2025年聚變能源發(fā)展進入決定性的新階段，曾經主要停留在科學概念與實驗室突破的目標，如今正加速轉化為可預期的產業(yè)化機會。國際原子能機構（IAEA）近日發(fā)布的《2025年世界聚變展望》如是指出。

要實現核聚變反應，需同時滿足足夠高的溫度、一定的密度和能量約束時間。目前全球范圍內的聚變研究主要集中在磁約束聚變和慣性約束聚變兩種主要的技術路徑上。其中，托卡馬克裝置作為主流的磁約束途徑，超導磁體是其核心部件之一。

利用高溫超導磁體技術開發(fā)的緊湊型聚變堆正是近年來新的熱點。我國聚變產業(yè)商業(yè)化“國家隊”中國聚變公司的總經理張立波此前即介紹，公司將采用高溫超導材料的緊湊型磁約束聚變路線。該公司將在上海新建一個暫命名為“中國環(huán)流四號（HL-4）”的聚變實驗裝置，用以驗證其在上海研制的高溫超導磁體。

上述IAEA報告也以專門章節(jié)聚焦于高溫超導磁體，指出這項革命性技術正在新一代磁約束聚變裝置的研發(fā)中發(fā)揮著關鍵作用。報告寫道，高溫超導磁體是下一代聚變裝置“降本增效”的關鍵。與傳統(tǒng)低溫超導相比，高溫超導能在更高溫度下實現超導，且磁場強度可達低溫超導的2-3倍，而聚變功率與磁場強度的四次方成正比。這意味著高溫超導可將裝置體積縮減50%以上，大幅降低建設成本。

從產業(yè)發(fā)展的規(guī)律可預見，聚變能源邁向商業(yè)化的征程中，高性能的高溫超導磁體將率先被攻克。需要指出的是，盡管高溫超導材料在20世紀80年代末已被發(fā)現，但至今仍處于性能提升和應用突破的階段。聚變裝置牽引下的需求驟增，或將快速催化高溫超導材料這一領域的技術迭代成熟和規(guī)?；当尽?/p>

“我們希望聚變最終能夠成功，但這個過程肯定是漫長的，在它‘干成’的過程中，材料一定會先‘干成’?！鄙虾＝煌ù髮W電氣工程學院教授趙躍在接受澎湃新聞（www.dbgt.com.cn）記者采訪時表示，在核聚變發(fā)展的牽引下，高溫超導材料或將迎來應用突破的真正轉折點。趙躍同時也是國內近年來新成立的高溫超導材料企業(yè)之一甚磁科技的創(chuàng)始人。

能量奇點洪荒70，全球首臺全高溫超導托卡馬克裝置。

核聚變熱催生高溫超導材料需求驟增

超導現象的發(fā)現被認為是20世紀最偉大的發(fā)明之一，也是物理學的圣杯。

100多年前，荷蘭物理學家昂內斯（Kamerlingh Onnes）為人類打開了超導這扇大門。汞是科學家發(fā)現的第一個超導體，其超導Tc為4.2K。所謂的超導Tc即超導轉變溫度，也就是超導體由正常態(tài)進入超導態(tài)的溫度。

隨后的1960年，鈮鈦（NbTi）、鈮三錫（Nb3Sn）等低溫超導材料體系被發(fā)現，后續(xù)被商業(yè)應用于醫(yī)療、軌道交通等領域。步入20世紀80年代，高溫銅氧化合物超導體的出現，則突破了超導應用溫度的壁壘，即由液氦提升至液氮溫區(qū)，進一步拓寬了超導的工程化應用范圍。

“我們今天談論的能夠應用的超導材料叫作實用超導材料?！壁w躍介紹稱，截至目前實用超導材料大致分為三類，低溫超導材料、高溫銅氧化合物以及二硼化鎂和鐵基等。其中，高溫銅氧化合物中的稀土鋇銅氧由稀土、鋇、銅、氧元素組成，被稱為第二代高溫超導帶材。

總體而言，零電阻是超導體的基本特征之一，另一重要特征則是邁斯納效應。繼昂內斯上述發(fā)現20余年后，邁斯納在研究測量中發(fā)現，材料處于超導態(tài)時，其內部磁場為零，展現出完全抗磁性，這也就被稱為邁斯納效應。

科學界和產業(yè)界持續(xù)推動超導材料的演進方向，則是拓寬其應用范圍、提升其綜合性能（如力學、電學、熱學等）、降低其生產加工成本?！皾撛诘某杀緝?yōu)勢、高運行溫度、優(yōu)異的力學性能，使得稀土鋇銅氧這個二代高溫超導帶材脫穎而出。”趙躍提到。

趙躍以力學性能舉例進一步提到，“超導材料的實用不光取決于零電阻和抗磁性，力學性能也非常重要，尤其在可控核聚變應用中，超強磁場下的洛倫茲力會施加到超導帶材上?！睋Q言之，如果力學性能不好，超導帶材也無法成為理想的超導實用材料。

趙躍創(chuàng)立的甚磁科技系上海交通大學科技成果轉化衍生企業(yè)，該公司成立于2022年，趙躍等創(chuàng)始團隊則已致力于高溫超導帶材研發(fā)和應用研究近20年?！跋啾仁畮啄曛?，高溫超導材料現在面臨的挑戰(zhàn)仍然很多?！壁w躍談及，在超導材料應用拓展的過程中，“十年前認為主要是用于輸電場景，現在認為更大的需求來自聚變強場磁體。”

相比之下，聚變應用中超導材料面臨更為苛刻的條件，材料的性能需要進一步提升。其次，聚變對超導材料需求的數量級提升，也進一步要求材料不僅要“用得好”，也要“用得起”。趙躍同時強調，更為復雜的應用場景下，產業(yè)鏈上下游的協同顯得更為重要，“需要更多互相反饋，進一步迭代，這樣才能真正地用起來，這一塊實際上也還有很多工作要做?！?/p>

需求端的變化可用美國核聚變商業(yè)公司CFS作為參考樣本。這家由麻省理工學院衍生而來的私營公司在2023年對超導帶材的需求超過了以往全球十年的總和。CFS公司此前還宣布，在完成SPARC驗證后，將開展建設大批量商業(yè)化聚變電廠ARC，而單個ARC工程裝置需要2萬公里高性能超導帶材。當下全球能實現穩(wěn)定批量年產千公里級以上的第二代高溫超導帶材生產商僅有2家。

中銀國際此前的一份研究報告樂觀預計，高溫超導潛在市場規(guī)?？蛇_千億。研究機構Ignition Research也預計，若核聚變完全商業(yè)化，到2050年可控核聚變行業(yè)將成為一個至少1萬億美元的市場，對應超導磁體空間超千億美元。

趙躍對澎湃新聞記者強調，縱觀高溫超導材料問世以來的發(fā)展歷程，當下的機遇史無前例。同時，核聚變應用對超導帶材性能和價格均提出新的要求，將牽引“研發(fā)-生產-產業(yè)”模式的巨變。

高溫超導帶材。

擴產潮下的冷思考

IAEA引用聚變裝置信息系統(tǒng)（FusDIS）最新數據，截至2025年年中，全球聚變裝置總數達172臺，較2024年增加13臺。IAEA總干事Rafael Mariano Grossi在報告序言中強調，“聚變能源的發(fā)展已不再是‘是否可能’，而是‘如何加速’?！?/p>

其認為，2025年的技術突破、產業(yè)協同與政策支持，正將核聚變這一“終極清潔能源”的落地時間線不斷提前——2030年代首批試點電廠并網，2040年代規(guī)模化商業(yè)部署，2050年代成為全球碳中和的核心支撐，或將成為聚變能源的“全球路線圖”。

可控核聚變的“美好愿景”正在掀起產業(yè)界的投資熱。投資者按照產業(yè)鏈圖譜搜尋時，關鍵的高溫超導材料生產商成為不可遺漏的標的。甚磁科技是該領域中的年輕力量，同期成立的還有深創(chuàng)超導、量晶科技等。而領域中的“資深前輩”則包括上海超導、上創(chuàng)超導、東部超導。

據澎湃新聞記者了解，僅靠PPT就能讓投資者下注的情形在領域內并不罕見。

甚磁科技在成立后的第一年，即2023年4月和8月先后完成了兩輪融資，總融資金額超過億元人民幣，投資方包括中國航天、聯想創(chuàng)投、中科創(chuàng)星、云啟資本、上海交通大學母基金等知名投資機構。該公司完成第一輪融資時，公司成員僅有5人，第二輪融資交割完成之際，成員也僅12人左右。

就這類新成立的初創(chuàng)公司，趙躍也解釋了受資本追捧的部分原因。全球范圍內目前從事第二代高溫超導帶材的企業(yè)有近20家，“從大的方向來看，其中涉及的細分路線有7-8種?！钡诙邷爻瑢Р耐庥^表現為超薄金屬帶，通常由金屬襯底、緩沖層、超導層、保護層等組成，是一種涂層超導體。

趙躍介紹，在技術工藝路線選擇上，金屬襯底已基本收斂，而超導層鍍膜技術目前主要有物理法和化學法，其中物理法中的脈沖激光沉積（PLD）大約貢獻了全球70%以上的產能?！暗够氐?0年前，格局并不是這樣的，當時更多的一些工藝技術都已被歷史淘汰了?！?/p>

趙躍認為，從這個層面上來說，像甚磁科技這樣的新公司有著所謂的后發(fā)優(yōu)勢?！安粌H僅是某家公司，整個行業(yè)的工藝路線選擇都是比較漫長的，市場對帶材的需求定位清晰也經歷了漫長的醞釀，我們至少把這段時間跳過去了。”當然，相比之下，數十年前成立的那些“老牌公司”也有著先發(fā)優(yōu)勢，“他們已經用相當長時間積累了客戶群，客戶對他們產品的穩(wěn)定性也有了一定認可。”

穩(wěn)定的批量化制備能力目前仍是行業(yè)挑戰(zhàn)之一。華泰證券在近期的一份研報中指出，從實際產業(yè)化落地產能來看，REBCO系高溫超導帶材產業(yè)化商業(yè)化的企業(yè)全球范圍內不出十家，技術壁壘大、市場集中度高。主流廠家包括美國 SuperPower、韓國SuNAM、俄羅斯SuperOx、日本FFJ和中國上海超導等。

值得一提的是，華泰證券的統(tǒng)計顯示，中國生產商目前在全球市場中占據著半壁江山。報告認為，隨著我國頭部高溫超導帶材企業(yè)的融資擴產加速，看好中國高溫超導帶材產業(yè)在市場優(yōu)勢和工程優(yōu)勢下繼續(xù)跑出全球加速度。

甚磁科技在經歷兩輪融資后，目前也已建成千公里以上產能的先進高速鍍膜生產線，今年已陸續(xù)將產品批量化交付客戶。不過，趙躍表示，公司目前產能建設應該暫時告一段落，近期重點在于市場開拓和產品投放。

其同時提醒，高溫超導材料行業(yè)仍然是一個較為前沿的領域，“大家會有美好的期待，但這些期待有時候會轉變成激進的行為，其中就包括大步上產能，這些不一定有利于行業(yè)持續(xù)健康的發(fā)展?！?/p>

趙躍觀察到，在全球擴產中，中國企業(yè)尤為迅猛，同時這一前沿行業(yè)已有了“內卷”態(tài)勢。其呼吁，“我們需要通過技術進步、技術迭代去降本，從而推動行業(yè)發(fā)展，不要通過這種‘內卷式’競爭來降價?！?/p>

“高溫超導帶材的原材料（例如哈氏合金基帶）也是高科技產品，我一直覺得不能因為有很多供應商的選擇就去壓他們的價格，這樣就沒有人愿意做了，這對我們沒有任何好處?！壁w躍還提到另一個維度，“行業(yè)如果‘內卷’，一批培養(yǎng)積累的人才也會逐漸都跑到其他行業(yè)，這也不利于行業(yè)發(fā)展。”

其強調，“短時間內，利用資本的力量，利用現在整個核聚變發(fā)展的大趨勢和國家的政策，整個行業(yè)可能看起來欣欣向榮，但是從我們真正從業(yè)人員的角度來講，不希望這是曇花一現，還是需要有持久的后勁?！?/p>

行業(yè)龍頭企業(yè)上海超導也顯然意識到這一風險。該公司在招股說明書中寫道，各生產商擴產意愿強烈，跨區(qū)域的競爭將逐漸顯現，行業(yè)競爭逐漸走向交鋒態(tài)勢。如果未來高溫超導材料行業(yè)市場競爭加劇，其他生產商供給能力或技術能力增強，可能導致公司產品銷售不暢，進而對公司的業(yè)務發(fā)展和經營業(yè)績造成不利影響。

此外值得關注的是，在核聚變需求推動高溫超導帶材降本預期下，電纜、磁懸浮、儲能等更早試水的領域也有望迎來真正解鎖。“這些領域技術驗證已經十幾年了，推不動的主要原因是經濟性劣勢，大家不愿意用也就很難進一步驗證可靠性?！?/p>

作為行業(yè)內的“老兵”，趙躍認為高溫超導材料在核聚變以外的場景落地，特別是推動商業(yè)場景的實現具有很大的價值和意義，“之前始終沒看到大規(guī)模應用的轉折點，它們就在等這么一個時刻，從這個角度來看，核聚變來了是一個新的契機?！?/p>