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稀釋制冷機(jī)：量子計(jì)算的低溫基石與國(guó)產(chǎn)化突圍

在量子計(jì)算、凝聚態(tài)物理等前沿科技領(lǐng)域，極低溫環(huán)境是實(shí)現(xiàn)量子比特穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。稀釋制冷機(jī)，作為目前唯一能夠持續(xù)維持毫開(kāi)爾文（mK）級(jí)極低溫環(huán)境的核心設(shè)備，已成為全球高科技競(jìng)爭(zhēng)中的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，更是大國(guó)技術(shù)博弈的焦點(diǎn)之一。

1、技術(shù)原理與全球發(fā)展現(xiàn)狀

稀釋制冷機(jī)利用氦-3在氦-4超流體中的“稀釋”過(guò)程吸熱制冷，其理論于1951年由H. London提出，并于1965年實(shí)現(xiàn)首臺(tái)原型機(jī)。經(jīng)過(guò)數(shù)十年發(fā)展，傳統(tǒng)稀釋制冷機(jī)最低溫度已達(dá)1.75 mK，并形成“濕式”（液氦預(yù)冷）與“干式”（脈管制冷機(jī)預(yù)冷）兩種主流技術(shù)路線。

典型干式稀釋制冷機(jī)示意圖

全球市場(chǎng)上，芬蘭Bluefors和英國(guó)Oxford Instruments占據(jù)主導(dǎo)地位，兩者通過(guò)與IBM、谷歌等量子計(jì)算頭部企業(yè)聯(lián)合研發(fā)，持續(xù)推動(dòng)設(shè)備性能提升。例如，Bluefors的XLD1000型號(hào)在100mK溫區(qū)可實(shí)現(xiàn)1000μW以上制冷量，支持100+量子比特系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。2024 年全球稀釋制冷機(jī)的市場(chǎng)總規(guī)模為 2.85億美元，其中中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模折算約為 2.8億元人民幣。預(yù)計(jì)2025年全球稀釋制冷機(jī)10mK以下溫區(qū)設(shè)備占比高達(dá)76%。

2、中國(guó)：從全面依賴到國(guó)產(chǎn)化突破

我國(guó)稀釋制冷機(jī)產(chǎn)業(yè)曾長(zhǎng)期受制于海外技術(shù)壟斷與設(shè)備禁運(yùn)。2022年起，美國(guó)逐步禁止對(duì)華出口稀釋制冷機(jī)及相關(guān)零部件，至2024年實(shí)施全面禁運(yùn)。2021、2022 年，中國(guó)分別進(jìn)口了 60、53 臺(tái)稀釋制冷機(jī)；2023 年，根據(jù)市場(chǎng)公開(kāi)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)。自 2023 年開(kāi)始，已實(shí)際開(kāi)始執(zhí)行相關(guān)政策。

在倒逼機(jī)制下，國(guó)內(nèi)研發(fā)體系快速響應(yīng)，形成以科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)雙輪驅(qū)動(dòng)的國(guó)產(chǎn)化路徑：

科研國(guó)家隊(duì)引領(lǐng)技術(shù)突破：中國(guó)科學(xué)院物理研究所于2021年成功研制國(guó)內(nèi)首套10mK無(wú)液氮稀釋制冷機(jī)，其后長(zhǎng)三角先進(jìn)材料研究院將連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行溫度推進(jìn)至6mK，刷新國(guó)內(nèi)最低溫紀(jì)錄。

企業(yè)實(shí)現(xiàn)工程化與量產(chǎn)追趕： 受技術(shù)壁壘、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)壁壘等行業(yè)進(jìn)入門(mén)檻的阻礙，目前國(guó)內(nèi)從事稀釋制冷機(jī)行業(yè)的企業(yè)數(shù)量相對(duì)較少，主要競(jìng)爭(zhēng)者包括量羲技術(shù)、合肥知冷、國(guó)盾量子、本源量子、中電科十六所、中船鵬力、中科量?jī)x等，其中量羲技術(shù)以 30.77%市場(chǎng)占有率，位居國(guó)內(nèi)第一，為國(guó)產(chǎn)稀釋制冷機(jī)核心供給方。

2025年我國(guó)稀釋制冷機(jī)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)市場(chǎng)占有率分析

資料來(lái)源：普華有策

稀釋制冷機(jī)是量子計(jì)算領(lǐng)域的“黃金吊燈”：我國(guó)持續(xù)投入量子計(jì)算領(lǐng)域研發(fā)攻關(guān)，量子計(jì)算硬件設(shè)備需求持續(xù)增加。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，禁運(yùn)政策為國(guó)內(nèi)稀釋制冷機(jī)及相關(guān)組件研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇。目前，中國(guó)量子計(jì)算相關(guān)的上游硬件設(shè)備及組件供應(yīng)商基本均為國(guó)內(nèi)企業(yè)。

3、產(chǎn)業(yè)瓶頸與自主化挑戰(zhàn)

盡管國(guó)產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)從“0到1”的突破，但仍面臨三大核心挑戰(zhàn)：

核心部件仍依賴進(jìn)口：脈沖管冷頭、高精度溫度傳感器（如美國(guó)Lakeshore產(chǎn)品）、氦-3氣體等關(guān)鍵部件與材料受海外斷供制約，國(guó)產(chǎn)替代品在精度、穩(wěn)定性方面仍有差距。

協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制不足：國(guó)內(nèi)企業(yè)多“單打獨(dú)斗”，缺乏如Bluefors與IBM的深度協(xié)同模式，未能形成“產(chǎn)學(xué)研用”閉環(huán)。

應(yīng)用場(chǎng)景局限與產(chǎn)能不足：設(shè)備主要用于科研與量子計(jì)算領(lǐng)域，尚未拓展至更廣泛的產(chǎn)業(yè)場(chǎng)景。國(guó)內(nèi)年產(chǎn)能仍難以滿足未來(lái)量子計(jì)算機(jī)爆發(fā)式增長(zhǎng)的需求。

4、未來(lái)路徑：技術(shù)攻堅(jiān)與生態(tài)構(gòu)建

面向“十五五”規(guī)劃與量子科技戰(zhàn)略需求，我國(guó)稀釋制冷機(jī)產(chǎn)業(yè)需從三方面構(gòu)建自主能力：

關(guān)鍵技術(shù)攻堅(jiān)：重點(diǎn)突破脈沖管制冷、低溫?fù)Q熱器、測(cè)溫控溫系統(tǒng)等核心部件的自主研發(fā)，推動(dòng)關(guān)鍵材料（如氦-3替代介質(zhì)）與工藝的國(guó)產(chǎn)化。

構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新體系：依托量子科技長(zhǎng)三角產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心等平臺(tái)，推動(dòng)企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)開(kāi)展“大兵團(tuán)作戰(zhàn)”，實(shí)現(xiàn)從研發(fā)到場(chǎng)景驗(yàn)證的全鏈條協(xié)同。

拓展應(yīng)用與中試轉(zhuǎn)化：通過(guò)首臺(tái)套政策、政府采購(gòu)等機(jī)制推動(dòng)國(guó)產(chǎn)設(shè)備在材料科學(xué)、生命科學(xué)、深空探測(cè)等新場(chǎng)景中示范應(yīng)用，建設(shè)中試平臺(tái)加速技術(shù)迭代與產(chǎn)業(yè)化。

為滿足量子計(jì)算的飛速發(fā)展，稀釋制冷機(jī)正沿四大方向演進(jìn)：

未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向

資料來(lái)源：普華有策

這四大趨勢(shì)共同推動(dòng)稀釋制冷機(jī)向更高效、可靠、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，為下一代量子計(jì)算機(jī)提供堅(jiān)實(shí)的低溫環(huán)境支撐。

稀釋制冷機(jī)雖為小眾高端裝備，卻是中國(guó)能否在量子時(shí)代掌握主動(dòng)權(quán)的“隱形閘門(mén)”。從被迫斷供到自主研發(fā)，其發(fā)展軌跡正是中國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)在封鎖中突圍、在創(chuàng)新中成長(zhǎng)的縮影。隨著國(guó)產(chǎn)設(shè)備逐步實(shí)現(xiàn)從“并跑”到“引領(lǐng)”，中國(guó)量子計(jì)算的低溫基石正被重新鑄造——這不僅關(guān)乎科技自立，更關(guān)乎未來(lái)十年全球量子競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略格局。

《2025-2031年稀釋制冷機(jī)行業(yè)前沿報(bào)告與技術(shù)投資藍(lán)海》涵蓋行業(yè)全球及中國(guó)發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場(chǎng)規(guī)模，產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場(chǎng)需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)集中度、重點(diǎn)企業(yè)/玩家，企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動(dòng)因素、市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)，投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容。同時(shí)北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場(chǎng)專項(xiàng)調(diào)研項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、專精特新小巨人認(rèn)證、市場(chǎng)占有率報(bào)告、十五五規(guī)劃、項(xiàng)目后評(píng)價(jià)報(bào)告、BP商業(yè)計(jì)劃書(shū)、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書(shū)、國(guó)家級(jí)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。

報(bào)告目錄：

第一章 稀釋制冷機(jī)行業(yè)發(fā)展背景與政策環(huán)境分析

第一節(jié) 行業(yè)界定與分類體系

第二節(jié) 政策規(guī)劃與法律法規(guī)解讀

第三節(jié) 產(chǎn)業(yè)政策對(duì)行業(yè)發(fā)展的影響分析

一、國(guó)家層面政策支持

二、貿(mào)易政策分析及影響

第二章 全球稀釋制冷機(jī)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

第一節(jié) 行業(yè)發(fā)展歷程與競(jìng)爭(zhēng)格局

一、技術(shù)發(fā)展歷程

二、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局演變

三、區(qū)域分布特征

第二節(jié) 市場(chǎng)規(guī)模與技術(shù)水平分析

一、全球市場(chǎng)規(guī)模統(tǒng)計(jì)

二、技術(shù)水平現(xiàn)狀分析

第三節(jié) 國(guó)際龍頭企業(yè)布局與技術(shù)路線

一、歐洲企業(yè)布局分析

二、美國(guó)企業(yè)技術(shù)路線

三、亞太地區(qū)發(fā)展態(tài)勢(shì)

第三章 中國(guó)稀釋制冷機(jī)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

第一節(jié) 行業(yè)發(fā)展概況與技術(shù)演進(jìn)

一、行業(yè)發(fā)展歷程

二、技術(shù)突破歷程

三、創(chuàng)新發(fā)展特點(diǎn)

第二節(jié) 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局與市場(chǎng)集中度分析

一、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)

二、市場(chǎng)集中度分析

第三節(jié) 行業(yè)壁壘與經(jīng)營(yíng)模式解析

一、技術(shù)壁壘分析

二、資金壁壘分析

三、人才壁壘分析

第四章 市場(chǎng)供需分析與預(yù)測(cè)（2022-2031）

第一節(jié) 產(chǎn)能、產(chǎn)量與需求規(guī)模統(tǒng)計(jì)

一、產(chǎn)能布局分析

二、產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)

三、需求規(guī)模分析

第二節(jié) 下游應(yīng)用領(lǐng)域需求結(jié)構(gòu)分析

一、量子計(jì)算領(lǐng)域需求

二、科研領(lǐng)域需求

三、其他應(yīng)用領(lǐng)域需求

第三節(jié) 供需變動(dòng)因素與市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)

一、供給端影響因素

二、需求端驅(qū)動(dòng)因素

三、市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)

第五章 產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)與上下游分析

第一節(jié) 產(chǎn)業(yè)鏈全景圖解析

一、產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

二、價(jià)值鏈分析

三、生態(tài)體系構(gòu)建

第二節(jié) 上游核心部件與材料供應(yīng)現(xiàn)狀

一、關(guān)鍵部件供應(yīng)

二、材料供應(yīng)體系

三、供應(yīng)鏈安全分析

第三節(jié) 下游應(yīng)用市場(chǎng)需求與前景分析

一、應(yīng)用領(lǐng)域拓展

二、市場(chǎng)需求特征

三、應(yīng)用前景展望

第六章 行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模與技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

第一節(jié) 市場(chǎng)規(guī)模統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)（2022-2031）

一、全球市場(chǎng)規(guī)模

二、中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模

三、區(qū)域市場(chǎng)分析

第二節(jié) 技術(shù)發(fā)展路徑與未來(lái)方向

一、技術(shù)發(fā)展路徑

二、創(chuàng)新方向分析

三、技術(shù)突破點(diǎn)預(yù)測(cè)

第三節(jié) 行業(yè)智能化、集成化、高性能化等趨勢(shì)

一、智能化發(fā)展趨勢(shì)

二、集成化發(fā)展路徑

三、高性能化方向

四、節(jié)能化方向

第七章 主要企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)分析

第一節(jié) 重點(diǎn)企業(yè)市場(chǎng)占有率

第二節(jié) 企業(yè)A

一、企業(yè)概況及主要產(chǎn)品分析

二、經(jīng)營(yíng)狀況分析

三、核心競(jìng)爭(zhēng)力分析

四、研發(fā)投入情況及產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)

第三節(jié) 企業(yè)B

一、企業(yè)概況及主要產(chǎn)品分析

二、經(jīng)營(yíng)狀況分析

三、核心競(jìng)爭(zhēng)力分析

四、研發(fā)投入情況及產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)

第四節(jié) 企業(yè)C

一、企業(yè)概況及主要產(chǎn)品分析

二、經(jīng)營(yíng)狀況分析

三、核心競(jìng)爭(zhēng)力分析

四、研發(fā)投入情況及產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)

第五節(jié) 企業(yè)D

一、企業(yè)概況及主要產(chǎn)品分析

二、經(jīng)營(yíng)狀況分析

三、核心競(jìng)爭(zhēng)力分析

四、研發(fā)投入情況及產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)

第六節(jié) 企業(yè)E

一、企業(yè)概況及主要產(chǎn)品分析

二、經(jīng)營(yíng)狀況分析

三、核心競(jìng)爭(zhēng)力分析

四、研發(fā)投入情況及產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)

第八章 行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與前景預(yù)測(cè)

第一節(jié) 市場(chǎng)規(guī)模與區(qū)域結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)

一、總體規(guī)模預(yù)測(cè)

二、區(qū)域結(jié)構(gòu)演變

三、市場(chǎng)格局展望

第二節(jié) 技術(shù)突破與應(yīng)用拓展方向

一、關(guān)鍵技術(shù)突破

二、應(yīng)用領(lǐng)域拓展

三、創(chuàng)新發(fā)展方向

第三節(jié) 行業(yè)發(fā)展驅(qū)動(dòng)因素與挑戰(zhàn)

一、政策驅(qū)動(dòng)因素

二、技術(shù)驅(qū)動(dòng)因素

三、市場(chǎng)挑戰(zhàn)分析

第九章 投資機(jī)會(huì)與風(fēng)險(xiǎn)分析

第一節(jié) 產(chǎn)業(yè)鏈與細(xì)分市場(chǎng)投資機(jī)會(huì)

一、產(chǎn)業(yè)鏈投資機(jī)會(huì)

二、細(xì)分市場(chǎng)機(jī)會(huì)

三、區(qū)域投資重點(diǎn)

第二節(jié) 政策、技術(shù)、市場(chǎng)等多維風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

一、政策風(fēng)險(xiǎn)分析

二、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

三、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

第三節(jié) 風(fēng)險(xiǎn)防范與投資策略建議

一、風(fēng)險(xiǎn)防范措施

二、投資策略建議

三、退出機(jī)制分析

第十章 研究結(jié)論與發(fā)展建議

第一節(jié) 行業(yè)核心結(jié)論總結(jié)

一、市場(chǎng)現(xiàn)狀總結(jié)

二、競(jìng)爭(zhēng)格局總結(jié)

三、發(fā)展趨勢(shì)總結(jié)

第二節(jié) 對(duì)企業(yè)、投資者與政策制定者的建議

一、企業(yè)發(fā)展建議

二、投資決策建議

三、政策制定建議