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2025-07-16 08:26
(来源:满仓机械)
投资逻辑:
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,该托卡马克装置电源系统价值量占比约为15%,FRC、Z箍缩装置不需要超导磁体,且对电压、脉冲频率、充放电时间要求更高,电源价值量占比更高(Z箍缩电源价值量占比为50%左右)。
资本开支扩张有望带动电源订单陆续释放。中核系、中科院系等在“十五五”期间密集推进托卡马克实验堆建设;Z箍缩-聚变裂变混合堆计划2030年前实现聚变点火,验证Q>1;商业公司积极布局场反位形FRC装置,国内星能玄光计划2035年建成200MW FRC聚变电站。多种技术路线聚变堆密集建设,有望带动多类电源订单陆续释放。
托卡马克电源核心为脉冲功率电源,关注FRC 、Z箍缩路线带来的电容、开关需求膨胀。
托卡马克:核心为脉冲功率电源,包括磁体电源、辅助加热电源、无功补偿及滤波系统。1)磁体电源:调节磁体供电,实现等离子体生成和控制;壁垒在于需实现毫秒级别实时控制,纹波小、稳定性高,并输出数十kA大电流。2)辅助加热电源:辅助加热系统要求电源大容量、高电压、快速响应&保护时间短、释放能量小,脉冲阶梯调制电源(PSM)、逆变型高压电源(HVPS)能分别满足100kV及以下、MV级别辅助电源的需求。3)无功补偿及滤波系统:无功功率冲击来源于相控电源调节、失超保护、加热电源闪络,功率冲击可达100Mvar,会威胁到聚变装置和电网的安全稳定运行,需要配套TCR阀、滤波电容、电抗器等组成的无功补偿及滤波系统。
场反位形FRC:装置简单、成本低,有望率先开启商业化,快控开关和脉冲电容价值量在膨胀。场反位形(FRC)是一种磁/磁惯性约束聚变技术,物理结构为直线型,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,有望率先实现商业化。从价值量占比来看:FRC装置不需要环向磁场线圈,且短脉冲放电特性导致磁体线圈材料多选用铜,磁体价值量占比有望较大降低(低于托卡马克的28%);FRC装置需要大脉冲电源支撑等离子体加速至超音速碰撞和压缩,该装置对电源依赖程度高,价值量占比有望提升(高于托卡马克的15%)。脉冲电容和快控开关分别承担FRC磁体大电流供电和时序控制的作用,均需要耐高压(高达40kV)、耐大电流(数十kA),两者还分别要求储能达几十kJ和微秒级开关时间,技术壁垒较高,为FRC装置电源的主要价值量环节。
Z箍缩:驱动器价值量占比达50%,快控开关和脉冲电容为核心组件。Z箍缩原理为依靠等离子体大电流产生向心磁场箍缩力,使等离子体压缩达聚变条件,无需超导磁体、紧凑设计成本低,核心环节为驱动器,价值量占比达50%。Z箍缩驱动器主要由脉冲电容和开关组成(开关控制电容充放电),核心参数要求包括脉冲频率高(0.1Hz)、脉冲电流大(数十MA级)、电流上升沿(百纳秒级)、储能大(百兆焦耳),能够提供满足参数需求电容和开关的供应商有望受益。
投资建议
我们看好可控核聚变行业在“十五五”期间资本开支进入加速释放周期,建议重点关注FRC装置和Z箍缩装置建设推进,带来电源系统价值量膨胀的机遇,脉冲电容、快控开关相关公司订单有望释放;其次关注托卡马克装置密集建设带来的磁体电源、辅助加热电源以及无功补偿及滤波系统机遇。
风险提示
可控核聚变实验结果不及预期、可控核聚变资本开支不及预期。
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
核聚变技术路线分为磁约束、惯性约束、磁惯性约束三大类。按照约束原理分类,核聚变可分类为磁约束、惯性约束、磁惯性约束,三类装置等离子体温度基本一致,差异在于约束时间和等离子体密度:1)约束时间方面,磁约束>>磁惯性约束>惯性约束;2)等离子体密度方面,惯性约束>>磁惯性约束>磁约束。
可控核聚变技术路线可细分为:1)磁约束:托卡马克、球形托卡马克、仿星器;2)惯性约束:激光约束、Z箍缩;3)磁惯性约束:磁惯性约束FRC。
托卡马克为主流,仿星器、激光约束、FRC等多路线共同发展。根据国际原子能机构(IAEA)发布报告《IAEA World Fusion Outlook 2024》,当前全球共有聚变装置共159台,其中托卡马克79台,占比49.7%,仿星器23台,占比14.5%,激光/惯性约束12台,占比7.5%,其他路线45台,占比28.3%。
1.2电源系统是核聚变装置的核心部分,价值量占比高
可控核聚变电源要求系统容量高、耐高压、大电流、纹波小,相对传统工业电源,研发、制造难度更高。1)功率大、容量高:以国际热核聚变(ITER)为例,电源需要给磁体系统、辅助加热系统以及辅助系统供电,电源功率为100MW级别,相当于中大型发电厂的功率。2)耐高压和大电流:以ITER为例,磁体电源需要大电流激励磁场约束等离子体,通常电流通流能力要求100kA级别;中性束注入系统需要大电压激励离子源,对应电源电压需求高达1MV;3)纹波小:辅助加热系统输出效率对电源电压的精度和稳定性等非常敏感,因此要求高压电源输出纹波小。
ITER电源环节价值量占比近15%。根据《Superconductors For Fusion: A Roadmap》, ITER装置中电源、加热系统和电流驱动价值量占比分别为8%、7%,合计达15%。
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。1)托卡马克方面:国内中核系、中科院系等积极推进托卡马克路线建设,从目前主流机构的规划时间、投资金额来看,多数的实验堆项目预计在“十五五”期间实现,且单个实验堆的投资金额在几十亿元到上百亿的规模;2)Z箍缩路线:先觉聚能技术路线为Z箍缩聚变+裂变混合堆,计划2030年前实现聚变点火,验证Q>1;3)FRC:国内商业公司瀚海聚能、星能玄光、诺瓦聚变正积极布局FRC技术路线,其中星能玄光计划2035年建成200MW聚变电站,成本约为10亿元。
托卡马克装置电源价值量占比约为15%,FRC、Z箍缩对磁体要求大幅降低、电源要求更高,电源价值量占比或也更高,国内推动多个聚变路线发展,FRC、Z箍缩等多领域的电源需求有望陆续释放。
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
电源是支撑托卡马克装置等离子体形成、加热、维持,直至聚变结束的关键系统。根据,《ITER电源系统冲击功率补偿策略研究》,国际热核聚变(ITER)核聚变整个流程包括预磁化-等离子体维持-辅助加热-电流结束,以周期模式运行。循环往复的过程中存在周期性高功率脉冲,对电源脉冲电压、电流、响应时间等要求高。
托卡马克电源系统(以ITER为例)包括脉冲功率电网(PPEN)、稳态功率电网(SSEN),其中PPEN包括磁体电源系统、辅助加热电源系统、无功补偿及滤波系统;SSEN包括低温、水冷等辅助系统电源。
托卡马克PPEN电源系统拆分:1)磁体电源系统:为中心螺管CS、环向场TF系统、极向场PF系统以及调整磁体供电;2)辅助加热电源系统:为离子回旋加热系统(ICRF)、电子回旋加热系统(ECRF)、低杂波加热系统(LHRF)以及中性束注入加热系统(NBI)供电;3)无功补偿及滤波系统:对等离子体放电过程中磁体电源和辅助加热电源产生的无功谐波进行有效的补偿和抑制,避免电网和聚变装置受到冲击。
2.2磁体电源:电流大、纹波小、响应快,技术壁垒高
磁体电源是激发、约束、调整等离子体的关键。托卡马克装置的磁体系统主要包括6个独立绕包模块组成的中心磁体、18个环向线圈(TF)、18个校正线圈(CC)、6个极向线圈(PF),主要作用分别为激发等离子体和位形控制、约束控制等离子体、实现等离子体平衡控制、校正误差场,而对磁体进行控制的“无形的手”就是磁场电源。
磁体电源主要由磁场变流单元、开关网络单元SNU、快速放电单元FDU、保护短路开关PMS组成。1)磁体变流单元:实现交直流转换并实时控制输出大电压和波形,实现对等离子体控制;2)开关网络单元:用于聚变装置等离子体建立以及上升,开断时间小于100ms;3)快速放电单元FDU:保护磁体,迅速释放超导线圈储存的几十兆焦耳能源;4)保护短路开关PMS:发生短路时,迅速切断电路,不影响磁体。
磁体电源需要“快、稳、大电流”:1)调节快:电压响应时间要求为毫秒级别,实现对等离子体位置、形状实时控制;2)纹波小:EAST纵向场电源要求纹波小于等于0.3%;3)大电流:超导磁体需要大电流激励出大磁场,EAST纵场电源额定电流达16kA,电源输出电流要求高。
托卡马克需要储能电源支撑冲击功率。根据《磁约束聚变电源系统长脉冲高倍率储能关键技术研究》,单套超导磁体电源峰值功率可达100MW,为平均功率的10倍以上,需要配套储能装置支撑高冲击功率。
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
托卡马克无功功率冲击来源于相控电源调节、失超保护、加热电源闪络,功率冲击可达100Mvar,会威胁到聚变装置和电网的安全稳定运行。1)相控电源调节:ITER 电源系统中包含大量基于相控晶闸管技术的变流器,其无功功率与触发角密切相关,在等离子体控制的不同阶段,部分电源直流侧电压变化巨大,触发角波动剧烈,引发无功功率的剧烈波动。例如ITER系统中最大的单套电源容量为80MVA,考虑实际运行的容量要求,在10ms内无功功率变化最大可达100Mvar;2)失超保护下甩负荷:当系统出现诸如失超等严重故障时,为保护超导磁体线圈的安全,会进行甩负荷操作,即相控整流器需要在数毫秒内关断,极端情况下,无功功率将在5ms内从100Mvar变化到0;3)加热电源的调制及闪络:1MV的高压电源直流侧会出现不可预期的闪络,导致系统无功功率在5ms内变化幅值可达40Mvar。
为了降低无功功率对电网、聚变装置的冲击影响,ITER电源系统需要安装大功率无功补偿装置。
2.4辅助加热电源:PSM、HVPS是辅助加热装置电源的理想选择
托卡马克欧姆加热最高仅能达0.3亿度,需要辅助加热系统联合加热至1亿度。托卡马克启动加热为中心螺管提供,但不能达到聚变条件:1)磁通时间有限:中性螺线管提供的磁通有限,等离子体感应电流维持时间有限,不能实现稳态运行(稳态运行要求非感应电流份额为100%);2)加热温度低:随着加热温度升高,等离子体电阻降低,导致欧姆加热效果持续下降,最高只能加热到0.2亿-0.3亿度(D-T反应需要温度1亿度以上)。辅助加热系统可以提供非感应电流加热,帮助等离子体温度达到聚变反应温度条件。
辅助加热系统要求电源大容量、高电压、快速响应&保护时间短、释放能量小:
大容量、高电压:ITER聚变装置离子回旋加热系统(ICRH)、电子回旋加热系统(ECRH)以及低杂波加热系统(LHCD)所需电压26-100kV,中性束加热系统(NBI)需要电压为1MV级,所需电源功率达几十兆瓦到上百兆瓦。
快速响应&保护时间短:微波源、离子源对电压敏感,要求电压快速可调,且易受故障导致能量冲击损坏,加热电源需要满足保护时间短(微秒级);
释放能量小:电路发生故障保护时,电源对关键部件释放的能量需非常小(约几个焦耳)。
脉冲阶梯调制电源(PSM)、逆变型高压电源(HVPS)能分别满足100kV及以下、MV级别辅助电源的需求。根据《托卡马克辅助加热系统高压电源若干关键技术研究》,PSM单个模块输出电压在1KV左右,若总输出电压很高,如高达1MW时,需要的模块数过多;HVPS只需要提高变压器二次侧额定电压就可获得高电压输出,更适用于几百千伏至兆伏电压需求。
主流托卡马克装置中,PSM主要给射频加热系统(ICRH、ECRH、LHCD)供电,HVPS主要给NBI系统供电。根据《托卡马克辅助加热系统高压电源若干关键技术研究》等,PSM用于ITER装置ICRH、ECRH、LHCD供电,以及TCV、HL-2A、HL-3的电子回旋加热系统供电;HVPS用于ITER、JET-60U、DEMO、CRAFT装置的中性束注入加热系统供电。
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
场反位形(FRC)是一种磁/磁惯性约束聚变技术,物理结构为直线型。场反位形(FRC)结构为直线形,原理为装置两端形成FRC等离子体,并通过线圈时序通电构造出阶梯状磁场分布,驱动等离子体向中心运输碰撞,最后通过磁压缩(磁惯性约束)或中性束注入(磁约束)达成聚变反应。
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,有望率先实现商业化。1)无需外部加热源:场反位形(FRC)是通过碰撞加磁压缩或碰撞加中性束注入达到聚变温度条件,无需像托卡马克一样匹配离子回旋、电子回旋、低杂波加热等辅助加热系统;2)无需环向磁场:FRC等离子体可自行产生磁约束场,无需像托卡马克一样的庞大环向磁场线圈,装置建造成本和运行难度有望降低;3)结构简洁紧凑:FRC装置为直线型装置,相对托卡马克,构造简单、紧凑,整体装置体积和成本都能有效降低。
场反位形FRC装置有望率先实现商业化供电。托卡马克方面,美国CFS公司进展较为领先,预计2027年验证Q>1,预计2030年开始向谷歌商业化供电;中国BEST预计27年建成、CFEDR(工程示范堆)预计2035年建成。场反位形FRC方面,美国Helion、TAE预计分别2028年向微软供电50MW、2030年代初推出原型电站,国内星能玄光规划2035年建成200MW聚变电站。FRC商业化规划时间相对领先。
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
FRC装置聚变反应流程包括等离子体形成、加速、压缩聚变三个步骤。1)等离子形成:在装置两端通过电离气体产生等离子体;2)等离子体加速:依靠多个线圈时序通电,将等离子体从两端加速至100万英里/小时的速度,并在装置中心对撞;3)等离子体压缩:装置中间段在发生等离子碰撞时,会加强磁场(Helion Trenta达8T)进一步压缩等离子达到聚变条件。
相对托卡马克装置,FRC装置磁体价值量占比降低,电源系统价值量占比有望大幅提升。
1)FRC磁体价值量占比降低:场反位形FRC磁场不需要类似托卡马克维持较长的约束时间,仅为9*10-7s,所以FRC装置往往仅需铜导线磁体;其次FRC装置没有布置环向磁场线圈,装置磁体用量有望降低。场反位形FRC装置磁体价值量占比有望降低。
2)FRC电源系统价值量占比有望提升:场反位形FRC装置要求电压为40kV、电流为100kA、响应时间为纳秒级别、充放电时间为几十微秒级,相对托卡马克要求均有提升,电源板块价值量占比有望提升。
FRC电源主要由电容、开关、传输线组成,脉冲电容和开关壁垒高。FRC电源主要分为三部分,分别为储能脉冲电容、开关、传输线,其中脉冲电容、开关壁垒较高。1)脉冲电容:FRC电容需要耐高压(高达40kV)、储能高(高达80kJ)、耐大电流(数十kA);2)开关:FRC装置脉冲频率为每分钟数十次,商业化发电后开关寿命要求将提升;其次FRC需要电容脉冲快速放电功能,对应的高压开关需要承担几十kV和数十kA的电流冲击。引燃管、闸流管等开关具备脉冲峰值电流达上百kA,耐压达数十kV,具有低电感、短的击穿时间延时、稳定操作以及低电极腐蚀的优势,能基本满足FRC装置开关对高电压、大电流需求。
电容和开关的要求较高,且为核心充放电器件,或为价值量占比较高环节,FRC装置批量建设有望带来脉冲电容和开关订单批量释放。
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
Z箍缩装置原理为依靠等离子体大电流产生向心磁场箍缩力,使等离子体压缩达聚变条件。根据Zap Energy官网,Z箍缩装置通过在千分之一秒内完成4个流程实现聚变:1)电离:一组电容释放的大电流使气体电离为等离子体;2)加速:电磁力驱动等离子体向下加速移动;3)箍缩:等离子体到达电极末端,z向电流产生的磁场将等离子体向内推;4)聚变:等离子体被箍缩至聚变所需温度,产生聚变反应。
Z箍缩装置无需超导磁体、紧凑设计成本低,但对耐大电流、电极耐久性要求高。
无需超导磁体:不同于托卡马克这类磁约束聚变装置需要大型、昂贵的超导磁体来约束等离子体。海外领先厂商ZAP Energy的Z箍缩使用自生成的磁场,显著降低资本成本并简化反应堆设计。
成本优势:Z箍缩反应堆尺寸远小于托卡马克或激光系统,这种紧凑性设计的成本比传统路线所需的资金少了几个数量级,这将会在成本上体现巨大优势。
高等离子体温度:2024年4月,ZAP Energy的FuZE设备实现了1–3keV(1100万–3700万°C)的等离子体电子温度,标志着该设备成为达到此类条件的最简单、最小且成本最低的设备。
核心挑战:1)更大的电流:体积缩小后,等离子体积限制了能量输出,需要更高的电流提升能量增益;2)电极耐久性:高电流可能导致电极熔化或侵蚀,需要坚固的材料或设计;3)等离子体稳定性:在更高能量水平下维持剪切流稳定,是商业化的必备条件。
美国Z箍缩聚变进展领先,先觉聚能为国内Z箍缩路线先行者。美国私营公司ZAP Energy已经建成世界首个100kW的重复Z箍缩系统,目前已实现每10秒发射一次等离子体脉冲,持续运行超2个小时,预计2030年代初建造首座商业发电厂。国内彭先觉院士主导Z箍缩聚变裂变混合堆,预计2030年前验证Q>1,2040年进行发电演示后进入商业化推广。
Z箍缩驱动器要求大电流、脉冲频率高、寿命长,对电容、开关要求高。根据《中国脉冲功率科技进展简述》,LTD驱动器是Z箍缩装置产生脉冲大电流的核心部件,主要由电容、开关组成。对电容、开关要求更高,核心参数要求包括脉冲频率高(0.1Hz)、脉冲电流大(数十MA级)、电流上升沿(百纳秒级)、储能大(百兆焦耳)。
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%(不算裂变的次临界反应堆,占比达50%),电容、开关或为主要价值量环节。根据《Z-箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆总体概念研究》,Z-FFR建造成本中60-70MA级驱动器价值量、次临界反应堆占比约为33%、33%。其中Z箍缩LTD驱动器主要由脉冲电容、开关组成,看好先觉聚能建设推进,带动脉冲电容、开关订单释放。
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
旭光电子前身为国营旭光电子管厂(779厂),产品主要包括电力设备、军工以及电子材料。分板块来看:1)电力设备板块主要产品为真空灭弧室、固封极柱、三极管、四极管等;2)军工板块主要产品为嵌入式计算机、精密结构件等;3)电子材料为氮化铝产品。
25Q1收入短期承压、利润加速增长。25Q1旭光电子营收为3.4亿元,同比-11.4%,得益于旭光电子产品结构调整、费用管控,25Q1归母净利润为0.3亿元,同比+19.3%。
大功率电子管占比低,中远期提升空间大。24年大功率电子管收入为0.47亿元,收入占比仅3.0%,看好核聚变、光刻、CT领域放量带动收入规模提升。大功率电子管毛利率为50%以上,放量有望带动公司整体利润加速扩张。
24年旭光电子真空灭弧室收入达6.8亿元,高压产品进展顺利。24年旭光电子真空灭弧室销量达近120万只,销量扩张带动真空灭弧室收入提升至6.8亿元,受原材料涨价影响,毛利率短期承压。旭光电子126kV真空灭弧室通过多家头部客户验证并挂网运行,145kV和252kV真空灭弧室完成主要功能型式试验,高压产品逐步放量有望带动该板块量利齐升。
旭光电子开关能基本满足Z箍缩、FRC的开关性能需求。根据《HFRC锥形喷枪电源系统的设计与研制》,FRC装置开关用于控制电容充放电,需要满足耐几十kV高电压、几十kA大电流以及高开关次数要求,旭光电子开关三项指标基本满足要求,有望切入FRC、Z箍缩装置供应体系。
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
王子新材主营业务为塑料包装、军工电子、薄膜电容,其中薄膜电容业务通过控股子公司宁波新容开展,下游包括新能源汽车、可控核聚变、医疗、轨交、家电等领域,大客户包括比亚迪、零跑汽车、阳光电源、格力、美的、GE等。
25Q1王子新材营收、利润双增长,整体经营向好。随着新产能逐步投产,25Q1王子新材营收达5.2亿元,同比+36.2%,营收扩张带动公司利润转正,25Q1王子新材归母净利润达0.08亿元,同比+66.3%。
控股子公司宁波新容实现磁体电源系统电容订单交付,正式切入核聚变核心装备供应链。根据王子新材公告,王子新材控股子公司宁波新容经过两年的客户对接后,实现对聚变新能核聚变磁体电源系统电容器订单交付,标志着宁波新容核聚变电容技术路径得到验证,正式切入核聚变核心装备供应链。
公司核聚变领域电容有望切入Z箍缩和FRC装置,实现价值量膨胀。Z箍缩和FRC电源电容价值量占比高,公司技术实力已获得核聚变领域认可,有望从托卡马克磁体电源电容拓展至Z箍缩和FRC装置脉冲电容,实现价值量膨胀。24年宁波新容收入达4.5亿元,同比+59.6%,预计随着产能释放+核聚变需求扩张,宁波新容有望迎来高增长。
4.3 国力股份:氢闸流管核心供应商,有望切入核聚变领域
国力股份深耕继电器、电子管等真空器件20余年,下游包括新能源汽车、充电设施等。国力股份前身为昆山国力真空电气公司,经过20余年的深耕,建立了完整的电力真空器件核心技术平台,产品包括继电器、电路开关、电容器、大功率速调管等产品,下游主要为新能源车、充电设施、半导体、大科学工程等。
25Q1国力股份营收、利润双增。根据公司投资者关系信息记录表,公司各主要业务板块的客户需求均比较乐观,防务领域的控制盒也在稳定交付,真空继电器的交付预计在今年逐步交付,订单逐步交付带动公司业绩增长,25Q1营收达2.3亿元,同比+59.4%,归母净利润达0.1亿元,同比+183.5%。
直流接触器收入占比超50%,24年盈利能力短期承压。国力股份24年直流接触器收入占比为52.1%,占比过半,为公司最主要的产品。从盈利能力来看,24年直流接触器毛利率为19.5%,同比下行较大原因或为下游新能源车行业降价导致。
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。根据国力股份官网,公司氢闸流管,峰值正向阳极电压、电流分别可达50kV、20kA,在电压、电流方面基本满足Z箍缩和FRC开关的参数要求(寿命数据未披露),具备切入核聚变领域的技术储备。
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
四创电子产品覆盖雷达、信息系统、微波电路、电源等。四创电子于2000年由中国电子科技集团第三十八研究所发起成立,产品主要覆盖雷达、信息系统、微波电路、电源等。
25Q1四创电子短期业绩承压。部分客户需求放缓及市场竞争加剧,导致25Q1四创电子营收同比下行13.7%,利润短期承压。
24年雷达及雷达配套收入占比超50%,短期毛利率承压。受24年原材料涨价、市场竞争加剧影响,雷达及雷达配套毛利率短期承压。预计随着机场建设量提升、国产化率提升以及气象雷达覆盖率提升,四创电子业绩有望逐步修复。
持有华耀电子90.83%股份,PSM高压电源已批量应用于EAST装置的离子回旋共振加热(ICRH)系统。华耀电子2024年成功研制出140kV PSM(脉冲阶梯调制)高压电源模块,实现了单个高压电源组件1200V/100A大功率输出,解决了高压电源领域的精度、效率和可靠性难题,其稳定运行为EAST的突破性实验提供了关键能量支持。
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。华耀电子140kV核聚变PSM电源具备高功率密度、高速动态响应、高电磁兼容性和高绝缘耐压技术,解决了传统的高压电源模块存在的效率低、体积大、动态响应慢及难以满足现代聚变装置的高精度控制需求的问题。
4.5 英杰电气:核聚变电源积累深厚,覆盖头部核聚变客户
英杰电气专注工业电源,主要产品包括功率控制电源、特种电源以及新能源充电桩。1)功率控制电源:以MOS管、晶闸管、IGBT等为基础的电源功率控制器件;2)特种电源:满足特殊用电部门对电压、电流、频率的需求,一般对电源稳定度、精度、动态响应及纹波要求更高;3)新能源充电桩:主要为充电桩控制器、充电桩以及储能设备。
25Q1英杰电气营收、利润短期承压。25Q1公司实现营收、归母净利润分别为3.3亿元、0.5亿元,同比-13.3%、-36.8%,公司业绩短期承压,原因或是光伏周期下行导致。随着英杰电气积极拓展海外市场、半导体行业,预计业绩有望迎修复。
英杰电气深耕特种电源多年,核聚变领域电源覆盖磁场电源、加热电源、控制系统电源以及辅助系统电源。英杰电气覆盖核聚变多个种类电源:1)磁场电源:为装置磁场系统提供稳定电力支持;2)加热电源:涵盖回旋管电源、中性束电源,用于等离子体加热;3)控制系统电源:为传感器、执行器等控制模块供电;4)辅助系统电源:包括线圈加热电源、真空管清洗电源等配套电源。
公司目前已进入核聚变多家重点客户。公司已与中心585所合作近20年,深度参与国内众多核聚变项目,为中核585所、中科院合肥等离子所、新奥集团、上海能量奇点、成都瀚海聚能、陕西星环聚能提供电源支持。24年公司聚变相关电源订单突破千万元,历史累计订单已达数千万元,预计随着聚变实验堆密集建设,公司电源订单有望进一步扩张。
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
爱科赛博深耕电力电子领域,主要产品包括精密测试电源、特种电源以及电能质量控制设备。1)精密测试电源:具有高精度、高动态并能够模拟电源或负载性,用于电气电子设备测试的交直流电源及电子负载;2)特种电源:具备高精度、高稳定或高动态等特性的,能满足特殊负载用电需求的交直流电源;3)电能质量控制设备:用于解决供配电系统的电压与电流谐波抑制、无功补偿、三相不平衡、波动与闪变和电压暂降等问题。
25Q1爱科赛博业绩短期承压,合同负债位于近5年峰值。根据公司公告,25Q1爱科赛博实现营收、归母净利润为1.2、-0.2亿元,同比-15.9%、-494.0%,业绩短期承压,原因或是25Q1爱科赛博持续加大研发投入和市场开拓,研发费用和销售费用扩张。25Q1爱科赛博合同负债达0.77亿元,同比+144.5%,合同负债高增表示下游需求回暖,爱科赛博业绩有望迎回暖。
爱科赛博核聚变电源产品为磁体电源和辅助加热电源,客户包括中科院EAST、中核环流系列等。根据投资者关系活动记录表,爱科赛博核聚变电源包括磁体电源和辅助加热电源,其中磁体电源用于给磁体供电,产生和控制等离子体;辅助加热电源为中性束加速级、速调管、回旋管供电,产生高功率微波,加热等离子体。
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
公司深耕大功率电力电子节能控制技术,产品包括高压动态无功补偿装置、各类高中低压变频器、智慧储能系统装置、轨道交通能量回馈装置、煤矿防爆和智能控制装备等,广泛应用于风力发电、光伏电站、新能源发电行业、轨道交通、矿业、石油、化工、冶金、市政等领域。
25Q1公司收入稳健增长,利润短期承压。根据新风光公告,25Q1新风光实现收入、归母净利润分别为4.0、0.3亿元,同比+11.8%、-30.5%,新风光收入稳健增长,利润端短期承压。
新风光等离子体快控电源供应EAST。根据新风光公告,新风光研发的“等离子体垂直位移快速控制电源”成功应用于中科院等离子体物理研究所承担的“国家重大科学研究项目——EAST核聚变试验装置”,随着国内实验堆密集建设,具备产品积累的新风光有望争取批量订单。
我们看好可控核聚变行业在“十五五”期间资本开支进入加速释放周期,建议重点关注FRC装置和Z箍缩装置建设推进,带来电源系统价值量膨胀的机遇,脉冲电容、快控开关相关公司订单有望释放;其次关注托卡马克装置密集建设带来的磁体电源、辅助加热电源以及无功补偿及滤波系统机遇。关注旭光电子、王子新材、国力股份、四创电子、英杰电气、爱科赛博、新风光。
5.风险提示
■ 可控核聚变实验结果不及预期。可控核聚变当前处于工程可行性试验阶段,如果工程实验进度不及预期,行业商业化落地进程可能延后。
■ 核聚变资本开支投入不及预期。国内核聚变实验堆的建设资金来源于国家财政、社会资本,若资金端需求不及预期,行业资本开支预计受到影响。
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证券研究报告:《国金机械丨可控核聚变专题:多技术路线共同发展,电源价值量在膨胀》
对外发布时间:2025年7月15日
报告发布机构:国金证券股份有限公司
证券分析师:满在朋
SAC执业编号:S1130522030002
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联系人:刘民喆
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