场反位形(FRC)核聚变正从实验室走向商业化示范。方正证券报告显示,Helion Energy正建设首个商用聚变电站,计划2028年开始为微软数据中心供电;TAE Technologies 2025年实现Norm装置重大技术突破,累计融资13.5亿美元。FRC装置对电源系统需求显著高于托卡马克,电源系统(真空开关、电容、电源总成)占比或达50%。紧凑型核聚变商业化加速,聚变电源、真空室、超导材料等核心环节迎来投资窗口。
Helion Energy:2028年为微软供电
Helion Energy成立于2013年,总部位于美国华盛顿州埃弗雷特,是一家致力于核聚变发电的私营清洁能源公司。公司采用磁化靶FRC技术路线,燃料为氘-氦3(D-He3),结合了磁约束与惯性约束的技术优势,通过直接电能提取技术形成创新型高效聚变技术路径。核心产品Trenta装置累计聚变脉冲超10,000次,实现等离子体温度9 keV(约1.04亿摄氏度),运行周期2年,装置总长15米,储能能量超10 MJ,峰值磁场强度8 T。Trenta是公司破纪录的第6个聚变装置,标志着清洁、安全、可持续聚变能源探索的重要技术突破。下一代核心装置Polaris将采用磁场强度更高、脉冲频率更快的创新设计,性能超越Trenta。Helion正为其位于韦纳奇市以南马拉加地区的拟建商用聚变电站申请地方审批,计划2028年正式开始为微软数据中心供电,这是全球首个有明确时间表的商用核聚变供电计划,将标志着核聚变能源从实验室走向商业化应用的历史性跨越。
TAE Technologies:Norm装置技术突破,成本降低50%
TAE Technologies成立于1998年,总部位于美国加州,是全球FRC领域的先行者。公司采用场反位形技术路径,以氢硼作为聚变反应燃料,目标通过粒子加速器技术、专用电源和实时主动反馈控制系统抑制等离子体不稳定性,在稳态运行中产生适用于聚变的稳定等离子体。2025年4月,TAE宣布重大里程碑:仅使用中性束注入技术在Norm装置中心直接生成、加热并稳定FRC等离子体,相比传统FRC装置依赖复杂等离子体形成段和超音速碰撞,新技术使系统尺寸、复杂性和成本降低达50%,同时达成最高稳态等离子体性能记录,为经济竞争力和商业化铺平道路。2025年6月2日,TAE完成超1.5亿美元融资,超额完成初始融资目标,公司累计融资规模达13.5亿美元。TAE的C-2W装置此前已把FRC能量约束时间大幅提升至10ms量级,Norm装置的突破将进一步加速FRC商业化的进程。
FRC成本构成:电源系统占比或达50%
FRC装置的成本构成与托卡马克有显著差异。在ITER托卡马克装置中,磁体与电源系统合计占比达43%,其中电力供应占8%、加热和电流驱动占7%。FRC由于仅需要较小的外部磁场来封闭高温、高密度等离子体,对磁体的需求较托卡马克大大降低。但FRC的两种技术路线均对电源系统提出更高要求:磁化靶路线需通过脉冲式压缩将等离子体瞬间提升至聚变条件,准稳态路线依赖中性束注入的持续电流驱动维持稳定性,两种路线均需毫秒级精度的瞬态能量输入,远超托卡马克稳态运行的电源需求。以TAE的C-2W装置为例,把FRC能量约束时间提升至10ms量级需频繁重复的快速能量注入,依赖大容量电容组实现脉冲蓄能以及具备更高操作寿命的真空开关。鉴于托卡马克中磁体与电源占比已达43%,而FRC磁体需求大幅降低、电源需求显著提升,预估场反装置中电源系统(真空开关、电容、PSM电源、电源总成)占比或达50%。
产业链投资:聚焦电源系统与核心部件
FRC商业化加速催生产业链投资机遇。电源系统方面,旭光电子(真空开关、大功率电子管、氮化铝核心材料)、四创电子(PSM电源)、英杰电气(电源总成)、王子新材/胜业电气(电容器)、爱科赛博(电源总成)等有望核心受益。真空室/堆内构件方面,合锻智能(真空室扇区、窗口延长段、重力支撑)、安泰科技(钨铜偏滤器、钨铜限制器、包层第一壁、钨硼中子屏蔽材料)、派克新材(聚变金属结构锻件)、上海电气(杜瓦、真空室、TF线圈等)、斯瑞新材(耐高温高强高导原材料)值得关注。燃料与检测系统方面,国光电气(传输分系统、涉氚燃料设备)、皖仪科技(检测设备)受益。超导磁体方面,永鼎股份(高温超导带材)、东方钽业(超导铌材)、西部超导(低温超导线材)、精达股份(高温超导带材)布局前瞻。核心模块建设方面,利柏特、中国能建具备工程能力。可控核聚变商业化正从概念走向现实,产业链各环节均面临长期成长机遇。
成本构成环节 | ITER(托卡马克)占比 | FRC(场反)预估占比 | 变化趋势
磁体系统 | ~30% | ~15% | 大幅降低
电源系统(电力供应+加热驱动) | ~13% | ~35% | 显著提升
真空室/堆内构件 | ~20% | ~20% | 保持高价值
燃料/检测/辅助系统 | ~15% | ~15% | 保持高价值
土建及其他 | ~22% | ~15% | 显著降低