中國受控核融合研究已達到關鍵的事前轉折點:把科學突破與國有投資者的持續耐心資本結合起來。中國的 EAST 托卡馬克——中國的「人造太陽」設施——完成雙重里程碑:離子溫度達到 1.2 億攝氏度、電子溫度達到 1.6 億攝氏度;融合參數跨入 10^20 規模;裝置預定在 2027 年進行首次點火燃燒實驗。同時,2024 年 10 月,在合肥緊湊型融合能源實驗裝置(BEST)專案完成了其關鍵杜瓦基座組件的安裝,計畫在 2030 年前展示融合的淨能量輸出。技術進展與資本承諾在同一時間匯聚,反映出一項刻意的策略,以克服產業對外界「永遠還要 50 年」的印象——這個流傳已久的玩笑是:商業融合永遠還差幾十年。
加速的動力源自資金動態與制度支持的轉變。以上海國有投資生態系統為核心,由上海國有投資有限公司及其未來產業基金(Future Industries Fund)支撐,已採取明確的「先撒下第一批種子」做法:在最早的研究階段投放資本,而不是等待技術路徑收斂。這種耐心資本模式,並結合人工智慧加速實驗迭代,正在把融合商業化的時間表從理論猜想推向工程現實。
托卡馬克代表了全球最成熟的磁約束核融合路線。該裝置利用磁場將電漿——電離燃料氣體——束縛在 1 億至 2 億攝氏度之間的溫度下;這種熱量是任何物理容器都無法承受的。托卡馬克的功能像是一座磁性籠,讓這種極端電漿保持穩定。
工程上的難題非常尖銳。在單一托卡馬克內,條件會在兩個極端之間擺盪:微波與中性束加熱讓電漿維持在 1 億攝氏度以上,而低溫系統則把高溫超導磁體維持在零下 200 攝氏度或更低。這種溫差在每一個元件層級上考驗可靠性、操作穩定性與成本管控。
關鍵瓶頸在於製造精度。高溫超導帶材——厚度僅約 2 微米——必須承載數百安培的電流。目前的設計可達到這一基礎水準,但要提升到 1,000 或 5,000 安培,則需要透過 AI 輔助設計與大量測試驗證的優化帶材配方。未來在 24/7 全天候運作的融合電廠,將依賴高度智慧化的控制系統:標準化的電氣工程介面、模組化架構、先進的資料分析方法,以及以高品質實驗資料訓練的專用 AI 模型。AI 將分析實驗資料,並提取決策邏輯,以回應核心科學挑戰。
復旦大學的磁約束核融合團隊,透過創業公司 Dawning Fusion(2025 年 7 月在上海成立)追求一條非主流的氘-氦 3 燃料路線。此路線作為對中國主流氘-氚研究的補充,並探索磁約束核融合領域的前沿可能。
氘-氚反應面臨兩個與氚相關的關鍵障礙。第一,氚的半衰期很短(12.33 年),會自然衰變為氦 3,這意味著融合電廠必須同時燃燒氚並繁殖替代燃料,同時還要防止洩漏。第二,氘-氚融合產生的 14 兆電子伏特中子會破壞反應器結構材料,因此需要 1–1.5 公尺厚的屏蔽層。
Dawning Fusion 選擇走另一條路:氘-氦 3 幾乎不產生中子,免除了對昂貴且笨重屏蔽的需求。這使得基於高溫超導強磁場的緊湊型反應器設計成為可能,讓融合電廠可以靠近城市或資料中心佈置,而不必進行長距離的輸電。若兩條燃料路線都能成功,它們將形成互補的整合型電網:偏遠地區配置大型氘-氚站點,而在都市中心附近配置緊湊型氘-氦 3 電廠。由於氚的衰變會產生氦 3,因此氘-氚運作天然會為另一條路線供應氦 3。
Dawning Fusion 計畫在三代裝置的時間軸上推進 10 年路程。第一代裝置「程光(Chenguang)」將在真實運行條件下驗證高溫超導磁體的可靠性與穩定性,同時作為「融合 AI 資料工廠」,生成龐大的實驗資料集,用以在強磁場條件下驗證並優化物理模型,並支援智慧化裝置控制開發。
上海已打造出全鏈路、系統性的融合產業生態。該生態系涵蓋多個研究團隊(Dawning Fusion、Xinghuan Fusion Energy、Energy Singularity)以及供應鏈企業(Shanghai Superconductor、Shang'ai Superconductor、Yixi Technology),在城市內形成一種「上下樓梯」式的整合供應鏈。
上海國有投資有限公司透過其未來產業基金與上海科創集團,覆蓋整條資本鏈,從天使輪到 IPO,提供連續支援。上海國有投資有限公司首席創新官朱敏(Zhu Min)與上海科創集團董事長,將國家資本的使命概括為「大膽播下第一批種子」。傳統的社會資本會等到技術路徑變得清晰後才進場;但國家資本不能沿用那種模式。若國家資本不先播種、並承擔風險,這個生態系可能會完全消失,而這條技術路線也會在開發中途停下來。國家資本必須「快速補齊關鍵缺口,堅定站在科技創新的第一線,敢下注、敢行動、敢於播下第一批種子」。
在國家資本的「點火(priming)」之下,融合產業獲得了強勁推進。各類資本如今開始擔心錯過機會,促使生態系快速成長。朱敏指出,國家的戰略任務在於生態系與供應鏈建設;若遇到困難,國有資本集群將提供系統性、針對性的支援。
接受這筆資本的融合創業公司並不會囤積資金,而是透過訂單與技術在上下游供應鏈夥伴之間重新分配,推動協同發展。徐敏教授(復旦大學)強調,供應鏈的重要性等同於融合裝置本身:長期的供應鏈經濟性決定融合的價值。產業整體的健康會惠及個別企業。從 Q>1(淨能量增益)到最初那一瓦,再到最終做到每度電一分錢(one-cent-per-kilowatt-hour)的電力,需要長期的累積。挑戰包括降低高溫超導帶材成本、推進高功率回旋管(gyrotron)與中性束加熱技術,以及確保離子回旋共振(ion cyclotron)技術能滿足未來電廠需求。這些都需要全供應鏈的協同。
徐敏教授預測:「實驗室的首批電力大約在五年內可以實現,而且很可能在中國實現。」從第一瓦到成本具有競爭力的融合電力,為供應鏈成本下降與成熟度爬坡安排 20 年時間是合理的。
上海未來產業基金總經理魏繁潔(Wei Fanjie)指出:「雖然精準預測融合商業化時點仍然不可能,但這個過程已經大幅加速。過去人們常拿『融合永遠還要 50 年』來開玩笑,但這一次可能真的不同了。風險資本正以規模化方式進入基礎研究——光是 2025 年的融合創業公司融資額,可能就會超過 20 億人民幣;相比之下,過去十年學術界的融合研究總額約 20 億人民幣左右。資金投放效率已大幅提升。」
魏也強調,風險投資在往前推進,而基礎研究卻在倒退,導致基礎科學與商業化之間的界線變得模糊。AI 的介入正在大幅加速研究迭代。人才湧入提高了人才密度;培養具有「AI 原生(AI-native)」思維的年輕研究者特別關鍵,因為他們帶來前瞻視角,並重塑迭代模型。
朱敏把「50 年」問題放進歷史脈絡中:對個人而言,50 年意味著接近一生的投入;在人類歷史中,50 年不過是一瞬。即使被乘上數倍,在文明的尺度上也仍然短暫。但距離不應阻止出發。融合產業必須保持清醒:科學本質上難度很高、技術路徑仍未收斂,而哪一條路線能走到工程與應用端目前仍不明確。然而,這個領域在國家定位與戰略生命線上具有關鍵的戰略性。借助 AI 協助、強化工程驗證、並促進技術路徑收斂,人類正在把通往融合商業化的距離縮短,並遠離「永遠 50 年」這個判決。
朱敏最後總結:「今天成熟的產業,曾是昨天的未來產業。沒有對未來科技的信心與熱情,進步就會停滯。因為我們相信,所以我們看見。信念需要堅定不移的投入。國家資本作為最堅定且最有耐心的支持者與同行者,已準備好與能看見未來、心存信心、並以決心同行的科學家與團隊站在一起——共同縮短通往創新的距離、並降低其難度。」
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