2025年铍行业深度报告：可控核聚变关键金属

一、铍资源分布集中，美国和中国为主产区

铍（Be）最轻的碱土金属元素，也是所有轻金属中熔点最高的金属之一，极性强， 易形成强化学键。铍在地壳中含量大约为 4×10-6 -6×10-6，含铍矿物多产于共伴 生矿床，据统计与锂、钽、铌伴（共）生占 48%，与稀土矿伴生占 27%，与钨 共（伴）生占 20%。含铍矿物有 100 多种，常见有绿柱石、硅铍石、羟硅铍石、 金绿宝石等，目前仅有绿柱石和羟硅铍石具有商业开发价值。绿柱石是最具商业 价值的含铍矿物，氧化铍理论含量为 9.26%-14.4%，巴西绿柱石储量居全球首 位，其次为加拿大、中国、莫桑比克、纳米比亚、葡萄牙和津巴布韦等。羟硅铍 石的氧化铍理论含量为 39.6%-42.6%，但实际开采的高品位矿石氧化铍含量仅 有 0.69%，火山-热液型羟硅铍石是美国的主要提铍矿物，其羟硅铍石储量全球 第一。

USGS 最新披露数据显示全球已查明铍资源量超过 10 万吨，其中约 60%分布在 美国，未统计各国储量明细。根据其 2017 年数据，全球已查明铍资源量（BeO） 超过约 40 万吨，折合铍金属量约 14 万吨，主要分布在美国、加拿大、巴西、 格陵兰岛、墨西哥、俄罗斯和澳大利亚，其中美国、加拿大、巴西铍资源量（BeO） 分别为 23.9 万吨、6.5 万吨、4.3 万吨，折合铍金属量分别约 8.6 万吨、2.3 万 吨、1.5 万吨，合计占全球 87%。

我国铍资源总量丰富但禀赋一般。根据自然资源部数据，我国铍矿资源储量为 6.38 万吨（氧化铍），折合铍金属量2.3 万吨，我国铍矿床分布在国内 8个省（区）， 其中四川、江西、新疆分别占比 55%、27%和 15%，合计占全国总资源储量的 97%。我国已探明铍资源虽然丰富，但可工业利用的优质铍矿资源少，资源禀赋 较差导致我国大多数铍资源未能工业应用，新探明含铍矿床品位低，平均品位低 于 0.100%，且成分复杂，与多种金属浸染伴生，使得分离难度大，目前的工艺 难以实现资源综合回收利用。

全球铍矿产量波动较大，美国和中国为主产区。近年主要受益于工业零部件和汽 车电子等下游需求上升，全球铍产量整体有所增长，全球铍矿产量由 2017 年的 210 吨增至 2024 年的 364 吨，美国、巴西和中国是主要生产区，2024 年产量 分别约 180 吨、80 吨和 77 吨，占比分别为 49%、22%和 21%。全球仅美国、 中国、哈萨克斯坦等少数国家具备从铍矿开采、提取冶金到铍金属及合金加工的 完整工业体系，英、法、德等西欧国家和日本都曾进行过工业规模铍冶炼和加工 生产，但因铍的毒性以及投入与产出比严重不符，西欧和日本均在 20 世纪 70 年代停止了铍的冶炼生产，仅进口铍的半成品进行二次加工。从 20 世纪 80 年 代起，巴西具有氧化铍和铍铜中间合金的生产能力。

我国铍资源对外依存度较高，根据海关数据统计，2024 年我国未锻轧铍和铍粉 末进口量为 22.6 吨，锻轧铍及铍制品进口量为 0.4 吨，几乎无出口。

二、铍的多领域应用与战略价值探索

1、铍产业链全景图：从原料到高附加值终端产品

铍是钢铁色轻稀有金属，密度低（1.85g/cm3），熔点高（1283°C），沸点高（2970°C）。 铍的化学性质活泼，能形成致密的表面氧化保护层，即使在红热时，铍在空气中 也很稳定。铍既能和稀酸反应，也能溶于强碱，表现出两性。 铍及其化合物具有高比刚度、优良的热导性和卓越的尺寸稳定性，因此在国防军 工、核能、火箭、航空航天、尖端武器和战略能源等领域得到广泛应用，被列为 关键性和战略性矿产资源。此外，铍也是未来战略性新兴产业发展的重要材料， 已成为全球主要国家争夺的重点。 绿柱石、羟硅铍石是铍生产主要矿物原料，通过加工可制得铍化工产品—氢氧化 铍，作为铍产品的重要中间产品。氢氧化铍根据不同应用需求，进一步加工制成 金属铍、铍铜合金、铍铝合金和氧化铍陶瓷等高附加值终端产品。

2、铍消费现状：铍铜的主导地位

铍铜合金的铍含量约 0.2%-2%，因其高比刚度、高导电性、耐疲劳、耐腐 蚀、弹性滞后小、无磁性等特性，在航空、电子、汽车、通讯等领域用作连 接器、继电器等，约 75%的铍用于铍铜合金。 金属铍纯度一般大于 99.5%，由于在极端条件下的优异尺寸稳定性，是导 弹、核潜艇、卫星等惯性导航系统中不可或缺的材料。 铍铝合金铍含量大于 60%，具有高比热容、高导热性、成本低、密度小等 特性，主要用于国防领域，金属铍和铍基合金占铍产量约 20%。 氧化铍是一种优良的导热体，具有高强度和硬度，应用在军用雷达及射频设 备的散热器和汽车电气系统的电绝缘材料，占比约 5%。

美国为全球铍矿产品最大消费国，2024 年消费量约 170 吨，占全球总产量 46.7%。 美国铍产品中，20%用于工业零部件，11%用于汽车电子行业，19%用于航空航 天和国防应用，8%用于电新基础设施，6%用于电子消费行业，6%用于能源行 业，2%用于半导体领域，28%用于其他领域。

3、终极能源与关键材料：铍在可控核聚变中的核心角色

（1） 终极清洁能源：可控核聚变

核聚变是一种将质量直接转化为能量的过程，其本质是将较轻的原子核结合为较 重的原子核。这一过程中，原子核的静电斥力与其电荷成正比，因此原子序数较 小、质子数较少的轻原子核更易发生核聚变，所需的动能（温度）也更低。

（2） 核聚变关键装置—托卡马克反应堆运行机制

托卡马克反应堆是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形装置，被认为是利用 核聚变发电的反应堆中最有前景的设计之一。在托卡马克反应堆内，氢的同位素 氘和氚被加热到超高温度以产生等离子体，强磁场将高温等离子体约束在环形管 道中，使其发生聚变反应。一个典型氘氚聚变反应堆的主循环过程如图所示。反 应生成的氦作为“氦灰”排出，反应产生的高能中子在聚变反应堆的包层中慢化， 中子的动能转化为热能。可以采用 6Li 作为吸收反应产物的包层，包层中还包括 中子增殖剂和冷却剂，称为增殖包层。在聚变中子作用下，包层中的 6Li 可以生 成氚再进入反应室作为燃料，形成氚的循环利用。

（3） 国际可控核聚变核心项目

ITER 计划（国际热核聚变实验堆计划）是当今世界最大的大科学工程国际科技 合作计划之一，也是迄今我国以平等身份参加的规模最大的国际科技合作计划。 其核心目标之一是证明核聚变反应可以产生比启动反应过程所提供的能量多得 多的能量—导致功率整体增加。 ITER 装置采用超导托卡马克技术，俗称“人造太阳”。通过整合加热系统、强磁 体及其他辅助设备，ITER 在超高温等离子体中实现聚变反应并释放能量。由此 形成的强磁场可将带电粒子约束在环形反应堆容器内，使其高速旋转并发生聚变。 ITER 实验将在真空容器内进行，真空容器是一个密封的双层钢制容器，用于容 纳聚变反应并充当第一道安全防护屏障。在其环形腔室或圆环中，等离子体粒子 不断旋转而不接触容器壁。容器内表面衬有主动冷却的包层模块，可屏蔽聚变反 应产生的高能中子。中子倍增器是反应堆包层中用于补偿中子损失和增加中子产 量的材料。包层还可以从聚变中子中回收能量，并增殖氚以替代聚变过程中燃烧 的氚。 ITER 的真空容器拥有庞大的设计规格：内部容积达 1,400 立方米，等离子体体 积约为 840 立方米，外径 19.4 米，高 11.4 米，总重量约 5,200 吨。其内壁完全 覆盖着 440 个包层模块 (Blanket Modules)，每个模块重达 4.6 吨，尺寸为 1 x 1.5 米。包层模块保护钢结构和超导环形场磁铁免受聚变反应产生的热量和高能中子 的影响。随着中子在包层中减速，它们的动能被转化为热能并被水冷却剂收集。 在聚变发电厂中，这种能量将用于发电。每个包层模块包含一个可拆卸的第一壁 （FW Panel），该壁面向等离子体并消除等离子体热负荷，以及一个专用于中子 屏蔽的半永久性包层屏蔽。

（4） 铍在核聚变领域的应用与前景

随着可控核聚变技术的发展，尤其是托卡马克装置从“等离子体控制”阶段向“氘 氚燃料反应”阶段的转变，铍在聚变堆中的重要性愈发凸显，其价值量占比预计 可达 30%-40%。在托卡马克装置中，铍的应用主要集中在两个方面：

中子倍增剂：铍为最优选择，占比高达 80%

在中子倍增剂的选择上，铍以其低中子阈能和高倍增效率脱颖而出，成为目前最 优的选择。中子倍增剂的作用是增加中子总数，从而提高与锂原子核反应的几率。 相较于铅，铍在中子撞击原子时所需的能量更低，这使得其倍增效率更高。此外， 铍的高熔点和低密度也使其在高温环境下的应用更为安全和高效。相比之下，铅 的熔点较低，易熔化，且密度较大，这在聚变堆的结构和材料要求上带来了更高 的挑战。在 ITER 机器中，测试包层模块在模块内部使用约 100-200 公斤铍作 为中子倍增剂，以增强测试模块中的氚增殖，氧化铍也用作某些组件的绝缘材料； 中国聚变工程实验堆（CFETR）设计方案中的铍球用量>300 t。

第一壁材料：铍未来或被钨替代，占比约为 20%

由于铍具有优良的热特性、低原子序数（Low-Z）以及去除等离子体中氧杂质的 能力，包层是使用铍最多的组件。在 ITER 装置中，440 块第一壁板将覆盖 8-10 毫米厚的铍装甲，总用量约 12 吨，分布在约 700 平方米的表面积上。 然而，近期研究表明，在中等强度的等离子体电流条件下，异常等离子体事件可 能导致铍发生强烈熔化。由此产生的感应电磁力会使第一壁面板提前失效。此外， 铍的侵蚀会产生大量灰尘，其金属毒性及对设备维护的不利影响，也成为其应用 中的主要挑战。 相比之下，钨材料展现出明显的优越性。钨具备更高的耐热性和稳定性，能够显 著减少设备维护需求，并避免频繁更换第一壁板，从而节约时间并减少放射性废 物的生成。基于此，ITER 组织于 2023 年决定调整第一壁装甲材料的计划，用钨取代铍，以提升整体性能和可靠性。

三、国内外主要铍生产企业

1、Materion Corporation（美国）

Materion Corporation 是一家全球领先的高性能材料规模化生产和实施的全球领 先公司，采用全面的业务模式，包括生产制造、研发创新、销售渠道和供应链管 理。公司总部位于美国俄亥俄州，于 1931 年成立，于 1972 年在纽约证券交易 所（NYSE）上市（股票代码：MTRN）。公司是全球最大的铍供应商，占据了全 球 70%的市场份额，供应整个西方国家。公司的产品覆盖多个终端市场，包括半 导体、工业、航空航天与国防、汽车、能源、消费电子以及电信和数据中心等领 域。公司与客户建立了长期合作关系，公司为客户提供分析测试、工程设计与制 造、材料回收等服务，深入了解客户需求，提供定制化高性能材料解决方案。 公司运营世界上最大的铍矿石（bertrandite ore）矿山和精炼厂，位于犹他州。 通过自有矿山和从外部采购的铍矿石（beryl ore），生产氢氧化铍（beryllium hydroxide），这为其铍相关业务提供了稳定的原材料来源，同时也对外部销售。 以氢氧化铍作为原料，公司生产一系列高性能铍产品。这些铍金属 (Beryllium Metals) 产品用于高刚性、低密度、高热导率等特性需求的应用。

公司的业务按照以下 4 个部分进行组织和管理：性能材料（Performance Material）、电子材料（Electronic Materials）、精密光学（Precision Optics）以 及其他。公司 2024 年度净销售额约为 16.85 亿美元，息税折旧摊销前利润约为 1.18 亿美元。其中，性能材料（Performance Material）净销售额约为 7.45 亿美 元，息税折旧摊销前利润约为 1.69 亿美元。

2、NGK Insulators, Ltd.（日本）

日本碍子株式会社（NGK INSULATORS, LTD.）及其子公司是全球领先的含铍合金 制造商，从 Materion 公司进口氧化铍，成为全球第二大铍铜合金生产商。公司 创立于 1919 年，总部位于名古屋市，最初致力于制造瓷质高压绝缘子。1958 年， 公司开始生产铍铜产品，进入金属材料领域。1965 年，公司成立首家海外子公司 （NGK Insulators of America, Ltd.），标志全球业务扩张的开端。1980 年代后， 先后在比利时、美国、中国、印尼和泰国等地建立生产基地，公司进一步推进全 球化布局。公司的业务模式涵盖能源、生态和电子等领域，主要产品包括储能蓄 电系统，绝缘子、有关电力装置、汽车尾气净化催化剂载体，金属、模具产品， 电子及电气设备用陶瓷，半导体制造装置用陶瓷，产业工程产品、装置。公司主 要服务于电阻焊接、航空航天（衬套）、石油勘探、海洋组件以及模具工具等行 业。 作为公司金属材料领域的核心产品，铍铜（Berylco）以其卓越的性能在多个关 键行业中发挥重要作用。其产品范围覆盖从高精度电子连接器到高强度工业模具 工具，满足了现代技术对材料强度、耐用性和可靠性的严苛要求。

自 2022 年起，公司对业务结构进行了调整，将原有的四个业务领域——环境基 础设施（Environment Infrastructure）、陶瓷（Ceramics）、电子（Electronics） 和工艺技术（Process Technology），整合为三个业务领域，即环境（Environment）、 数字社会（Digital Society）以及能源与产业（Energy & Industry）。公司 2024 年度净销售额约为 38.34 亿美元（271.58 亿元人民币），营业利润约为 4.40 亿美 元（31.13 亿元人民币）。其中，环境（Environment）净销售额约为 25.88 亿美元（183.84 亿元人民币），营业利润约为 4.28 亿美元（30.40 亿元人民币）。数 字社会（Digital Society）净销售额约为 9.15 亿美元（65.00 亿元人民币），营 业利润约为 0.15 亿美元（1.07 亿元人民币）。能源与产业（Energy&Industry） 净销售额约为 3.31 亿美元（23.51 亿元人民币），营业亏损约为 0.03 亿美元（0.21 亿元人民币）。

3、乌尔巴冶金厂（哈萨克斯坦）

乌尔巴冶金厂是哈萨克斯坦国家原子能总公司（NATIONAL ATOMIC COMPANY, KAZATOMPROM）的一部分，该公司是哈萨克斯坦国家核工业运营商。总公司于 2018 年在伦敦证券交易所（LSE）和阿斯塔纳国际交易所（AIX）上市（股票代码：KAP）。 乌尔巴建于 1949 年，是全球知名的铀、铍、钽、铌系列产品生产企业，集勘探、 采矿、冶炼、加工、科研于一体，产能位居世界前列。乌尔巴在苏联解体后接受 了 Materion 公司的投资，成为美国的铍及铍合金供应基地。总公司的产品远销 全球，与中国长期贸易合作。其铀系列产品为中国核电站提供原料，铍、钽、铌 系列产品在中国市场亦享有良好口碑。 乌尔巴是全球三家拥有完整铍生产周期的企业之一，从矿石精炼到成品输出均采 用额定质量标准。工厂具备将几乎所有含铍原料转化为产品的能力，并配备独特 设备，可生产多种基于铍及其合金的产品。静水压和静气压设备支持生产具各向 同性特性的材料。过去四年，工厂投入超过 400 万美元开发新工艺，成功降低 铍生产成本并提升效率。其铍母合金质量已超越全球同类产品水平，铍产品广泛 供应国际市场，包括铍锭、铍铜（CuBe）母合金、铍铝（AlBe）母合金、铍镍（NiBe） 母合金、金属陶瓷铍制品及铍坯料。工厂 2023 年度净销售额约为 1321.98 亿坚 戈（19.30 亿元人民币），营业利润约为 201.84 亿坚戈（2.94 亿元人民币）。

4、东方钽业：西材院——国内唯一铍材研究加工基地

西材院自 1965 年由北京有色金属研究总院相关研究室搬迁至宁夏石嘴山以来， 一直从事铍材研究与加工业务，其铍材主导产品国内市场占有率超 70%，主要产 品应用于航天航空、核工业等领域，客户主要为央企国家大型军工企业和科研院 所，客户集中度较高。 2022 年 3 月并入西材院的中色新材在拓展新能源、核电站、汽车等下游领域市 场，主营业务是铍铜材料、电子浆料等业务，铍铜主要应用领域包括新能源汽车 用插件、连接器等；电子浆料主要用于太阳能发电、太阳能汽车等。

2022 年西材院营业收入大幅增长至 17.2 亿元，主要因西材院于 2022 年 3 月合 并中色新材。2023 年实现净利润 2.7 亿元，相较 2018 年的 1.1 亿元，5 年复合 增长率达 19.2%，2024 年业绩有所下滑，实现营收 10.9 亿元，同比-42%，净 利润 2.3 亿元，同比-16%。

5、西部黄金：富蕴恒盛铍业有限责任公司

富蕴恒盛铍业有限责任公司是西部黄金全资子公司，也是国内唯一集勘探、开采、 选矿、冶炼和销售为一体的铍业全产业链联合企业。公司成立于 2003 年 9 月， 注册资本 1 亿元人民币。依托可可托海丰富的铍矿资源，富蕴恒盛已成为国内铍 原材料生产行业的重要企业，并在国家金属铍产业规划中占据核心地位。2023 年 12 月西部黄金收购控股股东新疆有色持有的恒盛铍业 100%股权，交易价格为 1.07 亿元。 2024 年公司铍铜合金产量 908 吨，同比+23.4%，单位销售价格为 20.8 万元/吨， 单位毛利润为 6.9 万元/吨，单位净利润为 3.4 万元/吨，毛利率和净利率分别为 32.9%和 16.2%。根据公司经营计划，2025 年预计生产铍铜合金 815 吨。

6、五矿铍业股份有限公司

五矿铍业股份有限公司是中国五矿集团有限公司旗下的三级企业，也是全球仅有 的三家能够从矿石中提炼高品质金属铍及其化合物的企业之一。公司冶炼基地位 于湖南衡阳，深加工基地位于湖南长沙，拥有员工 270 人，总资产达 3.2 亿元。 公司前身为 1957 年成立的水口山矿务局第六冶炼厂，自成立以来，为“两弹一 星”、神舟飞船、嫦娥探月等国家重大工程提供了关键材料，对我国国防和航天 事业作出了卓越贡献。2009 年以前，国内所有铍冶炼产品均由水口山基地生产， 奠定了公司在行业中的龙头地位。 公司专注于铍原料的资源掌控，以及铍、锆等系列产品的冶炼、深加工和研发制 造。作为国内唯一供应高品质金属铍的企业，公司同时具备从高纯氧化铍粉体到 氧化铍陶瓷的完整产业链。其铍铜合金和铍铝合金分别占据国内市场份额的 40%， 在行业内具有绝对的生产规模和市场影响力。 公司产品涵盖金属铍、工业氧化铍、高纯氧化铍、氧化铍陶瓷、氮化硼陶瓷、氧 化铝陶瓷、铍铜合金、铍铝合金、铍铜棒线材、锆镁合金、氟化镁等，广泛应用 于核工业、航空航天及电子工业等高科技领域。作为我国军工武器装备配套的重 要供应商，公司核心铍系列产品应用于战略核武器、核反应堆、火箭、导弹、航 空航天等多个关键领域，并被国家国防科技工业局列为民品配套重点保军单位。

7、上海太洋科技有限公司

中国上海太洋科技有限公司成立于 2011 年，是一家集研发、生产、销售于一 体的高端特种材料精细化工企业。总部位于上海，在江苏南通、泰州、湖南 永州等地设有全资子公司，作为研发中心和生产基地。公司拥有多项自主专 利，并荣获国家级专精特新“小巨人”企业、高新技术企业及专利试点企业 等荣誉。公司专注于核工业、AI 算力、半导体、新能源、航空航天、油气防 爆及光学等领域，致力于为客户提供差异化产品及最优解决方案。 公司业务以铍元素和无机盐为核心，涵盖数十种主打产品。在铍领域，太洋 科技凭借技术优势成为多项国际科研计划的供应商，与众多科研机构合作， 持续推动铍应用的技术创新。其铍产品广泛应用于原子能、AI 算力、航空航 天、半导体、医疗设备、油气开发、新能源及船舶制造等行业，形成丰富的 产业链布局。

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