可控核聚变正处于从实验堆向商业堆跨越的前夜，设备市场空间巨大。浙商证券研究所研报测算，全球核聚变设备市场年均规模将从2021-2025年的208亿元增长至2026-2030年的917亿元、2031-2035年的2172亿元，2023-2033年复合增速约26%。实验堆阶段设备累计空间1980亿元，商业堆阶段设备累计空间达3万亿元，设备在总投资中的占比从55%提升至85%。本文基于浙商证券研报，深入分析核聚变设备市场的空间测算与增长节奏。
核聚变设备市场空间测算框架
当前可控核聚变处于工程验证阶段，建设需求以实验堆为主。据FIA数据，截至2023H1全球共有43家核聚变私营企业。据Fusion Energy Base数据，当前全球共有29家拥有聚变装置的国家/组织机构，假设其中一半采用磁约束路径，则全球聚变实验堆（磁约束）总需求达36座。
参考FIRE项目，建造一个Q>10的聚变实验堆成本约100亿元（12亿美元，2002年），其中设备费用占比约55%。则实验堆阶段全球核聚变设备累计空间达1980亿元。进入商业验证阶段后，参考ITER，建造一个商业示范堆成本超1000亿元，设备费用占比约85%，商业堆阶段设备累计空间达3万亿元。
分阶段设备空间与年均规模测算
据FIA对39家私营公司问卷统计，预期2025-2030年完成核聚变商业堆验证5家，2031-2035年13家，2036-2040年13家，2041-2045年6家。参考CFS聚变实验堆SPARC相比商业堆ARC预计投运时间提前5年，对应实验堆验证节奏同步。
按此拆分，全球核聚变设备市场年均规模：2021-2025年208亿元，2026-2030年917亿元，2031-2035年2172亿元。2023-2033年CAGR约26%，2028-2033年CAGR约19%。前期以实验堆设备为主，后期商业堆设备接力，设备价值量随堆型升级而大幅提升。
FIRE项目设备成本结构
FIRE项目是ITER时代美国规划的托卡马克实验装置，目标Q值为10、聚变功率150MW。在一个托卡马克主机成本中：磁体（环向+极向）占比最高约56%，面向等离子体部件（包层）占20%（偏滤器11%、第一壁5%、缓冲结构4%），真空室容器及结构占14%，支持结构占3%。
实验堆总成本中设备费用（主机+辅助系统+电力系统）占比约55%，其中主机（磁体、包层、真空室）占比约30%，辅助系统（加热、真空、燃料循环）约10%，电力系统约15%，场地基础设施约15%，其余项目支持、装配、运维约30%。磁体是设备中价值量最大的单品。
投资建议与核心标的
可控核聚变目前处于工程验证阶段，前期重点关注受益ITER项目交付及国内新实验堆建设的核心设备供应商。中游设备：联创光电（高温超导磁体，星火一号首个订单4180万）、国光电气（偏滤器、包层第一壁板、泵阀，已向ITER/HL-2M供货）、安泰科技（偏滤器）。上游材料：西部超导（低温超导带材、磁体）、永鼎股份（子公司东部超导，高温超导带材）、精达股份（参股上海超导，高温超导带材）。
表3：全球核聚变设备市场空间测算| 阶段 | 年均规模（亿元） | 累计空间（亿元） | 主要堆型 |
|---|
| 2021-2025年 | 208 | 1,038 | 实验堆 |
| 2026-2030年 | 917 | 4,583 | 实验堆 |
| 2031-2035年 | 2,172 | 10,860 | 商业堆 |
| 实验堆累计 | — | 1,980 | 36座×100亿×55% |
| 商业堆累计 | — | 30,600 | 36座×1000亿×85% |
