核聚变系列报告—超导磁体：可控核聚变商业化加速实现，超导磁体未来应用前景广阔

机械设备 | 证券研究报告 — 行业深度 2025 年 8 月 5 日 强于大市 相关研究报告 《机械设备行业 2024 年年报和 2025 年一季报综述》20250518 《可控核聚变行业深度报告》20250410 《《2025 年政府工作报告》机械设备行业相关要点及解读》20250320 中银国际证券股份有限公司 具备证券投资咨询业务资格 机械设备 证券分析师：陶波 (8621)20328512 bo.tao@bocichina.com 证券投资咨询业务证书编号：S1300520060002 证券分析师：曹鸿生 (8621)20328513 hongsheng.cao@bocichina.com 证券投资咨询业务证书编号：S1300523070002 核聚变系列报告—超导磁体 可控核聚变商业化加速实现，超导磁体未来应用前景广阔 随着技术的不断突破，尤其是高温超导材料的大规模应用，可控核聚变商业化渐行渐近，产业链或将进入快速发展期，超导磁体作为磁约束可控核聚变装置的核心部件有望充分受益。 支撑评级的要点  核聚变被视为人类理想的终极能源，其中托卡马克装置最具商业化潜力。核聚变是几个较轻的原子核结合成一个较重的原子核, 实现将质量转化为能量的过程。核聚变因其燃料资源丰富、能量密度大、清洁无污染、安全性高等突出的优点，被视为人类理想的终极能源。目前，磁约束聚变能量约束时间长、技术成熟度高、工程可行性强，是实现聚变能开发的最有效途径，其中又以托卡马克装置最为成熟，是目前最为主流的可控核聚变装置，也是最有可能首先实现商业化的技术路线之一。根据IAEA 的统计，截至 2024 年中，全球共有 159 个核聚变项目，其中托卡马克装置 79 个，占比接近 50%。  磁体是磁约束聚变装置的核心部件，超导助力商业化加速实现。在磁约束可控核聚变装置中，产生约束磁场的磁体系统扮演着核心角色，其磁场强度与均匀性对于整个装置的性能与效率均有着重要影响，以 ITER 项目为例，磁体系统是其最大成本项，成本占比达到 28.0%。早期的托卡马克装置采用的磁体材料为铜导体，铜导体的发热问题导致了磁约束核聚变无法长时间稳态运行，后续随着超导体的引入，尤其是高温超导的应用，由于超导体的零电阻效应，且承载电流密度更高有利于建造更加紧凑、更高场强的聚变装置，能够有效改善长脉冲稳态运行，大大提升聚变能源的转化效率与能源输出，同时让成本持续下降，显著加快了可控核聚变商业化落地的预期。  超导磁体的材料制备与绕制工艺是关键，高温超导磁体制备壁垒较高。低温超导材料发展较早，目前已经形成系统的商业化生产，而高温超导材料发展起步较晚，制备技术较为复杂，目前高温超导体正处于提升性能和突破应用的产业初期阶段，在这个过程中，高性能高温超导材料的批量化制备成为关键基础。而且将超导材料制作成磁体过程，需要完成超导材料的焊接、绕制等工艺流程，尤其是高温超导磁体的生产，工艺复杂，技术壁垒较高。  超导磁体应用前景广阔，有望充分受益于可控核聚变的商业化。若核聚变完全商业化，根据 Ignition Research 的预计，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，潜在市场规模庞大。另外，除了可控核聚变以外，超导磁体还在 MRI、NMR、感应加热设备、晶硅生长炉等设备中有应用，随着超导磁体的应用逐步拓展，超导磁体的应用前景广阔。 估值  随着技术的不断突破，尤其是高温超导材料的大规模应用，可控核聚变商业化渐行渐近，产业链或将进入快速发展期，超导磁体作为磁约束可控核聚变装置的核心部件有望充分受益，建议关注具备超导磁体制造能力的相关上市公司，推荐联创光电、西部超导，建议关注精达股份（上海超导）、永鼎股份等。 评级面临的主要风险  技术进展不及预期风险；技术路线更替的风险；资金投入不及预期的风险；行业政策不及预期的风险；相关项目进展不及预期的风险。 2025 年 8 月 5 日 核聚变系列报告—超导磁体 2 目录 磁体是磁约束聚变装置的核心部件，超导助力商业化加速实现 ............... 5 磁体是磁约束聚变装置的核心部件，在托卡马克装置中成本占比较高 ......................................... 5 磁体材料主要有铜导体和超导体，高温超导助力聚变商业化加速实现 ......................................... 8 材料制备与绕制工艺是关键，超导磁体未来应用空间广阔 ..................... 11 低温超导材料已实现商业化生产，高温超导仍处产业化初期 ....................................................... 11 CICC 导体为超导磁体首选导体类型，绕制工艺是关键 ................................................................. 21 核聚变商业化或将带来巨大机遇，超导磁体未来应用前景广阔 ................................................... 26 相关上市公司 .................................................................................................. 30 西部超导：全球唯一的低温超导 NBTI 锭棒、线材、磁体的全流程生产企业 ............................. 30 联创光电：深耕光电领域，子公司拥有领先的高温超导磁体技术 ............................................... 31 上海超导：我国高温超导材料的技术引领者 ................................................................................... 33 永鼎股份：深耕光电领域数十年，高温超导发展加速 ................................................................... 35 投资建议 .......................................................................................................... 37 风险提示 .......................................................................................................... 38 参考文献 .................................................