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1、核聚变高速发展，半导体开关器件大有可为报告摘要：核聚变产业化进度加速，FRC装置有望率先商业化。可控核聚变更被认为是人类理想的终极能源解决方案，实现核聚变的方法包括引力约束聚变、磁约束聚变、惯性约束聚变和磁惯性约束聚变。全球聚变装置发展呈现多元化格局，托卡马克、仿星器、惯性约束数量居前三，截至2025年7月，全球在运、在建和规划的聚变装置共168个。其中，FRC装置由于系统结构相对简单、造价与运行成本低、商业化潜力大等特点，有望成为核聚变领域的“黑马”并率先实现商业化。托卡马克中电源占比约5mathbf-mathbf10%，主要成本在磁体系统。以ITER为例，成本主要包括磁体系统（28%)，其

2、次是建筑设施（14%）、真空室内部件（.12%)、加热与电流驱动系统（10%）、真空室（8%）、供电系统(9%)）、仪器控制（6%）、低温与冷却水系统（5%）及其他辅助系统(7%)。托卡马克电源系统主要包括三大类，器件主要使用真空电子管。托卡马克装置电源系统是实现可控核聚变极端能量供给的核心枢纽，该系统包含磁体电源系统、辅助加热电源系统以及其他辅助系统。以ITER电源系统构成为例，其组成部分包括：稳态/脉冲复合式高压变电站、磁体电源系统、辅助加热高压电源集群（为中性束注入（NB)、离子回旋共振加热（ICRF）、电子回旋共振加热（ECRH）及低杂波电流驱动（LHCD)等关键能量注入装置供能）、动

3、态无功补偿与谐波滤波装置。核聚变微波源功率多为兆瓦级别，大功率带来耐高温、耐高电压、高真空度需求，因此器件方面，目前主要使用微波真空电子管。FRC装置电源占比显著提升，半导体开关器件将成为主流方案。FRC装置电源系统作为磁惯性约束聚变的关键能量供给单元，其核心架构由高能脉冲电容器、大功率开关组件及低感传输线构成，其中电容器与开关的技术壁垒尤为突出，电源系统价值占比则显著提升，占比约60mathrm-70%。Helion采用直接磁能回收技术，IGBT等开关器件成必选项，RMF（旋转磁场）天线驱动电源和-pinch形成/合并链路中的“前级与充电/复位”电源已使用IGBT作为常用解决方案。优于大势相

4、关报告1核聚变基础介绍1.1核聚变原理+基础知识介绍1.1.1核聚变基本原理核能的释放主要分为核聚变和核裂变。核聚变是指两个较轻的原子核在极端的高温和高压条件下，克服彼此间的静电排斥力，相互碰撞并结合形成一个较重的原子核的过程。在核反应过程中核子损失部分质量，根据爱因斯坦的质能方程mathrmE=mathrmmmathrmc2，这部分损失的质量会转化为极其巨大的能量释放出来。与之相反，核裂变则是让一个较重的原子核在吸收一个中子后变得不稳定，分裂成两个中等质量的原子核。现有核电站主要使用的核裂变发电。裂变和聚变元素以铁为分界线，原子序数大的元素（铀、钚等）裂变释放能量，原子序数小的元素（氘、氙等

5、）聚变释放能量。当前核裂变的主流方式为氘氟反应。其反应原理为：氘（D）与氘（T）发生聚变反应，生成氮-4（4mathrmHe.）和中子（n），同时释放出能量，其中包括能量为14.1MeV的中子和3.5mathrmMeV的alpha粒子。但氙（T）存在一个显著的特性它的半衰期很短，自然界中并不存在天然的氙，并且人工制造氘也几乎难以实现。因此，在聚变堆的运行中，为了实现氙的循环，需要借助倍增过的中子与锂发生反应来生成氘。具体来说，当中子与锂6（Li）反应时，会生成氮4（4mathrmHe)和氙（T），通过这样的过程，氙在整个反应体系中就如同催化剂一般，能够实现循环再生并持续参与反应。1.1.2核聚

6、变优势可控核聚变更被认为是人类理想的终极能源解决方案。相较于核裂变，核聚变在能量密度、清洁程度、安全性能、经济价值以及可持续发展方面都展现出明显的优越性。（1）核聚变原料储备丰富。核聚变的原料是重水,可以直接从海水中提炼。据中国原子能科学研究院估算,海水中氘的质量浓度为0.03克/升,因此,地球上仅在海水中就有45万亿吨氘。按照目前世界能量的消耗估计，地球上蕴藏的核聚变能可用100亿年以上。另一种燃料氣在自然界中已基本衰变消失，但可通过中子辐照锂制备。用现代技术在全世界可以提取锂1000万吨，海洋中可以提取2000亿吨锂，因此地球上的锂储备足以保障人类对聚变能源的应用。(2）核聚变能量密度高。