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2026-2031年全球及中国翻新通用设备行业市场现状调研
2026-04-26
可控核聚变专题：多技术路线共同发展，电源价值量在膨胀
- 2025-07-16 09:10:54上传人：妞乄**le
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电源是可控核聚变装置“生命线”，资本开支扩张有望带动订单陆续释放电源是可控核聚变装置“生命线”，价值量占比高。电源为核聚变装置磁体、加热系统以及辅助系统供电，要求容量高（100MW级别）、耐高压（最高达1MV）、耐大电流（100kA）、纹波小（1%-2%），相对传统工业电源研发、生产难度更高。以ITER为例，该托卡马克装
- 一、电源是可控核聚变装置“生命线”， 资本开支扩张有望带动订单陆续释放
- 1.1托卡马克为主流，多种技术路线并行
- 1.2电源系统是核聚变装置的核心部分，价值量占比高
- 二、 托卡马克需要长脉冲运行，核心为脉冲功率电源
- 2.1托卡马克脉冲功率电源由磁体电源、辅助加热电 源以及无功补偿滤波等组成
- 2.2磁体电源：电流大、纹波小、响应快，技术壁垒高
- 2.3无功补偿及谐波抑制系统：实现电源系统与电网兼容，核聚变装置稳定运行的关键
- 2.4辅助加热电源： PSM、HVPS是辅助加热装置电源的理想选择
- 三、FRC、Z箍缩路线电源价值量占比高，关注核心环节快控开关和电容
- 3.1场反位形 FRC装置进展迅速，关注开关和电容机遇
- 3.1.1 场反位形 FRC装置简单、成本低，有望率先开启商业化
- 3.1.2电源系统为 FRC装置最核心的系统之一，关注快控开关和电容环节
- 3.2 Z箍缩：驱动器价值量占比达 50%，脉冲电容和开关为核心组件
- 四、投资建议
- 4.1 旭光电子：深耕高压、大电流开关，有望 切入FRC、Z箍缩电源开关
- 4.2 王子新材： 已供应磁体电源电容，有望切入 FRC、Z箍缩供应链
- 4.3 国力股份：氢闸流管核心供应商，有望切入核聚变领域
- 4.4 四创电子：国内雷达龙头之一，子公司华耀电子供应核聚变 PSM电源
- 4.5 英杰电气：核聚变电源积累深厚，覆盖头部核聚变客户
- 4.6 爱科赛博：深耕电力电子，切入核聚变磁场电源、加热电源
- 4.7 新风光：深耕电力电子节能控制技术，切入核聚变磁场电源、加热电源
- 五、风险提示
- 图表1： 核聚变装置按照约束原理分类为磁约束、惯性约束、磁惯性约束
- 图表2： 可控核聚变主要装置类型
- 图表3： 托卡马克为主流，仿星器、激光约束、 FRC等多路线共同发展
- 图表4： 可控核聚变电源要求系统容量高、耐高压、大电流、纹波小
- 图表5： ITER装置中电源、加热系统和电流驱动价值量占比合计达 15%
- 图表6： 中核系、中科院系等推进托卡马克、 Z箍缩路线，商业公司积极布局 FRC路线
- 图表7： 电源周期式放电驱动托卡马克装置
- 图表8： ITER工作流程存在周期高功率脉冲
- 图表9： ITER电源系统包括辅助加热电源、磁体电源、无功补偿及滤波系统和低温 &水冷等辅助系统电源
- 图表10： ITER磁体包括环向、轴向、校正、中心磁体
- 图表11： ITER磁体电源系统组成
- 图表12： ITER磁体电源较为复杂
- 图表13： ITER变流器采购包组成
- 图表14： EAST纵场电源对电流、纹波、稳定度、响应要求较高
- 图表15： ITER各线圈电流波形要求实时控制
- 图表16： 单套超导磁体电源峰值功率为平均功率十倍
- 图表17： 核聚变磁体电源系统匹配相应储能电源
- 图表18： 电源会带来较大的有功 /无功功率冲击
- 图表19： ITER电源无功功率冲击典型情况
- 图表20： ITER无功补偿及谐波抑制系统配置示意图
- 图表21： 辅助加热系统为托卡马克的必备系统
- 图表22： ITER辅助加热电源切断响应时间为微秒级、负载短路时释放能量低
- 图表23： PSM主要适用 100KV及以下， HVPS电源主要适用于几百千伏至兆伏的输出电压
- 图表24： PSM主要给射频加热系统供电， HVPS主要给NBI系统供电
- 图表25： FRC等离子体示意图
- 图表26： 场反位形（ FRC）结构示意图
- 图表27： 场反位形（ FRC）结构具备内部闭合、外部开放磁力线
- 图表28： FRC无需外部加热源和环向磁场、装置简单，造价成本低和运行成本低
- 图表29： FRC装置有望率先开始商业化供电
- 图表30： Helion的FRC装置包括等离子体形成、加速、压缩聚变三个步骤
- 图表31： FRC对电压、电流、响应时间、充放电时间要求更高
- 图表32： 相对托卡马克路线， FRC装置电源环节价值量占比有望增长
- 图表33： KMAX-FRC电容要求高电压、电流、能量
- 图表34： FRC装置开关要求高电压、大电流及长寿命
- 图表35： Z箍缩反应包括电离、加速、箍缩、聚变步骤
- 图表36： 等离子体 z向电流产生向心“箍缩”
- 图表37： Z箍缩聚变反应堆尺寸远小于托卡马克和惯性约束
- 图表38： 中、美均在推进 Z箍缩路线发展
- 图表39： ZAP Century（Z箍缩）装置示意图
- 图表40： Z箍缩聚变裂变混合堆示意图
- 图表41： 先觉聚能目标建设 60MA驱动器
- 图表42： Z箍缩驱动器单支路由一个开关控制两个电容
- 图表43： Z箍缩聚变裂变混合堆中 60MA-70MA级驱动器价值量占比约为 33%
- 图表44： 旭光电子主要产品电力设备、军工以及电子材料
- 图表45： 25Q1旭光电子营收短期承压
- 图表46： 25Q1旭光电子归母净利润加速增长
- 图表47： 24年旭光电子大功率电子管收入达 0.47亿元
- 图表48： 24年旭光电子大功率电子管收入占比为 3.0%
- 图表49： 24年真空灭弧室收入达 6.8亿元
- 图表50： 24年旭光电子真空灭弧室毛利率降至 6.1%
- 图表51： 旭光电子开关能基本满足 Z箍缩、FRC的开关性能需求
- 图表52： 王子新材主营业务为塑料包装、军工电子、电容等
- 图表53： 王子新材电容客户覆盖比亚迪、阳光电源等
- 图表54： 25Q1王子新材营收同比 +36.2%
- 图表55： 25Q1王子新材归母净利润转正
- 图表56： 子公司宁波新容已实现核聚变电容订单交付
- 图表57： 24年宁波新容收入规模大幅增长
- 图表58： 国力股份产品主要为继电器、电路开关、电容器、速调管等
- 图表59： 25Q1国力股份营收同比 +59.4%
- 图表60： 25Q1国力股份归母净利润表现较好
- 图表61： 直流接触器收入占比超 50%
- 图表62： 直流接触器盈利能力短期承压
- 图表63： 国力股份氢闸流管电压、电流参数能基本满足 FRC、Z箍缩开关需求
- 图表64： 四创电子产品覆盖雷达、信息系统、微波短路、电源等
- 图表65： 25Q1四创电子营收短期承压
- 图表66： 25Q1四创电子归母净利润短期承压
- 图表67： 24年雷达及雷达配套收入占比超 50%
- 图表68： 24年雷达及雷达配套毛利率承压
- 图表69： 四创电子持有华耀电子 90.83%股权
- 图表70： 华耀电子 PSM高压电源供应 EAST装置
- 图表71： 华耀电子 140kV PSM电源具备高功率密度、动态响应、磁通性等优势
- 图表72： 英杰电气产品主要为功率控制电源、特种电源以及新能源充电桩
- 图表73： 25Q1英杰电气收入短期承压
- 图表74： 英杰电气利润短期承压
- 图表75： 英杰电气核聚变电源供应中核 585所、中科院合肥等离子所等重点客户
- 图表76： 爱科赛博产品覆盖精密测试电源、特种电源以及电能质量控制设备
- 图表77： 25Q1爱科赛博营收短期承压
- 图表78： 25Q1爱科赛博利润短期承压
- 图表79： 爱科赛博主要覆盖核聚变磁体电源和加热电源
- 图表80： 新风光产品包括高中低压变频器、无功补偿装置、智慧储能系统等
- 图表81： 25Q1新风光收入达 4.0亿元
- 图表82： 25Q1新风光归母净利润短期承压
- 图表83： EAST快控电源功能为控制等离子体位形
- 图表84： EAST快控电源系统框图
- 图表85： 核聚变电源相关公司估值表
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