內容概要：稀釋制冷機是一種極低溫獲取設備，使用兩種氦同位素（氦-3和氦-4）的混合物，將冷卻對象冷卻到毫開爾文（mK）范圍，即絕對零度（-273.15℃）以上千分之幾度。自1965年Das等人建造出第一臺稀釋制冷機的工作原型機（溫度達到50.22mK）后，稀釋制冷機被應用于凝聚態物理、天文探測等領域。近年來，隨著下游應用領域的快速發展，稀釋制冷機需求旺盛，帶動市場規模不斷擴大，數據顯示，2024年全球稀釋制冷機市場規模增長至3.54億美元。釋制制冷機發展與量子計算密切相關，歐洲、北美、及中國為量子計算重點發展地區，也為釋制制冷機主要市場。2024年歐洲市場規模約1.47億美元，北美市場規模約1.15億美元，中國市場規模約0.58億美元，占比分別為41.4%、32.4%、16.3%。目前，稀釋制冷機主要用于量子計算領域，其功能主要是滿足對低溫環境有要求的超導、半導體、拓撲、離子阱等路線的量子計算機的運行需求。2024年全球用于量子計算領域的稀釋制冷機的總規模約占10mk稀釋制冷機市場的53.36%，預計到2035年，這一占比將有望達到超90%。2022年，美國聯合盟友禁止對中國出口一系列用于量子計算的稀釋制冷機，包括與其相關的一切零配件。隨后為實現國產替代，國內稀釋制冷成套設備的研發呈現積極發展態勢，量羲技術、合肥知冷、中船鵬力、中電科十六所等企業相繼推出或交付稀釋制冷機產品，成功實現了稀釋制冷機的國產化替代，顯著降低了采購和維護成本，縮短設備交付周期。

上市企業：國盾量子 (688027)、禾信儀器（688622）、科大國創 (300520)

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

關鍵詞：稀釋制冷機發展歷程、稀釋制冷機市場規模、稀釋制冷機產業鏈、稀釋制冷機發展趨勢

一、稀釋制冷機相關概述

稀釋制冷機是一種極低溫獲取設備，使用兩種氦同位素（氦-3和氦-4）的混合物，將冷卻對象冷卻到毫開爾文（mK）范圍，即絕對零度（-273.15℃）以上千分之幾度。自1965年Das等人建造出第一臺稀釋制冷機的工作原型機（溫度達到50.22mK）后，稀釋制冷機被應用于凝聚態物理、天文探測等領域。

根據工質循環和預冷方式的差異，稀釋制冷機有多種分類方式。例如根據循環的工質種類分為經典型及冷循環型(3He循環)、Leiden型(循環)、空間型(3He,4He雙循環)；根據預冷是使用制冷機還是液氦，可分為干式和濕式。濕式稀釋制冷機是最先發展的一種稀釋制冷機，通常采用液氮作為一級預冷、液氦作為二級預冷、1K超流氦池作為三級預冷(3He液化器)，極低的環境漏熱及大量制冷劑使得這種濕式制冷機運行時間加長且溫度更低、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，從20世紀90年代起得到快速發展。DDR通常采用G-M制冷機或振動較小的G-M型脈沖管制冷機等機械制冷機作為一級、二級預冷，采用J-T換熱器配合一個較大的流阻作為3He液化器。隨著機械制冷機的成熟，DDR以其便捷性、實用性、無需添加制冷劑成為主流，但機械制冷機的振動也成為DDR的核心問題之一。

相關報告：智研咨詢發布的《中國稀釋制冷機行業市場動態分析及發展前景研判報告》

二、全球稀釋制冷機市場現狀

1、發展歷程

自1965年首臺稀釋制冷機誕生以來，稀釋制冷機憑借其獨特的制冷原理與卓越的低溫性能，成為科學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，稀釋制冷機早已從理論研究與實驗驗證階段過渡至商業化與實際應用階段。在此過程中，稀釋制冷機技術經歷了快速迭代。首先是使用氦-3預冷的濕式稀釋制冷機，隨后20 世紀 90 年代以來，干式稀釋制冷機加速崛起。

2、市場規模

近年來，隨著下游應用領域的快速發展，稀釋制冷機需求旺盛，帶動市場規模不斷擴大，數據顯示，2024年全球稀釋制冷機市場規模增長至3.54億美元。國外稀釋制冷機產業起步較早，美歐發達國家通過不斷完善戰略部署，搶占了產業競爭制高點。

釋制制冷機發展與量子計算密切相關，歐洲、北美、及中國為量子計算重點發展地區，也為釋制制冷機主要市場。2024年歐洲市場規模約1.47億美元，北美市場規模約1.15億美元，中國市場規模約0.58億美元，占比分別為41.4%、32.4%、16.3%。

3、應用格局

目前，稀釋制冷機主要用于量子計算領域，其功能主要是滿足對低溫環境有要求的超導、半導體、拓撲、離子阱等路線的量子計算機的運行需求。2024年全球用于量子計算領域的稀釋制冷機的總規模約占10mk稀釋制冷機市場的53.36%，預計到2035年，這一占比將有望達到超90%。

三、中國稀釋制冷機發展驅動因素

1、國家法規政策推動行業發展

近年來，國家出臺了一系列政策，鼓勵量子計算產業鏈發展，稀釋制冷機作為核心零部件之一，也受到了政策的重點關注。工信部在2025年1月發布了組織開展2025年未來產業創新任務揭榜掛帥工作，在量子科技領域，圍繞量子計算、量子通信、量子精密測量3大方向，擬部署17項揭榜任務，其中包括大冷量稀釋制冷機。

2、下游產業高速發展提供廣闊市場空間

自2019年谷歌高調宣布實現“量子優越性”以來，量子計算產業迅猛發展、百花齊放。國內市場，國家政策加快推動量子計算技術創新突破，前瞻部署新賽道，不斷完善量子計算領域的頂層設計，推動量子計算機研發和制造。隨著量子比特數量、糾錯能力等核心技術持續突破，金融、制藥、物流等領域加速探索實用化場景形成穩定需求，量子計算產業規模呈現逐年增加態勢。2024年，中國量子計算產業規模達到90.4億元，同比增長82.1%。下游產業的高速發展為稀釋制冷機行業的發展提供了廣闊的市場空間。

3、歐美禁運政策為國產企業帶來發展機遇

隨著量子計算行業的快速發展，其戰略意義不斷提升。2023年8月，美國總統簽署《關于解決美國對有關國家的某些國家安全技術和產品的投資問題的行政令》，授權美國財政部部長禁止或限制美國對中國半導體和微電子、量子信息技術以及人工智能領域的某些投資，同時美國財政部發布上述行政令的監管范圍。2024年10月，美國財政部發布最終規則《關于美國在有關國家投資某些國家安全技術和產品的條款》，禁止美國人員參與涉及對美國國家安全構成尤為緊迫的威脅的特定技術和產品的某些交易，涵蓋半導體和微電子產品、量子信息技術以及人工智能。根據上述行政令和最終規則，美國禁止對中國出口一系列用于量子計算的稀釋制冷機及相關信號測控組件。此舉旨在通過限制量子計算機的上游核心部件供應，來限制我國量子計算的發展。有數據顯示，2021-2022年，中國分別進口了60臺、53臺稀釋制冷機；2023年，根據市場公開數據，僅中標成交4臺進口稀釋制冷機；2024年，中國已經徹底無法進口稀釋制冷機。國外禁運政策頒布后，我國只能依靠自主研發滿足稀釋制冷機的市場需求。通過持續投入研發，少數國內企業實現極低溫的技術突破，不斷打破歐美技術壟斷，成功研制出高性能指標稀釋制冷機，實現了國產替代。國外的禁運政策加速了國產替代化進程，為國產企業帶來了巨大發展機遇。

四、中國稀釋制冷機市場現狀

1、市場規模

2022年，美國聯合盟友禁止對中國出口一系列用于量子計算的稀釋制冷機，包括與其相關的一切零配件。該禁令導致中國稀釋制冷機市場規模在2022年和2023年出現了急劇下滑。到2024年，中國稀釋制冷機產能相較于2023年實現了大幅提升，市場規模也恢復增長態勢。

2、企業格局

稀釋制冷機雖然經歷了半個世紀的發展，但此前成熟的設備制造技術都掌握在歐美國家手中，我國大型超低溫制冷裝備長期依賴進口，面臨采購周期長、定制化需求較難滿足、售后不及時、成本較高等問題，成為前沿科技的“卡脖子”技術。2022年，美國聯合盟友禁止對中國出口一系列用于量子計算的稀釋制冷機，包括與其相關的一切零配件。隨后為實現國產替代，國內稀釋制冷成套設備的研發呈現積極發展態勢，量羲技術、合肥知冷、中船鵬力、中電科十六所等企業相繼推出或交付稀釋制冷機產品，成功實現了稀釋制冷機的國產化替代，顯著降低了采購和維護成本，縮短設備交付周期。同時，國產產品性能也不斷提升，自2021年中國科學院物理研究所自主研發出國內首套10mK無液氦稀釋制冷機后，國產稀釋制冷機紛紛實現極低溫突破，2024年6月，由本源量子自主研發的本源SL1000國產稀釋制冷機可制冷功率達到1000μW@100mK，能夠滿足100+位超導量子芯片運行環境搭建條件。

從企業格局來看，行業高壁壘導致市場參與者較少，量羲技術、合肥知冷、中船鵬力、中電科十六所等企業在國內市場競爭力較強，2024年，上述四家企業市場份額均超10%，其中量羲技術以30.8%的市占率位居全國首位。

五、稀釋制冷機技術發展方向

1、高性能化

一方面，制冷功率亟待提升。隨著量子比特數目增多，量子計算等領域對低溫環境要求愈發嚴苛，稀釋制冷機須具備更大制冷功率，以滿足更多量子比特或更大規模超導量子芯片的冷卻需求。另一方面，制冷溫度須進一步降低。更低的制冷溫度對前沿科學研究，如基礎粒子探測、超導材料特性研究等意義重大。當前已有研究團隊致力于實現毫開爾文乃至亞毫開爾文級低溫，有望助力探索物質在極端低溫下的新現象與特性。

2、集成化

未來稀釋制冷機能夠與超導磁體、信號傳輸系統、量子比特讀出裝置等深度集成，打造一體化解決方案，降低系統復雜性與外部干擾，提升整體性能與穩定性，為量子計算應用構筑便捷、高效平臺。同時，在確保性能的基礎上，借助優化設計與新型材料、部件的應用，使制冷機體積更小、結構更緊湊，便于在實驗室等有限空間內安裝和使用，削減制造成本與運輸成本。

3、智能化

未來稀釋制冷機需配備先進智能控制系統，實時精準監控制冷參數，如溫度、壓力、流量等，并依預設條件自動調節優化，保障制冷效果穩定可靠。智能控制系統還應支持遠程監控與操作，便利科研人員管理維護設備，提升工作效率。此外，通過分析處理大量運行數據，系統可預判潛在故障風險，為預防性維護提供支撐，減少停機時間與維修成本。

4、節能化

未來需研發更環保、高效的制冷劑及適配的制冷循環技術，降低對傳統制冷劑氦3的依賴，打破進口依賴導致的高昂價格壁壘。探索稀釋制冷廢熱等能量的回收再利用途徑，將其轉化為電能、熱能等可用能源，提升能源利用效率，增強稀釋制冷機在環保與經濟層面的競爭力。

以上數據及信息可參考智研咨詢（jwnclean.com）發布的《中國稀釋制冷機行業市場動態分析及發展前景研判報告》。智研咨詢是中國領先產業咨詢機構，提供深度產業研究報告、商業計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產業咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業動態。