AI的盡頭是能源，能源的天花板在哪？核聚變是當下很多人的希望所在。

“中國環(huán)流三號”作為我國“新一代人造太陽”裝置，實現了離子溫度1.2億攝氏度、電子溫度1.6億攝氏度的“雙億度”，聚變綜合參數達到10的20次方量級。當前，“中國環(huán)流三號”正按計劃推進全面升級，計劃2027年首次實現燃燒實驗。

去年10月，位于合肥的緊湊型聚變能實驗裝置（BEST）項目建設取得關鍵突破，首個關鍵部件杜瓦底座成功安裝就位。BEST采用高、低溫混合超導托卡馬克技術路線，將首次在國際上驗證聚變可在真實燃料環(huán)境下實現凈輸出能量，演示核聚變發(fā)電。預計到2030年有望通過核聚變點亮第一盞燈。

“實驗室里的第一度電大約五年就能實現，而且很可能就是在中國實現?！睆偷┐髮W現代物理研究所教授許敏日前表示，從第一度電發(fā)出，到上游供應鏈降低成本，20年是合理的時間尺度，那時候才能真正獲得廉價的聚變電能。

當前，業(yè)界和學界對于核聚變是否過熱存在一定擔憂，情緒時有波動，有人過于樂觀，有人過于保守，這都不是好現象。許敏表示，更重要的是設定合理目標、實事求是，不停留在PPT上，必須拿出真正經得起檢驗的成果。

而在這一過程中，耐心資本的堅定支持不可或缺。

托卡馬克“冰火兩重天”

兩個輕原子核相互碰撞，結合成一個較重的原子核，這一過程中能夠釋放巨大能量。在未來產業(yè)中，可控核聚變產業(yè)獨樹一幟。上海國投公司科創(chuàng)總監(jiān)、上?？苿?chuàng)集團董事長朱民介紹，可控核聚變的可行性已在理論層面被充分驗證，最大難點在于工程化，涉及材料、裝備、核心技術、算法等挑戰(zhàn)。

磁約束聚變和慣性約束聚變是重要的聚變路線。瞬間釋放出巨大能量的激光核聚變是慣性約束聚變的典型代表，與之形成鮮明對比的磁約束聚變是穩(wěn)定、持續(xù)的聚變反應，由此衍生出托卡馬克、仿星器、場反位形（FRC）、磁鏡等細分路線。盡管兩大技術路線路徑迥異，但目標卻是一致的——都希望通過聚變?yōu)槿祟愄峁┏渥?、清潔的能源?/p>

托卡馬克是利用磁場約束實現可控核聚變的裝置，也是全球磁約束聚變研究中最主流、進展最快、最有希望實現商業(yè)化的方案。

氘-氚聚變是目前地球上最易實現的反應類型，也是各國聚變研究的主流路線。聚變反應條件下燃料氣體被電離為帶正負電荷的等離子體態(tài)，溫度高達1億-2億攝氏度，地球上沒有任何容器能夠承受如此極端的高溫，但可利用磁場將其約束在有限空間內以維持聚變反應持續(xù)發(fā)生，這就是“磁約束聚變”的基本思路。為了產生有效約束等離子體的磁場，托卡馬克裝置應運而生，它就像一個用磁場做成的籠子，能把上億攝氏度的高溫等離子體“關”在里面。

托卡馬克裝置。

整個托卡馬克裝置內部可謂“冰火兩重天”：一方面，通過微波加熱和中性束加熱，將裝置內部的燃料等離子體溫度維持在上億攝氏度；另一方面，借助低溫系統(tǒng)讓高溫超導磁體的實際運行溫度維持在零下200攝氏度甚至更低。

如此極端溫差，對工程能力構成了極大考驗，裝置的可靠性、運行的穩(wěn)定性、建設運維的成本控制，每一環(huán)都是硬骨頭。拆解一臺托卡馬克，真正的挑戰(zhàn)集中體現在各類工藝細節(jié)上。高溫超導帶材繞制技術、相關零部件的制造工藝、材料的加工工藝，以及運行控制的智能化水平，都將直接決定托卡馬克裝置的成熟度。

許敏介紹，高溫超導的帶材在僅約兩微米厚的薄層中便可承載數百安培的電流，這正是高溫超導磁體繞制的基礎性材料。盡管目前采用的配方已經可以實現數百安培的載流能力，但要承載1000安培甚至5000安培的電流，帶材配方的優(yōu)化還需要借助AI輔助設計和充分的測試驗證。未來，聚變電站7*24小時全天候運行，必須依靠高度智能化的控制與運行體系。這意味著要完善數據測量硬件，發(fā)展先進的數據分析方法，以高質量數據訓練專用模型，推動電氣工程接口標準化與模塊化。而AI將承擔起分析高品質實驗數據、沉淀決策的基本邏輯等重任，幫助探索解決關鍵科學挑戰(zhàn)。

“非主流”的氘-氦3路線

與主流的氘-氚聚變反應技術路線不大一樣，復旦大學聚變團隊走的是“氘-氦3”路線。用許敏的話說，選擇“氘-氦3”路線就是找到自己的定位，同國家主流路線形成互補，成為磁約束聚變研發(fā)的前沿探索陣地。

氘-氚反應有兩大難題都和“氚”相關。一是氚的自給自足問題，氚的半衰期相對較短，每過12.33年就有一半氚衰變成了穩(wěn)定的氦3，因而自然界中基本沒有氚存在，為了維持氘-氚聚變電站運行，需要電站一邊燃燒氚釋放能量、一邊同時生產更多的氚以滿足自身需求，同時還要預防氚的泄漏。二是材料“扛不住”，氘-氚聚變反應產生14兆電子伏的高能中子會對聚變堆結構材料造成輻照損傷，為此往往需要建造1-1.5米的厚重屏蔽層。

材料問題是氘-氚路線必須攻克的關鍵卡點——要么研發(fā)出一種能在極端環(huán)境下長時間穩(wěn)定服役的顛覆性材料，要么選擇一條無中子或低中子技術路線，從根本上規(guī)避材料難題。

東昇聚變選擇了后者，力求以氘-氦3燃料路線與主流技術路線形成互補。由于氘-氦3聚變基本無中子產生，因此無需建造厚重而昂貴的屏蔽層，裝置規(guī)模得以相對縮小，這為建設基于高溫超導強磁場的緊湊型聚變電站創(chuàng)造了條件。采用這種燃料方案的聚變電站可以更靠近城市或數據中心，無需長距離輸配電，布局方式更加靈活。

復旦大學現代物理研究所教授許敏。

“未來如果氘-氚聚變路線和氘-氦3聚變路線都實現了，最終會形成一體化的供電網絡。在遠離城市的地方修建采用氘-氚燃料的大型聚變電站，在靠近城市或數據中心的區(qū)域布局氘-氦3緊湊型電站?！痹S敏表示，兩種燃料路線能形成互補，由于氚衰變的產物就是氦3，運行氘-氚聚變電站需要維持足夠的氚燃料存量，自然也為氘-氦3聚變提供了氦3來源。

但這顆“誘人的果實”并非唾手可得，它同樣面臨著一系列嚴峻技術挑戰(zhàn)。高溫超導磁體工藝尚不成熟，而聚變電站的磁體必須具備足夠的可靠性與穩(wěn)定性；更高的聚變反應溫度也為裝置的控制運行及熱量排出帶來更大的挑戰(zhàn)。東昇聚變計劃用10年左右時間建設三代聚變裝置，最終實現氘-氦3聚變凈能量增益Q>1的目標。其中，第一代裝置“晨光”將重點解決高溫超導強磁場磁體在真實運行工況下的可靠性和穩(wěn)定性驗證問題，并作為聚變人工智能數據工廠，提供海量的真實實驗數據，幫助驗證和優(yōu)化強磁場下的物理模型，以及為實現高度智能化的裝置運行控制提供支撐，指導設計下一代聚變裝置。

“晨光”聚變裝置。

盡管Q>1距離實現人類所期待的廉價、清潔、近乎無限的能源仍存在鴻溝，但許敏表示，這是科學研究必須邁過的一道門檻，無論是Q大于1、大于30乃至50，都是聚變技術不斷向前發(fā)展的必經階段。由于無需面對耐中子輻照材料和氚相關的難題，一旦“氘-氦3”聚變實現Q>1，后續(xù)的工程化和商業(yè)化發(fā)展道路將相對容易很多。

“我最不希望等到我退休那天，聚變技術的進展跟今天相比沒什么兩樣?！笨煽睾司圩円呀洶l(fā)展了半個多世紀，依然沒有任何一個國家能夠實現穩(wěn)定可控輸出低成本的聚變能量。為了讓聚變可以跑得更快些、破解工程化難題，許敏決定走出實驗室。

創(chuàng)業(yè)路上，資金怎么來、股權怎么分、運營中會踩哪些坑，他缺乏足夠的經驗。好在，上海國投及旗下未來產業(yè)基金、上?？苿?chuàng)集團的深度孵化讓每一步都走得踏實。

敢于“撒第一把米”

2025年7月，復旦大學磁約束聚變團隊主導東昇聚變在上海成立，背后支持方除了復旦大學還有上海國投旗下上海未來產業(yè)基金、海桐國際創(chuàng)新中心、中科創(chuàng)星、啟盈同創(chuàng)等。有了上海國投的背書，市場化資金慢慢有了信心，帶動了各類資本注入。許敏常說，沒有上海國投的扶持，東昇聚變連人才引進都不會如此順當。

當前，上海在可控核聚變領域形成了結構性、生態(tài)性、平臺化的整體打法。朱民介紹，隨著中國聚變公司落地上海，圍繞不同技術路線和產業(yè)鏈方向，上海投資布局了東昇聚變、星環(huán)聚能、能量奇點等多支聚變團隊和上海超導、上創(chuàng)超導、翌曦科技等供應鏈企業(yè)?？梢哉f，上海在可控核聚變賽道上已經構建起全棧式、系統(tǒng)性的生態(tài)，未來有望形成“上下游就是上下樓”的聚變產業(yè)格局。

上海的資本“工具箱”同樣豐富。上海國投旗下未來產業(yè)基金、上?？苿?chuàng)集團等投資平臺覆蓋從天使輪到IPO的全鏈條，為聚變產業(yè)提供持續(xù)有力的資本支持，通過搭建聚變產業(yè)鏈上的黨建聯盟，為有潛力的早期創(chuàng)業(yè)企業(yè)“撒第一把米”。

上海國投公司科創(chuàng)總監(jiān)、上海科創(chuàng)集團董事長朱民。

“國資最大的使命就是勇于撒第一把米?！敝烀癖硎?，顛覆性創(chuàng)新的每一環(huán)都要循序漸進地驗證與落實，傳統(tǒng)社會化資本的習慣是等到技術路徑逐漸收斂、發(fā)展態(tài)勢明朗之后才肯入場。但國有資本不能走“等著看、零星投”的老路?！叭绻麌Y都不率先撒下種子、扛起風險，這片生態(tài)可能就真的沒了，這條技術路線也會在成長途中戛然而止?！?/p>

“國有資本在關鍵時刻要迅速補位，堅定站在科技創(chuàng)新第一線，敢于押注、敢于出手，敢于第一把米撒出去。”朱民表示，如今，在國資的“引流”之下，核聚變產業(yè)布局已形成強勁推力，各類資本唯恐踏空。正是這種緊迫感，讓聚變生態(tài)迅速生長?！皩ξ覀兌?，這是最大的收獲。也許技術路徑還會遇到波折，但我們并不畏懼，只要生態(tài)、氛圍和產業(yè)鏈搭建起來，國資機構的戰(zhàn)略任務就基本實現了。未來企業(yè)遇到困難，國投系的資本集群將系統(tǒng)化、針對性地幫扶解決?！?/p>

創(chuàng)投機構像撒米一樣把資金播撒給早期初創(chuàng)企業(yè)，聚變企業(yè)接過這把“米”，并不攥在手里，而是繼續(xù)撒向上下游供應鏈，用訂單和技術驅動產業(yè)鏈企業(yè)協同發(fā)展。

“如果一度電的價格超過10元，聚變能源將無人問津。所以供應鏈的重要性不亞于聚變主機裝置，從長遠來看，供應鏈決定聚變價值?！痹S敏表示，企業(yè)發(fā)展并非零和博弈，越是開放越能獲得更快成長。聚變行業(yè)整體向好，個體企業(yè)才能真正受益。從Q>1，到第一度電發(fā)出，再到最終實現老百姓期待的一毛錢一度的電，聚變還有很長的路要走。裝置的可靠性和穩(wěn)定性、建設和運行成本都需要長時間積累與發(fā)展?！案邷爻瑢Р某杀救绾谓档?，高功率回旋管技術和中性束加熱技術如何發(fā)展，離子回旋技術能否滿足未來電站運行的需求，這些都需要更多的科研投入，將來面臨的困難還有很多，這些困難需要全產業(yè)鏈協同克服?！?/p>

許敏表示，當前市面上存在一些不同的聲音，情緒時有波動，有人過于樂觀，有人則過于保守，這些都不是好現象。必須拿出真正經得起檢驗的成果。隨著資源投入的不斷增加、科研經費與人才隊伍的全方位支持，可控核聚變定會加速推進。

耐心資本與科學家攜手打破“永遠50年”困境

“核聚變究竟什么時候能夠發(fā)出第一度電？我認為這個時間不遠了。實驗室里的第一度電大約5年就能實現，而且很可能就是在中國實現?！痹S敏表示，從第一度電發(fā)出，到上游供應鏈降低成本，20年的時間尺度是合理的，到那時才能真正獲得廉價的聚變電能。

“雖然目前還無法準確預測聚變商業(yè)化何時實現，但進程已經大大加速，過去人們常調侃核聚變永遠50年，但這一次可能真的不同了?！鄙虾Ｎ磥懋a業(yè)基金總經理魏凡杰表示，今年，風險投資開始大規(guī)模進入基礎科研領域，投入總量遠超以往高校或科研院所的科研經費。過去，一個科研機構十年間可能也無法獲得20億元聚變研究經費；而今年，僅聚變領域幾家初創(chuàng)公司的融資總額就有望突破20億元，資金使用效率也大幅提升。

上海未來產業(yè)基金總經理魏凡杰。

魏凡杰表示，風險投資往前走，基礎科研往后走，基礎科研與產業(yè)化之間的界限正變得模糊，AI的介入極大加速了科研迭代進程。優(yōu)秀人才不斷涌入，人才密度快速提升，培養(yǎng)年輕人才尤其需要那些具備“AI原生”思維的年輕人進入聚變領域，他們能夠帶來更前瞻的想法，重塑行業(yè)的迭代模式。

“對于個體而言，50年需要用近一生去奮斗；在人類歷史長河中，50年不過短短一瞬。在人類文明與科研發(fā)展的宏大尺度上，50年即便再翻上幾倍，也不過是彈指一揮間。但不能因為路途遙遠就不出發(fā)。”朱民表示，業(yè)界和學界對于當前核聚變是否過熱存在一定擔憂?？茖W研究本就充滿艱難，不同技術路徑尚未收斂，哪條賽道能夠真正走向工程化和應用化尚不明朗，但必須清醒認識到，這一賽道關系國家戰(zhàn)略定位與戰(zhàn)略命脈，國資責無旁貸。隨著人工智能的助力，工程化驗證能力的提升以及不同技術路徑的收斂，人類與聚變商業(yè)化“永遠50年”這一判斷之間的距離在不斷拉近。

“今天的成熟產業(yè)就是昨天的未來產業(yè)。如果對未來的科技沒有信心，沒有熱愛，只會永遠止步不前。因為相信，所以看見。而相信的前提是不要三心二意。國資作為最堅定、最耐心的助力者和陪伴者，始終愿與那些看得見未來、懷有信心、步履堅定的科學家和團隊站在一起，共同縮短創(chuàng)新的距離，降低創(chuàng)新的難度?！敝烀裾f。