近日，研发核聚变装置磁体的翌曦科技完成新一轮融资，由上海国投旗下上海科创集团、上海未来产业基金与交大母基金共同投资。这家上海企业的融资总额已达2亿元左右。
核聚变能是《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》布局的未来产业。它模拟太阳热核反应，俗称“人造太阳”，其能量密度远超化石能源和核裂变能，而且环境友好，被视为解决人类能源和碳排放问题的“终极方案”。
市科委可控核聚变项目经理团队介绍，聚变能源是全球科技竞争的新赛道，上海正超前布局这一未来产业，加快攻关高温超导关键技术，引进培育高水平创新主体，优化完善创新生态。目前，上海已集聚高温超导托卡马克、激光聚变、场反位形、仿星器、磁-惯性等多条技术路线，企业融资规模超过120亿元，有望成为全球聚变能源创新高地之一。
高温超导材料“十年磨一剑”
托卡马克是实现磁约束核聚变的主流装置，这种环形容器的中心为环形真空室，外面缠绕着线圈。通电时，托卡马克内部会产生巨大磁场，将等离子体加热到极高温度，以实现聚变反应。在托卡马克装置中，磁体是核心部件，其制造成本占整个装置的30%—40%。“近年来，采用高温超导材料研制20特斯拉以上的强场磁体，成为驱动聚变装置变革性发展的关键技术。美国SPARC/ARC、英国STEP、日本FAST等代表性聚变能装置，都选择高温超导托卡马克路线。”市科委相关负责人说。
托卡马克装置模型（上海超导供图）
这条技术路线兴起前，上海科技界已做好充分准备，多年来持续推进高温超导关键技术攻关，专项引导开展高温超导材料、超导磁体及应用技术研究。早在2011年，上海交大、上海大学科研团队就在政府支持下创立了上海超导、上创超导两家企业，走上了第二代高温超导带材的产业化道路。与低温超导材料相比，高温超导材料的临界温度大幅提高，能在低价的液氮降温环境下达到“零电阻”。
如今，上海超导已进入IPO阶段。“真是十年磨一剑！”上海超导总裁朱佳敏感慨道，“经过扩产，我们将为更多核聚变企业提供高温超导材料。”今年9月，位于浦东康桥的上海超导二期工厂竣工，12毫米宽第二代高温超导带材年产能达4000公里。投资25亿元的三期生产基地建成后，公司总产能将增至2万公里。
为助力上海超导实现核心部件自主可控，市科委今年布局了“揭榜挂帅”项目，促成一家科研机构与上海超导合作，实现了核心部件国产替代。朱佳敏告诉记者：“以前政府科研项目都请大专家写指南，而市科委项目经理是从产业需求出发布局项目，打通了整条产业链。”
上海未来产业基金投资三家企业
在高温超导材料的支撑下，上海企业在超导强场磁体技术上取得了突破。今年3月，能量奇点研制的“经天磁体”在通流实验中，产生高达21.7特斯拉的磁场，超越了麻省理工学院和CFS公司在2021年创造的世界纪录。
源于上海交大高温超导团队的翌曦科技，也是超导磁体领域的佼佼者。它是上海未来产业基金投资的企业，在国有资本和社会资本合力支持下，将研制20特斯拉以上的超导磁体。“研发托卡马克强场磁体的难度很大，是在超导材料的极限上跳舞。”上海交通大学教授、翌曦科技创始人金之俭说，这种磁体的电流强度高达10万安培，电磁应力超过600兆帕，接近高温超导材料极限。经过多年攻关，上海交大团队已在高强度集束缆线技术、失超保护技术、磁体鲁棒性研究等领域取得突破。
上海交大团队还在与中国聚变公司合作，探讨超导磁体的技术方案，为我国下一代磁约束核聚变实验装置提供核心部件。作为中核集团直属二级单位，中国聚变今年7月在沪挂牌成立，注册资本150亿元，上海方出资占比15%。上海国投及旗下上海未来产业基金带动了约17.74亿元上海国资，以及国家绿色发展基金约4.8亿元投资。
中国聚变上海研发基地规划图（中国聚变提供）
目前，中国聚变总部已落户闵行，成立了超导磁体研发部，在租用的厂房里很快实现了科研和生产条件。这个推进我国聚变工程化、商业化的央企创新主体，将在上海重点布局总体设计、技术验证、数字化研发等业务，建设技术研发平台和资本运作平台。
东昇聚变也是上海未来产业基金投资的企业。它依托复旦大学孵化成立，聚焦以“氘-氦3”为燃料的强磁场小型化聚变电站技术，计划用12年左右时间建设三代聚变装置，最终实现“氘-氦3”聚变净能量增益Q>1的目标。
上海未来产业基金投资部执行总经理刘理鹏介绍，基金围绕高温超导托卡马克路线，已投资中国聚变、东昇聚变和翌曦科技，同时在跟踪其他多元技术路线。
核聚变装置企业为何首选上海
中国聚变、诺瓦聚变、鸿鹄聚变……今年，多家核聚变装置企业落户上海。金之俭告诉记者：“业内流传着一句话：做核聚变装置的企业想融资成功，首选到上海。”
之所以首选上海，是因为上海超前布局聚变能源，已形成产业创新生态优势。诺瓦聚变创业团队认为，上海核电产业发达，有上海电气核电集团等龙头企业，近年来又涌现出上海超导、能量奇点等聚变能产业链上的明星企业。在科研端，复旦大学、上海交大、中国科学院上海光机所等高校院所有多个聚变研发团队，企业落户上海后，可以与他们合作，也能招聘到高校院所培养的青年科研人才。
上海超导生产的第二代高温超导带材（上海超导供图）
产业创新生态优势的背后，是上海培育未来产业的“四位一体”机制——项目经理团队主责、重点任务清单突破、未来产业基金赋能、未来产业集聚区支撑，从而汇聚各方资源，激发各类创新主体活力。
以刘理鹏为例，他既是上海未来产业基金的投资人，也是市科委可控核聚变项目经理团队成员。他以风险投资视角研判产业趋势，与市科委相关处室、科技项目管理机构、科技智库专家合作，共同调研企业和科研团队，实现了科技管理人员、投资人、智库学者的优势互补。
从高温超导带材到超导磁体，再到聚变实验装置和衍生技术应用，项目经理团队正协同推进创新链、产业链、资金链、人才链融通发展，力争下好未来产业先手棋。刘理鹏介绍，“人工智能+核聚变能”这一交叉领域也是他们关注的重点。上海未来产业基金与上海未来启点社区深度协同，推动两个行业交叉融合，将人工智能技术应用于聚变装置研发，加速破解“人造太阳”面临的科学和工程难题。
“人工智能的尽头是算力，算力的尽头是能源，能源的尽头是聚变。”这句在业内流传的话，揭示了核聚变能作为“终极能源”对人工智能发展的支撑作用。未来20年内，人工智能参与研发的聚变发电站有望在我国建成，为算力基础设施提供源源不断的低价电力。
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