武漢攻克人造太陽關(guān)鍵設(shè)備，光谷企業(yè)搶占千億賽道入口

人造太陽有望實現(xiàn)！目前的一個關(guān)鍵設(shè)備已經(jīng)被武漢的光谷企業(yè)成功攻克，在可控核聚變這個賽道上，又多了一家中國武漢企業(yè)的身影。

6月30日，國內(nèi)一家商業(yè)聚變公司的技術(shù)負責人專程趕到武漢東湖綜保區(qū)，在現(xiàn)場測試了武漢智瑞捷電氣技術(shù)有限公司研發(fā)的半導體開關(guān)脈沖電源。

就在這次測試之前一個月，智瑞捷電氣對外公布了新進展，全固態(tài)半導體開關(guān)在可控核聚變極端脈沖條件下的應用難題被成功突破，這一成果在國內(nèi)場反位形核聚變領(lǐng)域尚屬首次。

人造太陽的技術(shù)路徑，是模仿恒星內(nèi)部釋放能量的基本過程，這種方式的突出優(yōu)勢在于燃料獲取便捷、單位質(zhì)量釋放能量巨大且?guī)缀醪划a(chǎn)生長期放射性廢物，若技術(shù)走向成熟，發(fā)電成本可能出現(xiàn)數(shù)量級下降，從現(xiàn)有水平降至極低區(qū)間。

人工智能產(chǎn)業(yè)的快速擴張正讓電力供應變得愈發(fā)緊張，可控核聚變因此被推至全球能源技術(shù)競賽的前沿位置。

過去幾年間，這一領(lǐng)域已從純科研范疇拓展至國家戰(zhàn)略規(guī)劃、社會資本投入和企業(yè)技術(shù)比拼的多重維度。

十五五規(guī)劃綱要中已明確提出支持核聚變能發(fā)展，國內(nèi)多座城市均圍繞這一方向展開行動，一批主戰(zhàn)場反位形技術(shù)路線的初創(chuàng)公司陸續(xù)成立并獲得資本關(guān)注。

與托卡馬克類型相比，場反位形裝置在造價上有明顯優(yōu)勢，整體投入可以從百億級壓縮至數(shù)十億級，這也讓更多市場主體有了參與的可能。

智瑞捷電氣負責人戴勇軍觀察到一個變化，現(xiàn)階段國內(nèi)聚變領(lǐng)域的較量焦點，正從過去看重裝置規(guī)模轉(zhuǎn)向比拼工程實現(xiàn)速度和單位成本控制，誰能在小型化、系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟性上率先突破，誰就能在后續(xù)產(chǎn)業(yè)化進程中占據(jù)有利位置。

武漢能夠參與這場競賽，企業(yè)層面的技術(shù)積累只是其中一塊基石，華中科技大學長期深耕聚變研究，設(shè)有專門的聚變研究機構(gòu)和國家級脈沖強磁場實驗平臺，在相關(guān)方向上有二十多年的持續(xù)投入，儲備了一批工程與技術(shù)人才。

抓住核心裝備自主化這個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，武漢已經(jīng)在聚變產(chǎn)業(yè)化的前期競爭中占據(jù)了一個較為靠前的位置。

場反位形裝置運行時，等離子體的生成、加速和壓縮都發(fā)生在極短的時間窗口內(nèi)，戴勇軍打了個比方來解釋這個系統(tǒng)的邏輯。

脈沖電源相當于預先儲存能量的罐體，半導體開關(guān)就像是罐體出口的控制部件，開啟時機、開啟幅度和維持時間都需嚴格匹配。

這套開關(guān)系統(tǒng)要在微秒級別完成通斷切換，同時還要耐受上萬伏電壓和數(shù)十萬安電流沖擊，強電磁環(huán)境下，多個開關(guān)之間的時序配合也不能出現(xiàn)偏差，任何一個環(huán)節(jié)失常，整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)都會受到干擾。

采用全固態(tài)半導體開關(guān)的新型脈沖電源，從項目啟動到樣機產(chǎn)出只用了不到半年，這種推進速度背后，是團隊在相關(guān)技術(shù)方向上多年積累的工程經(jīng)驗。

智瑞捷電氣自2014年設(shè)立以來，始終圍繞特種電源和脈沖功率技術(shù)開展研發(fā)，曾參與過國家級科研計劃和國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在多個大型項目中承擔過關(guān)鍵任務。

按當前設(shè)計方案估算，一套場反位形裝置的總投入大約在40億元左右，其中脈沖電源相關(guān)部分的占比超過一半。

如果智瑞捷的產(chǎn)品能夠在這一領(lǐng)域率先進入批量配套階段，其在整個聚變裝備體系中的位置將變得非常重要。

武漢在聚變相關(guān)研究方向上的起步時間較早，光谷區(qū)域在光電技術(shù)、裝備制造、電力電子和科研機構(gòu)密度方面具備組合優(yōu)勢。

戴勇軍表示，智瑞捷會以脈沖電源產(chǎn)品為基礎(chǔ)，與功率器件、磁體系統(tǒng)、測量診斷、自動控制等環(huán)節(jié)的合作伙伴協(xié)同推進，把更多資源和能力匯聚到光谷。

武漢本地還有另一家企業(yè)也參與了人造太陽相關(guān)裝備的研制，在黃陂區(qū)，湖北斯微特傳動有限公司制造的一臺大型RV減速機，已于今年初發(fā)運至中科院合肥物質(zhì)科學研究院，將用于全超導托卡馬克裝置的傳動系統(tǒng)。

這臺減速機高度超過1.2米，外徑超過1米，自重接近2噸，是目前全球同類型產(chǎn)品中尺寸最大的一臺，該設(shè)備此前經(jīng)過了連續(xù)9小時的加載測試，在精度和承載能力兩方面都達到了設(shè)計要求。

托卡馬克裝置內(nèi)部運行環(huán)境極端，檢修作業(yè)必須依賴具備抗輻射和耐高溫能力的重型機械臂，RV減速機是機械臂關(guān)節(jié)部位的核心零部件，其性能直接關(guān)系到整個維護系統(tǒng)的可靠性。

中科院的姚達毛教授回顧了項目啟動初期的情況，2018年的時候，國內(nèi)還沒有企業(yè)能夠制造這種規(guī)格的高精度大型減速機，團隊經(jīng)過多方對比，最終聯(lián)系到了在精密傳動部件領(lǐng)域有長期積累的斯微特。

從項目啟動到第一臺樣機完成交付，前后經(jīng)歷了五年多時間，設(shè)計團隊繪制了大量圖紙，加工環(huán)節(jié)涉及數(shù)百道工序。

大型減速機并不是小型產(chǎn)品的簡單放大，尺寸增加后，剛度、精度保持和溫度變形都成了必須重新解決的問題。

斯微特的解決方法包括建立一套無間隙齒形設(shè)計理論，并開發(fā)專用的仿真程序，對每個齒輪的數(shù)萬個坐標點進行逐點模擬。

2026年6月下旬，兩款國產(chǎn)核聚變堆超導磁體完成驗收測試，所有指標均達到滿工況要求，且全部環(huán)節(jié)實現(xiàn)了國內(nèi)自主配套。

從磁體到電源，從傳動部件到控制系統(tǒng)，國內(nèi)相關(guān)裝備鏈條正在逐步補齊，武漢光谷的這家電源企業(yè)，正在這條鏈條上占據(jù)一個關(guān)鍵的接入位置。