研判2025！中國(guó)稀釋制冷機(jī)行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀、競(jìng)爭(zhēng)格局及發(fā)展趨勢(shì)分析：歐美禁運(yùn)背景下，國(guó)產(chǎn)化替代全面推進(jìn)[圖]

內(nèi)容概要：稀釋制冷機(jī)是一種極低溫獲取設(shè)備，使用兩種氦同位素（氦-3和氦-4）的混合物，將冷卻對(duì)象冷卻到毫開爾文（mK）范圍，即絕對(duì)零度（-273.15℃）以上千分之幾度。自1965年Das等人建造出第一臺(tái)稀釋制冷機(jī)的工作原型機(jī)（溫度達(dá)到50.22mK）后，稀釋制冷機(jī)被應(yīng)用于凝聚態(tài)物理、天文探測(cè)等領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展，稀釋制冷機(jī)需求旺盛，帶動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，數(shù)據(jù)顯示，2024年全球稀釋制冷機(jī)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)至3.54億美元。釋制制冷機(jī)發(fā)展與量子計(jì)算密切相關(guān)，歐洲、北美、及中國(guó)為量子計(jì)算重點(diǎn)發(fā)展地區(qū)，也為釋制制冷機(jī)主要市場(chǎng)。2024年歐洲市場(chǎng)規(guī)模約1.47億美元，北美市場(chǎng)規(guī)模約1.15億美元，中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模約0.58億美元，占比分別為41.4%、32.4%、16.3%。目前，稀釋制冷機(jī)主要用于量子計(jì)算領(lǐng)域，其功能主要是滿足對(duì)低溫環(huán)境有要求的超導(dǎo)、半導(dǎo)體、拓?fù)?、離子阱等路線的量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)行需求。2024年全球用于量子計(jì)算領(lǐng)域的稀釋制冷機(jī)的總規(guī)模約占10mk稀釋制冷機(jī)市場(chǎng)的53.36%，預(yù)計(jì)到2035年，這一占比將有望達(dá)到超90%。2022年，美國(guó)聯(lián)合盟友禁止對(duì)中國(guó)出口一系列用于量子計(jì)算的稀釋制冷機(jī)，包括與其相關(guān)的一切零配件。隨后為實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，國(guó)內(nèi)稀釋制冷成套設(shè)備的研發(fā)呈現(xiàn)積極發(fā)展態(tài)勢(shì)，量羲技術(shù)、合肥知冷、中船鵬力、中電科十六所等企業(yè)相繼推出或交付稀釋制冷機(jī)產(chǎn)品，成功實(shí)現(xiàn)了稀釋制冷機(jī)的國(guó)產(chǎn)化替代，顯著降低了采購(gòu)和維護(hù)成本，縮短設(shè)備交付周期。

上市企業(yè)：國(guó)盾量子 (688027)、禾信儀器（688622）、科大國(guó)創(chuàng) (300520)

相關(guān)企業(yè)：合肥知冷低溫科技有限公司、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十六研究所、本源量子計(jì)算科技（合肥）股份有限公司、上海量羲技術(shù)有限公司、上海鉑鉞制冷科技有限公司、中船鵬力（南京）超低溫技術(shù)有限公司、國(guó)儀量子技術(shù)（合肥）股份有限公司、本源量子計(jì)算科技（合肥）股份有限公司

關(guān)鍵詞：稀釋制冷機(jī)發(fā)展歷程、稀釋制冷機(jī)市場(chǎng)規(guī)模、稀釋制冷機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈、稀釋制冷機(jī)發(fā)展趨勢(shì)

一、稀釋制冷機(jī)相關(guān)概述

稀釋制冷機(jī)是一種極低溫獲取設(shè)備，使用兩種氦同位素（氦-3和氦-4）的混合物，將冷卻對(duì)象冷卻到毫開爾文（mK）范圍，即絕對(duì)零度（-273.15℃）以上千分之幾度。自1965年Das等人建造出第一臺(tái)稀釋制冷機(jī)的工作原型機(jī)（溫度達(dá)到50.22mK）后，稀釋制冷機(jī)被應(yīng)用于凝聚態(tài)物理、天文探測(cè)等領(lǐng)域。

根據(jù)工質(zhì)循環(huán)和預(yù)冷方式的差異，稀釋制冷機(jī)有多種分類方式。例如根據(jù)循環(huán)的工質(zhì)種類分為經(jīng)典型及冷循環(huán)型(3He循環(huán))、Leiden型(循環(huán))、空間型(3He,4He雙循環(huán))；根據(jù)預(yù)冷是使用制冷機(jī)還是液氦，可分為干式和濕式。濕式稀釋制冷機(jī)是最先發(fā)展的一種稀釋制冷機(jī)，通常采用液氮作為一級(jí)預(yù)冷、液氦作為二級(jí)預(yù)冷、1K超流氦池作為三級(jí)預(yù)冷(3He液化器)，極低的環(huán)境漏熱及大量制冷劑使得這種濕式制冷機(jī)運(yùn)行時(shí)間加長(zhǎng)且溫度更低、冷量更大。為了克服濕式稀釋制冷需要添加液氮液氦的不便，干式稀釋（DDR）又稱J-T型稀釋制冷機(jī)，從20世紀(jì)90年代起得到快速發(fā)展。DDR通常采用G-M制冷機(jī)或振動(dòng)較小的G-M型脈沖管制冷機(jī)等機(jī)械制冷機(jī)作為一級(jí)、二級(jí)預(yù)冷，采用J-T換熱器配合一個(gè)較大的流阻作為3He液化器。隨著機(jī)械制冷機(jī)的成熟，DDR以其便捷性、實(shí)用性、無(wú)需添加制冷劑成為主流，但機(jī)械制冷機(jī)的振動(dòng)也成為DDR的核心問(wèn)題之一。

相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《中國(guó)稀釋制冷機(jī)行業(yè)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)分析及發(fā)展前景研判報(bào)告》

二、全球稀釋制冷機(jī)市場(chǎng)現(xiàn)狀

1、發(fā)展歷程

自1965年首臺(tái)稀釋制冷機(jī)誕生以來(lái)，稀釋制冷機(jī)憑借其獨(dú)特的制冷原理與卓越的低溫性能，成為科學(xué)家們探索未知極低溫世界的有力工具，不斷助力科研取得突破。目前，稀釋制冷機(jī)早已從理論研究與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段過(guò)渡至商業(yè)化與實(shí)際應(yīng)用階段。在此過(guò)程中，稀釋制冷機(jī)技術(shù)經(jīng)歷了快速迭代。首先是使用氦-3預(yù)冷的濕式稀釋制冷機(jī)，隨后20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，干式稀釋制冷機(jī)加速崛起。

2、市場(chǎng)規(guī)模

近年來(lái)，隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展，稀釋制冷機(jī)需求旺盛，帶動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，數(shù)據(jù)顯示，2024年全球稀釋制冷機(jī)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)至3.54億美元。國(guó)外稀釋制冷機(jī)產(chǎn)業(yè)起步較早，美歐發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)不斷完善戰(zhàn)略部署，搶占了產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)。

釋制制冷機(jī)發(fā)展與量子計(jì)算密切相關(guān)，歐洲、北美、及中國(guó)為量子計(jì)算重點(diǎn)發(fā)展地區(qū)，也為釋制制冷機(jī)主要市場(chǎng)。2024年歐洲市場(chǎng)規(guī)模約1.47億美元，北美市場(chǎng)規(guī)模約1.15億美元，中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模約0.58億美元，占比分別為41.4%、32.4%、16.3%。

3、應(yīng)用格局

目前，稀釋制冷機(jī)主要用于量子計(jì)算領(lǐng)域，其功能主要是滿足對(duì)低溫環(huán)境有要求的超導(dǎo)、半導(dǎo)體、拓?fù)?、離子阱等路線的量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)行需求。2024年全球用于量子計(jì)算領(lǐng)域的稀釋制冷機(jī)的總規(guī)模約占10mk稀釋制冷機(jī)市場(chǎng)的53.36%，預(yù)計(jì)到2035年，這一占比將有望達(dá)到超90%。

三、中國(guó)稀釋制冷機(jī)發(fā)展驅(qū)動(dòng)因素

1、國(guó)家法規(guī)政策推動(dòng)行業(yè)發(fā)展

近年來(lái)，國(guó)家出臺(tái)了一系列政策，鼓勵(lì)量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，稀釋制冷機(jī)作為核心零部件之一，也受到了政策的重點(diǎn)關(guān)注。工信部在2025年1月發(fā)布了組織開展2025年未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新任務(wù)揭榜掛帥工作，在量子科技領(lǐng)域，圍繞量子計(jì)算、量子通信、量子精密測(cè)量3大方向，擬部署17項(xiàng)揭榜任務(wù)，其中包括大冷量稀釋制冷機(jī)。

2、下游產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展提供廣闊市場(chǎng)空間

自2019年谷歌高調(diào)宣布實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”以來(lái)，量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展、百花齊放。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，國(guó)家政策加快推動(dòng)量子計(jì)算技術(shù)創(chuàng)新突破，前瞻部署新賽道，不斷完善量子計(jì)算領(lǐng)域的頂層設(shè)計(jì)，推動(dòng)量子計(jì)算機(jī)研發(fā)和制造。隨著量子比特?cái)?shù)量、糾錯(cuò)能力等核心技術(shù)持續(xù)突破，金融、制藥、物流等領(lǐng)域加速探索實(shí)用化場(chǎng)景形成穩(wěn)定需求，量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)規(guī)模呈現(xiàn)逐年增加態(tài)勢(shì)。2024年，中國(guó)量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到90.4億元，同比增長(zhǎng)82.1%。下游產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展為稀釋制冷機(jī)行業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的市場(chǎng)空間。

3、歐美禁運(yùn)政策為國(guó)產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇

隨著量子計(jì)算行業(yè)的快速發(fā)展，其戰(zhàn)略意義不斷提升。2023年8月，美國(guó)總統(tǒng)簽署《關(guān)于解決美國(guó)對(duì)有關(guān)國(guó)家的某些國(guó)家安全技術(shù)和產(chǎn)品的投資問(wèn)題的行政令》，授權(quán)美國(guó)財(cái)政部部長(zhǎng)禁止或限制美國(guó)對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體和微電子、量子信息技術(shù)以及人工智能領(lǐng)域的某些投資，同時(shí)美國(guó)財(cái)政部發(fā)布上述行政令的監(jiān)管范圍。2024年10月，美國(guó)財(cái)政部發(fā)布最終規(guī)則《關(guān)于美國(guó)在有關(guān)國(guó)家投資某些國(guó)家安全技術(shù)和產(chǎn)品的條款》，禁止美國(guó)人員參與涉及對(duì)美國(guó)國(guó)家安全構(gòu)成尤為緊迫的威脅的特定技術(shù)和產(chǎn)品的某些交易，涵蓋半導(dǎo)體和微電子產(chǎn)品、量子信息技術(shù)以及人工智能。根據(jù)上述行政令和最終規(guī)則，美國(guó)禁止對(duì)中國(guó)出口一系列用于量子計(jì)算的稀釋制冷機(jī)及相關(guān)信號(hào)測(cè)控組件。此舉旨在通過(guò)限制量子計(jì)算機(jī)的上游核心部件供應(yīng)，來(lái)限制我國(guó)量子計(jì)算的發(fā)展。有數(shù)據(jù)顯示，2021-2022年，中國(guó)分別進(jìn)口了60臺(tái)、53臺(tái)稀釋制冷機(jī)；2023年，根據(jù)市場(chǎng)公開數(shù)據(jù)，僅中標(biāo)成交4臺(tái)進(jìn)口稀釋制冷機(jī)；2024年，中國(guó)已經(jīng)徹底無(wú)法進(jìn)口稀釋制冷機(jī)。國(guó)外禁運(yùn)政策頒布后，我國(guó)只能依靠自主研發(fā)滿足稀釋制冷機(jī)的市場(chǎng)需求。通過(guò)持續(xù)投入研發(fā)，少數(shù)國(guó)內(nèi)企業(yè)實(shí)現(xiàn)極低溫的技術(shù)突破，不斷打破歐美技術(shù)壟斷，成功研制出高性能指標(biāo)稀釋制冷機(jī)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代。國(guó)外的禁運(yùn)政策加速了國(guó)產(chǎn)替代化進(jìn)程，為國(guó)產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)了巨大發(fā)展機(jī)遇。

四、中國(guó)稀釋制冷機(jī)市場(chǎng)現(xiàn)狀

1、市場(chǎng)規(guī)模

2022年，美國(guó)聯(lián)合盟友禁止對(duì)中國(guó)出口一系列用于量子計(jì)算的稀釋制冷機(jī)，包括與其相關(guān)的一切零配件。該禁令導(dǎo)致中國(guó)稀釋制冷機(jī)市場(chǎng)規(guī)模在2022年和2023年出現(xiàn)了急劇下滑。到2024年，中國(guó)稀釋制冷機(jī)產(chǎn)能相較于2023年實(shí)現(xiàn)了大幅提升，市場(chǎng)規(guī)模也恢復(fù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

2、企業(yè)格局

稀釋制冷機(jī)雖然經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，但此前成熟的設(shè)備制造技術(shù)都掌握在歐美國(guó)家手中，我國(guó)大型超低溫制冷裝備長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，面臨采購(gòu)周期長(zhǎng)、定制化需求較難滿足、售后不及時(shí)、成本較高等問(wèn)題，成為前沿科技的“卡脖子”技術(shù)。2022年，美國(guó)聯(lián)合盟友禁止對(duì)中國(guó)出口一系列用于量子計(jì)算的稀釋制冷機(jī)，包括與其相關(guān)的一切零配件。隨后為實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，國(guó)內(nèi)稀釋制冷成套設(shè)備的研發(fā)呈現(xiàn)積極發(fā)展態(tài)勢(shì)，量羲技術(shù)、合肥知冷、中船鵬力、中電科十六所等企業(yè)相繼推出或交付稀釋制冷機(jī)產(chǎn)品，成功實(shí)現(xiàn)了稀釋制冷機(jī)的國(guó)產(chǎn)化替代，顯著降低了采購(gòu)和維護(hù)成本，縮短設(shè)備交付周期。同時(shí)，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品性能也不斷提升，自2021年中國(guó)科學(xué)院物理研究所自主研發(fā)出國(guó)內(nèi)首套10mK無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)后，國(guó)產(chǎn)稀釋制冷機(jī)紛紛實(shí)現(xiàn)極低溫突破，2024年6月，由本源量子自主研發(fā)的本源SL1000國(guó)產(chǎn)稀釋制冷機(jī)可制冷功率達(dá)到1000μW@100mK，能夠滿足100+位超導(dǎo)量子芯片運(yùn)行環(huán)境搭建條件。

從企業(yè)格局來(lái)看，行業(yè)高壁壘導(dǎo)致市場(chǎng)參與者較少，量羲技術(shù)、合肥知冷、中船鵬力、中電科十六所等企業(yè)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)，2024年，上述四家企業(yè)市場(chǎng)份額均超10%，其中量羲技術(shù)以30.8%的市占率位居全國(guó)首位。

五、稀釋制冷機(jī)技術(shù)發(fā)展方向

1、高性能化

一方面，制冷功率亟待提升。隨著量子比特?cái)?shù)目增多，量子計(jì)算等領(lǐng)域?qū)Φ蜏丨h(huán)境要求愈發(fā)嚴(yán)苛，稀釋制冷機(jī)須具備更大制冷功率，以滿足更多量子比特或更大規(guī)模超導(dǎo)量子芯片的冷卻需求。另一方面，制冷溫度須進(jìn)一步降低。更低的制冷溫度對(duì)前沿科學(xué)研究，如基礎(chǔ)粒子探測(cè)、超導(dǎo)材料特性研究等意義重大。當(dāng)前已有研究團(tuán)隊(duì)致力于實(shí)現(xiàn)毫開爾文乃至亞毫開爾文級(jí)低溫，有望助力探索物質(zhì)在極端低溫下的新現(xiàn)象與特性。

2、集成化

未來(lái)稀釋制冷機(jī)能夠與超導(dǎo)磁體、信號(hào)傳輸系統(tǒng)、量子比特讀出裝置等深度集成，打造一體化解決方案，降低系統(tǒng)復(fù)雜性與外部干擾，提升整體性能與穩(wěn)定性，為量子計(jì)算應(yīng)用構(gòu)筑便捷、高效平臺(tái)。同時(shí)，在確保性能的基礎(chǔ)上，借助優(yōu)化設(shè)計(jì)與新型材料、部件的應(yīng)用，使制冷機(jī)體積更小、結(jié)構(gòu)更緊湊，便于在實(shí)驗(yàn)室等有限空間內(nèi)安裝和使用，削減制造成本與運(yùn)輸成本。

3、智能化

未來(lái)稀釋制冷機(jī)需配備先進(jìn)智能控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)控制冷參數(shù)，如溫度、壓力、流量等，并依預(yù)設(shè)條件自動(dòng)調(diào)節(jié)優(yōu)化，保障制冷效果穩(wěn)定可靠。智能控制系統(tǒng)還應(yīng)支持遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作，便利科研人員管理維護(hù)設(shè)備，提升工作效率。此外，通過(guò)分析處理大量運(yùn)行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可預(yù)判潛在故障風(fēng)險(xiǎn)，為預(yù)防性維護(hù)提供支撐，減少停機(jī)時(shí)間與維修成本。

4、節(jié)能化

未來(lái)需研發(fā)更環(huán)保、高效的制冷劑及適配的制冷循環(huán)技術(shù)，降低對(duì)傳統(tǒng)制冷劑氦3的依賴，打破進(jìn)口依賴導(dǎo)致的高昂價(jià)格壁壘。探索稀釋制冷廢熱等能量的回收再利用途徑，將其轉(zhuǎn)化為電能、熱能等可用能源，提升能源利用效率，增強(qiáng)稀釋制冷機(jī)在環(huán)保與經(jīng)濟(jì)層面的競(jìng)爭(zhēng)力。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（www.anotherchristian.com）發(fā)布的《中國(guó)稀釋制冷機(jī)行業(yè)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)分析及發(fā)展前景研判報(bào)告》。智研咨詢是中國(guó)領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、商業(yè)計(jì)劃書、可行性研究報(bào)告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號(hào)，每天及時(shí)掌握更多行業(yè)動(dòng)態(tài)。