岩超聚能的产业化路径:三维超导磁体,能否连接聚变研发与工业订单

2026-11-12 11:18 核聚变

在聚变装置产生商业电力之前,研发团队能否先把磁体卖给工业客户,是一条值得观察的产业路径。上海岩超聚能10月13日披露,已于第三季度完成数亿元Pre-A轮融资;11月3日,公司进一步公布高温超导电缆产线投运及全尺寸电缆下线进展。从融资到制造,这家仿星器企业试图同步推进两项任务:用实验装置验证三维磁体,把部分超导能力转化为工业产品。两条业务能否相互支撑,取决于技术可以复用多少,以及客户愿意为何种性能付费。

仿星器的稳态潜力,要先由三维磁体兑现

仿星器(Stellarator)主要依靠外部线圈形成约束等离子体所需的三维磁场,不以维持大规模等离子体电流作为基本工作条件,因此具有长时间运行的物理潜力。但稳态潜力需要加热、排热、真空和磁体等系统共同兑现,不能直接等同于电站已经能够连续售电。三维磁场越精细,线圈形状、位置及通电后的变形,就越需要纳入同一个误差控制体系。

岩超聚能采用管内电缆导体(Cable-in-Conduit Conductor,CICC)方案,将超导电缆封装在金属套管内。套管既参与承载,也与冷却设计相联系;采用高强度不锈钢,意味着成形时需要克服更大的机械约束。难点在于,导体绕成空间曲线后,内部超导材料仍要保持载流能力,最终磁场还要符合设计。外形绕出来了,只能证明制造链条跨过一关,不能替代低温通流、受力和保护试验。

德国文德尔施泰因7-X装置提供了一个有意义的参照:其铌钛超导电缆采用铝制密封护套,通过内部氦冷却维持低温。不同护套材料、超导材料和结构方案,对成形、支撑与冷却提出不同要求,不能只凭某一项材料强度判断路线优劣。岩超聚能的工程价值,最终应体现在冷却、载流和受力共同作用时的实际表现,而不是单独一张复杂线圈的照片。

从电缆到接头,低温系统需要算清每一处发热

高温超导(High-Temperature Superconductivity,HTS)中的“高温”是相对于传统低温超导材料而言,并不意味着磁体能在室温工作。聚变磁体仍需专门低温环境,其允许电流还受温度、磁场和机械应变影响。把超导带材制成电缆、再把电缆绕成三维线圈,每道工序都可能改变最终性能。产线因此不仅要提供长度和产量,还要证明不同位置、不同批次的质量一致性。

公司11月披露的一项具体结果,是采用下线电缆制作的紧凑型接头,在液氦温区测得1.48纳欧电阻。接头连接相邻导体,即使电阻很小,大电流下仍会发热。为说明尺度,若假设电流为2万安培,并假设电阻保持这一数值,按电流平方乘电阻计算,发热约为0.592瓦。这只是条件计算,不是企业公布的运行工况;但它说明,常温下不显眼的热量,出现在深低温系统中也需要认真处理。

评价接头,还需要结合测试电流、背景磁场、温度、测量不确定度,以及热循环和机械载荷后的变化。已公开的简要信息不足以独立判断所有服役条件,也不能把一次接头试验推演为整套磁体的长期可靠性。磁体失超(Quench)时,局部区域失去超导状态,储存的磁能需要受到控制,检测和保护必须与导体结构一起设计。低电阻接头有价值,完整保护能力同样不能缺位。

进入半导体工厂,磁体必须接受另一套检验

从制造走向收入,岩超聚能选择的切入口之一,是磁控直拉法(Magnetic Czochralski,MCZ)单晶硅生长所需的超导磁体。外加磁场能够影响导电硅熔体的流动,为控制晶体生长条件提供手段。国际设备商已经供应此类产品,因此它面对的是具有实际采购需求和既有竞争者的工业市场。客户关心的不只是峰值磁场,还包括磁场分布、设备占用、制冷耗电、维护便利和生产线连续运行能力。

聚变磁体研发积累的低温、供电、绝缘和质量控制能力,可以为工业磁体开发提供基础,但两个市场的验收条件并不相同。半导体客户需要通过实际生长工艺判断磁体是否改善产品质量、提高稳定性,或降低综合使用成本。磁体样机完成与客户联合验证之间,仍有安装适配、工艺调试和长期运行考核。企业披露的样机与验证计划,应与已经形成稳定销售和回款的产品区分。

这使“聚变装置加多种超导应用”的商业安排具有机会,也存在资源分配压力。工业订单若能覆盖部分人员、设备和试验投入,可能缓解聚变研发的融资压力;如果每个应用都需要重新设计、重新认证和建立服务团队,多条产品线也可能同时消耗现金。数亿元人民币融资对应的是2026年披露的企业资本投入,具体金额与用途分配未充分公开,无法据此计算产品毛利,更不能推导未来聚变电价。

装置验证与客户验收,决定这条路径能走多远

公司提出YF-1于2027年底建成,主要用于验证高温超导三维线圈及长脉冲运行能力。这是阶段性研发目标,建成、首次放电、达到设计性能和商业发电之间仍有距离。装置的作用,是让导体、磁体、低温和控制在同一系统中接受检验,同时暴露单件试验难以发现的接口问题。工业产品则提供另一种检验:设备离开研发车间后,能否在客户的成本和可靠性要求下持续工作。

岩超聚能这条路径的价值,要由两套结果共同证明:实验装置能否给出可重复的磁体与等离子体运行数据,工业磁体能否通过客户验收并形成持续订单。前者验证技术,后者检验制造与服务。只有两者共享的能力足以覆盖各自新增的成本,多业务布局才可能延长研发投入的支撑时间,并积累可迁移的工程经验;否则,它也可能把有限资源分散到更多尚待验证的目标上。

(本文依据岩超聚能公开技术进展、融资与产品验证报道,以及德国马克斯·普朗克等离子体物理研究所和工业磁体制造商的技术资料,经人工智能辅助检索、整理后独立撰写,旨在解释三维超导磁体的工程门槛与商业化条件。企业试验数据保留其披露属性,文中接头发热为明确假设下的计算,不代表整机实测结果;装置建设时间属于企业目标。)

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