅为2020年的1/5；美国MIT开发的REBCO磁体实现25特斯拉磁场强度，创全球纪录；

2）低温超导磁体：中国原子能科学研究院研制的Nb₃Sn超导磁体，磁场强度18特斯拉，连续运行时间超1万小时，可靠性达99.9%，满足示范堆需求。

图表：磁约束系统分类占比（2021-2030E）

资料来源：IAEA

（3）能量导出系统：双体系验证完成

能量导出系统是连接核聚变与发电的关键，核西物院2025年建成的液态锂铅与氦冷双体系能量导出平台，实现两大技术路线的工程化验证：

1）液态锂铅包层：热功率密度达5MW/m³，中子增殖率1.2，可实现氚自给自足，腐蚀速率低于0.1mm/年，解决了液态金属腐蚀难题；

2）氦冷包层：氦气入口温度300℃，出口温度550℃，热效率达40%，较传统方案提升5个百分点，可直接驱动汽轮机发电。

（4）真空系统：核级标准实现突破

聚变堆真空系统需满足1×10⁻⁷Pa的超高真空要求，同时承受中子辐照，2025年我国实现核级真空系统国产化：

1）真空阀门：成都国光电气的核级超高真空蝶阀，漏率1×10⁻¹¹Pa·m³/s，寿命1万次开关，国产化率100%；

2）真空泵：中科科仪研发的分子泵抽速达1000L/s，耐中子辐照剂量达1×10¹⁸n/m²，较国际同类产品提升30%，已通过CFETR原型件验证，批量供应中国环流三号与神光Ⅲ装置。