2025年全球聚变能探索进入决定性新阶段，可控核聚变凭借能量密度大、原料资源丰富、放射性污染低、固有安全性好等独特优势，成为各国能源战略的核心赛道。《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》明确部署，前瞻布局未来产业，探索多元技术路线、典型应用场景、可行商业模式、市场监管规则，推动氢能和核聚变能等成为新的经济增长点。由此，可控核聚变产业将成为“十五五”时期重点发展的未来产业之一。2025年10月，国际原子能机构（International Atomic Energy Agency，简称“IAEA”）发布《国际原子能机构2025年世界聚变展望》报告，明确提出“聚变能不止是一种新能源，更是科学创新、产业转型和国际合作的催化剂，……要求我们以明智、可持续和尊重知识产权的方式追求其发展”，为全球聚变产业奠定了发展新阶段的基调。报告揭示，自2010年以来，私人聚变投资累计超过100亿美元[1]。随着核工业不断向前发展，必须以谨慎的态度和长远的眼光规划知识产权布局，平衡专有技术保护需求与知识共享的必要性，以充分释放该行业潜力、推动实现净零排放目标[2]。本文将结合可控核聚变产业创新特点，分析该产业的知识产权保护方案，为可控核聚变产业高质量发展提供参考。

一、可控核聚变产业知识产权保护现状

前述《国际原子能机构2025年世界聚变展望》报告指出，2024-2025年从风险投资、公司和主权来源筹得的资金创下历史记录：比布利斯中试厂项目旨在利用聚焦能源公司专有的燃料靶技术和高功率激光系统，从150－250兆瓦的聚变功率输出中实现工程增益；美国联邦聚变系统公司将其高温超导磁体技术的专有使用权授权给Type One能源公司，用于仿星器开发[3]。由此可见，可控核聚变产业的知识产权具有非常重要的价值。如今，核聚变反应堆设计的开发者们普遍采用专利制度与商业秘密相结合的方式保护核心创新。例如，美国TAE Technologies（原Tri Alpha Energy）选择以商业秘密形式保护其在线性反应堆中实现质子与硼同位素聚变这一非传统托卡马克聚变技术[4]。鉴于专利公开性，本节立足专利视角进行分析。

（一）可控核聚变产业专利布局概览

从国际可控核聚变产业的情况来看，近年来该产业专利申请活动加速活跃，体现了该领域的技术突破。尽管历史上聚变技术的专利申请相对较少（受20年专利保护期内商业化预期较低的影响），近年来该领域的技术突破显著加速了专利申请活动。可控核聚变技术的主要技术路线明确，其主流研发方向是磁约束技术和惯性约束技术，两者的专利申请量与其在产业发展中受关注程度成正比。据东京研究公司Astamuse统计，2011年至2022年9月，中日美欧等30个国家和地区公开的核聚变相关专利达1133项，将可行性和权利剩余保护期等专利竞争力转化为得分后，中国以绝对优势领先于美国排名第一，英国和日本分别位列第三、四位。[5]

从我国的产业情况来看，我国可控核聚变产业专利优势呈现显著的阶段性特征，2015年以后重要专利申请数量大幅增长，并在总量上超过美国。为分析各国在核技术特定领域的专业化程度，将相关 CPC 代码重新归类为第四代反应堆（代码G21C1/02、G21C1/03、G21C1/07和 G21C1/30）、核聚变（G21B和Y02E30/10）和燃料供应（G21C3和G21C21）。对过去十年全球核相关专利数据（聚焦归类于聚变相关CPC代码的专利）的分析显示，专利权人来源国的地理分布存在显著差异，其中约有54%归类于聚变相关CPC代码；日本（65%）和中国（60%）的这一比例较高，美国（49%）、英国（53%）和韩国（49%）大致相当，而加拿大（34%）、法国（36%），尤其是俄罗斯（28%）的比例明显较低。自2013年以来，中国提交了57%的聚变技术相关专利，而其在所有核相关专利申请注册中的占比为51%；日本专利权人的这一比例也较高（9%/7%），但法国（3.4%/4.8%）、美国（13%/15%）、韩国（11%/13%）和俄罗斯（1.8%/3.4%）的比例略低。仅考虑授权专利时，亦呈现类似模式——中国专利权人占聚变相关授权专利的 61%，其次是韩国（12.9%）、美国（10%）、日本（7%）、法国（3%）和俄罗斯（2%）[6]。根据2025年《中国核能科技创新发展报告》统计，我国在标准制定修订和发明专利方面取得显著成果，2024年国内主要涉核集团与高校共计被授权涉核专利超过1500项[7]。

（二）可控核聚变产业专利布局要点

可控核聚变研发是多学科交叉的复杂系统工程，其主要围绕 “燃料制备→等离子体产生与约束→工程支撑→能量提取→安全控制”等核心环节展开，每个环节均包含多个关键技术节点，以下是对各技术环节专利布局情况的简要分析。

第一，燃料与靶材制备是聚变反应的基础保障，专利布局集中于氚增殖循环与惯性约束靶材两大方向。氘提取的技术成熟度高，专利增量相对较少。美国爱达荷国家实验室（INL）、中国核工业集团、中科院合肥物质科学研究院等机构围绕锂基增殖剂配方、在线氚监测技术、氚提取装置结构提交大量专利，但中国主体在氚增殖循环领域的海外专利布局有待加强。

第二，等离子体产生与约束是可控核聚变的核心环节，专利布局呈现“磁约束为主、惯性约束为辅”的格局。其中等离子体控制领域，中国专利数量全球领先。磁约束路线中，超导磁体技术专利占据主导地位。低温超导技术已实现产业化应用，西部超导作为ITER项目超导线材独家供应商，形成绝对技术壁垒；高温超导技术处于工程验证阶段，联创光电20T高温超导磁体、永鼎股份REBCO带材性能已对标国际先进水平，但面临英国高温超导磁体、韩国低温超导线材的全球专利壁垒，中国对低温超导线材加工技术的专利布局仅限于国内，未在全球布局，未来相关产品和技术出海可能面临潜在专利风险[8]。惯性约束路线中，激光驱动器是专利布局重点。中国工程物理研究院、美国利弗莫尔实验室围绕高功率激光器件、光学元件、光束同步控制形成技术壁垒。

第三，核心设备与材料环节的专利布局集中于耐辐照材料、真空室制造、偏滤器技术三大方向，是中国的优势领域。其中，偏滤器技术，中国是主要创新来源国之一，专利数量全球领先。中国科学院拥有的核聚变炉内壁特殊陶瓷复合材料技术获得国际高度评价，相关专利为第一壁材料国产化提供了核心支撑。航天晨光的杜瓦系统支撑BEST装置，相关专利技术有望打破国外垄断，成为国内制造核聚变杜瓦系统的领先企业。

第四，能量提取环节专利布局呈现“传统热循环为主、直接能量转化为辅”的特征。热循环发电技术处于工程验证阶段，聚变新能、日本日立等企业围绕高效换热器、间歇性能量储存系统布局专利，适配聚变间歇性能量输出。直接能量转化作为前沿方向，目前仅少数机构申请相关专利，仍处于基础研究阶段。

二、可控核聚变知识产权政策与实践的国际比较

（一）欧盟：以国际合作的利益平衡为导向

欧盟聚变能源联合执行体（Fusion for Energy，简称“F4E”）于2013年6月27日通过《知识产权与信息传播政策》（文件编号：F4E (13)-GB27-10.4，以下简称“F4E知识产权政策”），该政策成为欧盟参与ITER（International Thermonuclear Experimental Reactor，国际热核聚变实验堆）项目及统筹内部聚变领域知识产权的核心规则，其核心目标是平衡企业参与积极性与公共利益保护，推动技术共享与产业竞争力提升。

第一，F4E知识产权政策强调成果所有权灵活分配。与以往采购活动成果均归F4E所有的模式不同，该政策提出针对每份合同的新方案：允许承包商在特定条件下成为“前景成果”（Foreground IP，合同执行中产生的技术成果）的所有者，但需提前通过协议明确归属，避免事后争议。同时F4E保留核心权利：即使成果归承包商所有，F4E仍有权将该知识产权用于“公共资助的聚变研发”，或在出现垄断风险时向第三方转授权，确保技术不被独家控制，这一规则在磁体技术、等离子体控制技术等关键领域得到充分应用。

第二，F4E知识产权政策强调成果保护与共享并重。政策强制要求承包商通过专利、实用新型等“注册类知识产权”保护成果，禁止仅依赖商业秘密来保护——若承包商放弃保护，F4E可自行接管并提交专利申请，避免技术成果因保密不当流失。政策在强调成果保护的同时，通过合同条款约定知识产权保护成本的分摊方式，鼓励承包商通过技术授权实现收益，提升企业参与研发的积极性。

第三，F4E知识产权政策强调国际合作规则衔接。F4E严格遵循ITER《信息与知识产权附件》，确保欧盟承包商向ITER国际组织（ITER IO）及其他成员方提供知识产权使用权，同时管理第三方对“背景成果”（Background IP，合作前已有的技术）的获取请求，防止核心技术滥用[9]。

（二）美国：出口管制与知识产权深度绑定

美国将可控核聚变视为“国家能源安全”的核心领域，知识产权政策兼具“激励创新”与“地缘政治工具”双重属性，通过立法、专项计划及出口管制构建全方位保护网络。美国凭借严格的法规在知识产权事务中拥有显著的地缘政治影响力，核心政策体现在两大方面：一是根据《美国原子能法》第123条，美国公司向海外转让反应堆、超导磁体等核心组件时，需与进口国签订“和平核合作协议”（123协议），进口国需承诺防扩散标准；美国国会有90天的审查期，可通过参众两院联合决议否决这些协议。二是根据《联邦法规汇编》第810部分，美国能源部（DOE）经国务院同意并征求国防部意见后，负有授权向海外转让核技术（包括知识）的法定责任，指定48个“一般授权国家”，仅在不涉及敏感技术时可免予事前授权；若外国主体将美国技术转至第三国，需重新申请批准，相关美国公司需承担合规责任[10]。这种制度设计使得知识产权成为技术出口的“闸门”，例如西屋电气2022年起诉韩国水电核电公司（KHNP），以“APR1400反应堆含美国专利”为由，依据《联邦法规汇编》第810部分阻止其向波兰出口，迫使韩国企业重新谈判专利许可条款。

（三）中国：科研主导与国产化驱动布局

中国通过“热堆-快堆-聚变堆”三步走战略和“实验堆-示范堆-商业堆”的技术发展路径，系统性推进聚变能研发，知识产权布局呈现“科研机构主导、国产化导向、核心环节突破”的鲜明特征。中国不仅承担了国际热核聚变实验堆（ITER）项目约9%的制造任务，更依托自主的大型科学装置形成集群优势。业界专家指出，中国核聚变商业化进程正在实现从“跟跑”到“并跑”乃至“领跑”的关键跨越。在专利布局上，中国以科研机构为核心力量，中国科学院、核工业西南物理研究院、中国工程物理研究院等机构贡献了大量高价值专利，覆盖超导材料、等离子体控制、耐辐照材料等核心环节，为国产化自主可控提供了坚实保障。但中国专利布局也存在明显短板：一是海外专利布局占比显著低于国内，且多集中于单一国家，尚未形成全球范围内的防御性专利网，面临韩国低温超导线材、英国高温超导磁体的全球专利壁垒，未来技术出海可能遭遇知识产权风险；二是技术领域的系统性布局欠缺，激光、诊断等可民用化技术海外布局较弱，授权有效率较低[11]；三是企业专利转化能力有待提升，部分专利聚焦理论研究，与商业化应用结合不够紧密。

三、可控核聚变产业知识产权保护挑战与应对

知识产权依托技术相互依赖关系分配权能，这一特征在核聚变产业中尤为显著。从物质层面看，出口设备通常不仅包含主供应商生产的设备，还整合了大量第三方供应商的核心组件，形成紧密的技术相互依赖关系。对多供应商技术的整合特性，使得出口反应堆中往往存在不同实体持有的多项知识产权共存的情况。这种复杂的知识产权交叉格局，既可能因权利冲突阻碍技术协同，也可能被部分国家利用形成隐性技术壁垒，进而影响行业整体发展效率，延缓核聚变技术商业化落地速度。同时，应对气候变化需要行业开放合作，分享核聚变技术以加速商业化进程，实现无碳能源普及。企业需依赖私人投资维持运营，而投资者重视知识产权保护，要求企业通过专利、商业秘密等方式保障技术专有性，避免核心竞争力流失。这种诉求差异可能导致创新资源分散，阻碍技术协同推进。鉴于上述知识产权挑战，本文提出以下对策建议。

第一，考虑到多供应商技术整合引发知识产权高度交叉，建议我国创新主体尽快完善本土供应链知识产权布局，围绕 “原料-设备-系统” 全产业链，推动关键组件国产化并申请专利保护。“等离子体约束优化”“包层与氚循环技术”“超导材料低成本化” 三大方向系各国研发重点，这些关键环节的突破更需要跨越知识产权边界的协同创新。目前中国核建在真空室制造领域，通过全面的结构设计专利布局实现自主可控；国光电气研发的ITER专用检测设备，替代德国西门子同类产品，避免因知识产权限制导致的供应链中断，在核心技术不断突破的基础上尽快加强海外专利布局。尤其是，建议加强推广专利交叉许可与专利池模式。借鉴韩国水电核电公司（KHNP）与美国西屋电气的和解经验，在存在知识产权争议的领域（如反应堆设计），通过“技术授权 + 组件采购”的交叉合作实现共赢。例如，2009年韩国为获得阿联酋巴拉卡核电站项目，与西屋达成协议：放弃知识产权侵权异议，同时从西屋采购价值20亿美元的反应堆冷却剂泵、涡轮机等关键部件，既规避诉讼风险，又保障项目推进 。

第二，考虑到公私主体诉求差异与利益平衡，建议实行知识产权“主动布局+灵活授权运营” 模式，在应对气候变化的公益目标与自身商业发展之间找到平衡点。首先，应摒弃传统“专利囤积 + 诉讼威慑”的封闭模式，将知识产权视为可变现、可共享的战略资产，通过授权许可等方式实现 “保护与开放共赢”。 其次，动态管理知识产权：通过授权、交叉许可或防御性保护，在开放合作与商业利益之间找到平衡。尤其是，针对不同技术分类保护。对于核聚变专属的（如等离子体控制系统专利）的专利，由于潜在侵权者数量少、侵权行为难以检测，其商业价值可能较低，可作为交叉许可筹码或防御资产，避免行业内恶性诉讼。而对于可跨行业应用的技术（如中子学、空间推进、海水淡化相关技术）可以通过授权为企业带来稳定收入，同时推动相关行业发展。如此，可以实现供应链协同授权。例如，将专用零部件相关知识产权授权给供应商，解除 “长期采购承诺” 约束，推动供应商扩大生产规模，降低自身采购成本，同时让行业及其他产业受益 。如此，既能满足投资者对知识产权保护的要求，又能推动行业技术共享与生态协同。

第三，准确把握ITER 组织新增知识产权强制许可规则的执行边界。《联合实施国际热核聚变实验堆计划建立国际聚变能组织的协定》信息和知识产权附件第四条规定，“在执行本协定过程中，为了公共资助聚变研究开发目的，任何成员方通过国内机构或国内实体拥有的新增知识产权，应在平等及非歧视的基础上，授予其他成员方及ITER组织不可撤销、非独占性、免使用费的许可，并且授予ITER组织再许可的权利，授予其他成员方在其各自领土内再许可的权利。”ITER 组织新增知识产权的 “平等非歧视、不可撤销、非独占、免使用费” 许可规则，与标准必要专利（SEP）的 “公平、合理、无歧视（FRAND）” 原则存在相似性，权利人承担强制许可义务。对此，中国创新主体可参考以下角度作好知识产权布局规划。

首先，需要作好权利前置布局，明确 “背景知识产权” 的边界与保护，避免核心技术被无偿纳入。一方面，将背景知识产权进行清单化确权。在参与 ITER 项目前，对自主研发的超导磁体、耐辐照材料等核心技术进行专利/商业秘密确权，形成清晰的“背景知识产权清单”，并在合作协议中明确排除在“新增知识产权”（前景成果）之外，避免核心技术被无偿纳入ITER组织的许可范围。另一方面，核心技术进行分层保护。对可公开的非核心技术（如常规部件加工工艺）通过专利申请纳入合作；对超导材料配方、靶丸制备核心工艺等关键技术，以商业秘密形式保护，不纳入ITER项目的技术共享范围，避免被强制许可。

其次，需要作好许可范围界定，即限定“聚变研究开发目的”的边界，防范技术滥用。ITER规则明确许可仅限“聚变研究开发目的”，中国创新主体需在再许可协议中细化使用场景。作为成员方获得ITER新增知识产权的再许可后，在向国内其他主体授权时，明确限定“仅用于聚变研究开发”，并通过条文细化明确其适用场景，避免被用于商业化生产（如反应堆部件制造），保护自身商业化专利的市场价值。

同时，还需要注重技术协同转化，借力ITER技术提升自主创新，形成差异化专利布局。ITER的强制许可本质是技术共享，中国创新主体可利用ITER许可的新增知识产权（如等离子体诊断技术），进行本土化改进，申请 “二次创新专利”（如适配 CFETR 装置的诊断设备优化方案），这类专利归中国创新主体所有，不适用ITER的强制许可，可形成自主技术壁垒。

以上思路谨供核聚变产业创新主体参考，以期切实提升全产业链知识产权布局、灵活授权运营及技术成果协同应用能力，加速核聚变技术商业化落地与无碳能源普及。

[注]

[1]国际原子能机构：“国际原子能机构2025年世界聚变展望”【EB/OL】，https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/p15939-25-02871C_WFO25_web.pdf （2025年12月17日最后访问）。

[2]Duncan Nevett. Powering Tomorrow: Intellectual Property & Nuclear in the Age of Net Zero series round up【EB/OL】， https://www.reddie.co.uk/2023/12/21/powering-tomorrow-intellectual-property-nuclear-in-the-age-of-net-zero-series-round-up/ （2025年12月17日最后访问）。

[3]COMMONWEALTH FUSION SYSTEMS. Commonwealth Fusion Systems and Type One Energy Sign Fusion Magnet Agreement (2025)【EB/OL】, https://cfs.energy/news-and-media/commonwealth-fusion-systems-and-type-one-energy-sign-fusion-magnet-agreement （2025年12月17日最后访问）。

[4]JIPEL Blog 2014 - 2015. Nuclear Fusion, Again【EB/OL】，Nuclear Fusion, Again – NYU Journal of Intellectual Property & Entertainment Law（2025年12月23日最后访问）。

[5]参见“核聚变专利竞争力：中国第1，美国第2”，https://36kr.com/p/2143861566032134（2025年12月19日最后访问）。

[6]Teva Meyer. Patents for power: Intellectual property and the geopolitics of nuclear energy technologies[J]. Nuclear Engineering and Technology 57(2025), p.1-16.

[7] 中国核能行业协会：“2025年中国核能科技创新发展报告：全国核电项目分布、技术升级、企业专利数据全盘点”【R】，https://max.book118.com/html/2025/0625/6213223032011151.shtm （2025年12月17日最后访问）。

[8]“可控核聚变从科幻照进现实”【N】，载于《中国知识产权报》2025年2月5日第4版。

[9]European Atomic Energy Community. Policy on Intellectual Property Rights and Dissemination of Information[EB/OL]. https://eur-lex.europa.eu/eli/agree_internation/2020/2255/oj/eng （2025年12月17日最后访问）。

[10]Teva Meyer. Patents for power: Intellectual property and the geopolitics of nuclear energy technologies[J]. Nuclear Engineering and Technology 57(2025), p.1-16.

[11]“可控核聚变从科幻照进现实”【N】，载于《中国知识产权报》2025年2月5日第4版。