研判2025！中国稀释制冷机行业市场现状、竞争格局及发展趋势分析：欧美禁运背景下，国产化替代全面推进[图]

内容概要：稀释制冷机是一种极低温获取设备，使用两种氦同位素（氦-3和氦-4）的混合物，将冷却对象冷却到毫开尔文（mK）范围，即绝对零度（-273.15℃）以上千分之几度。自1965年Das等人建造出第一台稀释制冷机的工作原型机（温度达到50.22mK）后，稀释制冷机被应用于凝聚态物理、天文探测等领域。近年来，随着下游应用领域的快速发展，稀释制冷机需求旺盛，带动市场规模不断扩大，数据显示，2024年全球稀释制冷机市场规模增长至3.54亿美元。释制制冷机发展与量子计算密切相关，欧洲、北美、及中国为量子计算重点发展地区，也为释制制冷机主要市场。2024年欧洲市场规模约1.47亿美元，北美市场规模约1.15亿美元，中国市场规模约0.58亿美元，占比分别为41.4%、32.4%、16.3%。目前，稀释制冷机主要用于量子计算领域，其功能主要是满足对低温环境有要求的超导、半导体、拓扑、离子阱等路线的量子计算机的运行需求。2024年全球用于量子计算领域的稀释制冷机的总规模约占10mk稀释制冷机市场的53.36%，预计到2035年，这一占比将有望达到超90%。2022年，美国联合盟友禁止对中国出口一系列用于量子计算的稀释制冷机，包括与其相关的一切零配件。随后为实现国产替代，国内稀释制冷成套设备的研发呈现积极发展态势，量羲技术、合肥知冷、中船鹏力、中电科十六所等企业相继推出或交付稀释制冷机产品，成功实现了稀释制冷机的国产化替代，显著降低了采购和维护成本，缩短设备交付周期。

上市企业：国盾量子 (688027)、禾信仪器（688622）、科大国创 (300520)

相关企业：合肥知冷低温科技有限公司、中国电子科技集团公司第十六研究所、本源量子计算科技（合肥）股份有限公司、上海量羲技术有限公司、上海铂钺制冷科技有限公司、中船鹏力（南京）超低温技术有限公司、国仪量子技术（合肥）股份有限公司、本源量子计算科技（合肥）股份有限公司

关键词：稀释制冷机发展历程、稀释制冷机市场规模、稀释制冷机产业链、稀释制冷机发展趋势

一、稀释制冷机相关概述

稀释制冷机是一种极低温获取设备，使用两种氦同位素（氦-3和氦-4）的混合物，将冷却对象冷却到毫开尔文（mK）范围，即绝对零度（-273.15℃）以上千分之几度。自1965年Das等人建造出第一台稀释制冷机的工作原型机（温度达到50.22mK）后，稀释制冷机被应用于凝聚态物理、天文探测等领域。

根据工质循环和预冷方式的差异，稀释制冷机有多种分类方式。例如根据循环的工质种类分为经典型及冷循环型(3He循环)、Leiden型(循环)、空间型(3He,4He双循环)；根据预冷是使用制冷机还是液氦，可分为干式和湿式。湿式稀释制冷机是最先发展的一种稀释制冷机，通常采用液氮作为一级预冷、液氦作为二级预冷、1K超流氦池作为三级预冷(3He液化器)，极低的环境漏热及大量制冷剂使得这种湿式制冷机运行时间加长且温度更低、冷量更大。为了克服湿式稀释制冷需要添加液氮液氦的不便，干式稀释（DDR）又称J-T型稀释制冷机，从20世纪90年代起得到快速发展。DDR通常采用G-M制冷机或振动较小的G-M型脉冲管制冷机等机械制冷机作为一级、二级预冷，采用J-T换热器配合一个较大的流阻作为3He液化器。随着机械制冷机的成熟，DDR以其便捷性、实用性、无需添加制冷剂成为主流，但机械制冷机的振动也成为DDR的核心问题之一。

相关报告：智研咨询发布的《中国稀释制冷机行业市场动态分析及发展前景研判报告》

二、全球稀释制冷机市场现状

1、发展历程

自1965年首台稀释制冷机诞生以来，稀释制冷机凭借其独特的制冷原理与卓越的低温性能，成为科学家们探索未知极低温世界的有力工具，不断助力科研取得突破。目前，稀释制冷机早已从理论研究与实验验证阶段过渡至商业化与实际应用阶段。在此过程中，稀释制冷机技术经历了快速迭代。首先是使用氦-3预冷的湿式稀释制冷机，随后20 世纪 90 年代以来，干式稀释制冷机加速崛起。

2、市场规模

近年来，随着下游应用领域的快速发展，稀释制冷机需求旺盛，带动市场规模不断扩大，数据显示，2024年全球稀释制冷机市场规模增长至3.54亿美元。国外稀释制冷机产业起步较早，美欧发达国家通过不断完善战略部署，抢占了产业竞争制高点。

释制制冷机发展与量子计算密切相关，欧洲、北美、及中国为量子计算重点发展地区，也为释制制冷机主要市场。2024年欧洲市场规模约1.47亿美元，北美市场规模约1.15亿美元，中国市场规模约0.58亿美元，占比分别为41.4%、32.4%、16.3%。

3、应用格局

目前，稀释制冷机主要用于量子计算领域，其功能主要是满足对低温环境有要求的超导、半导体、拓扑、离子阱等路线的量子计算机的运行需求。2024年全球用于量子计算领域的稀释制冷机的总规模约占10mk稀释制冷机市场的53.36%，预计到2035年，这一占比将有望达到超90%。

三、中国稀释制冷机发展驱动因素

1、国家法规政策推动行业发展

近年来，国家出台了一系列政策，鼓励量子计算产业链发展，稀释制冷机作为核心零部件之一，也受到了政策的重点关注。工信部在2025年1月发布了组织开展2025年未来产业创新任务揭榜挂帅工作，在量子科技领域，围绕量子计算、量子通信、量子精密测量3大方向，拟部署17项揭榜任务，其中包括大冷量稀释制冷机。

2、下游产业高速发展提供广阔市场空间

自2019年谷歌高调宣布实现“量子优越性”以来，量子计算产业迅猛发展、百花齐放。国内市场，国家政策加快推动量子计算技术创新突破，前瞻部署新赛道，不断完善量子计算领域的顶层设计，推动量子计算机研发和制造。随着量子比特数量、纠错能力等核心技术持续突破，金融、制药、物流等领域加速探索实用化场景形成稳定需求，量子计算产业规模呈现逐年增加态势。2024年，中国量子计算产业规模达到90.4亿元，同比增长82.1%。下游产业的高速发展为稀释制冷机行业的发展提供了广阔的市场空间。

3、欧美禁运政策为国产企业带来发展机遇

随着量子计算行业的快速发展，其战略意义不断提升。2023年8月，美国总统签署《关于解决美国对有关国家的某些国家安全技术和产品的投资问题的行政令》，授权美国财政部部长禁止或限制美国对中国半导体和微电子、量子信息技术以及人工智能领域的某些投资，同时美国财政部发布上述行政令的监管范围。2024年10月，美国财政部发布最终规则《关于美国在有关国家投资某些国家安全技术和产品的条款》，禁止美国人员参与涉及对美国国家安全构成尤为紧迫的威胁的特定技术和产品的某些交易，涵盖半导体和微电子产品、量子信息技术以及人工智能。根据上述行政令和最终规则，美国禁止对中国出口一系列用于量子计算的稀释制冷机及相关信号测控组件。此举旨在通过限制量子计算机的上游核心部件供应，来限制我国量子计算的发展。有数据显示，2021-2022年，中国分别进口了60台、53台稀释制冷机；2023年，根据市场公开数据，仅中标成交4台进口稀释制冷机；2024年，中国已经彻底无法进口稀释制冷机。国外禁运政策颁布后，我国只能依靠自主研发满足稀释制冷机的市场需求。通过持续投入研发，少数国内企业实现极低温的技术突破，不断打破欧美技术垄断，成功研制出高性能指标稀释制冷机，实现了国产替代。国外的禁运政策加速了国产替代化进程，为国产企业带来了巨大发展机遇。

四、中国稀释制冷机市场现状

1、市场规模

2022年，美国联合盟友禁止对中国出口一系列用于量子计算的稀释制冷机，包括与其相关的一切零配件。该禁令导致中国稀释制冷机市场规模在2022年和2023年出现了急剧下滑。到2024年，中国稀释制冷机产能相较于2023年实现了大幅提升，市场规模也恢复增长态势。

2、企业格局

稀释制冷机虽然经历了半个世纪的发展，但此前成熟的设备制造技术都掌握在欧美国家手中，我国大型超低温制冷装备长期依赖进口，面临采购周期长、定制化需求较难满足、售后不及时、成本较高等问题，成为前沿科技的“卡脖子”技术。2022年，美国联合盟友禁止对中国出口一系列用于量子计算的稀释制冷机，包括与其相关的一切零配件。随后为实现国产替代，国内稀释制冷成套设备的研发呈现积极发展态势，量羲技术、合肥知冷、中船鹏力、中电科十六所等企业相继推出或交付稀释制冷机产品，成功实现了稀释制冷机的国产化替代，显著降低了采购和维护成本，缩短设备交付周期。同时，国产产品性能也不断提升，自2021年中国科学院物理研究所自主研发出国内首套10mK无液氦稀释制冷机后，国产稀释制冷机纷纷实现极低温突破，2024年6月，由本源量子自主研发的本源SL1000国产稀释制冷机可制冷功率达到1000μW@100mK，能够满足100+位超导量子芯片运行环境搭建条件。

从企业格局来看，行业高壁垒导致市场参与者较少，量羲技术、合肥知冷、中船鹏力、中电科十六所等企业在国内市场竞争力较强，2024年，上述四家企业市场份额均超10%，其中量羲技术以30.8%的市占率位居全国首位。

五、稀释制冷机技术发展方向

1、高性能化

一方面，制冷功率亟待提升。随着量子比特数目增多，量子计算等领域对低温环境要求愈发严苛，稀释制冷机须具备更大制冷功率，以满足更多量子比特或更大规模超导量子芯片的冷却需求。另一方面，制冷温度须进一步降低。更低的制冷温度对前沿科学研究，如基础粒子探测、超导材料特性研究等意义重大。当前已有研究团队致力于实现毫开尔文乃至亚毫开尔文级低温，有望助力探索物质在极端低温下的新现象与特性。

2、集成化

未来稀释制冷机能够与超导磁体、信号传输系统、量子比特读出装置等深度集成，打造一体化解决方案，降低系统复杂性与外部干扰，提升整体性能与稳定性，为量子计算应用构筑便捷、高效平台。同时，在确保性能的基础上，借助优化设计与新型材料、部件的应用，使制冷机体积更小、结构更紧凑，便于在实验室等有限空间内安装和使用，削减制造成本与运输成本。

3、智能化

未来稀释制冷机需配备先进智能控制系统，实时精准监控制冷参数，如温度、压力、流量等，并依预设条件自动调节优化，保障制冷效果稳定可靠。智能控制系统还应支持远程监控与操作，便利科研人员管理维护设备，提升工作效率。此外，通过分析处理大量运行数据，系统可预判潜在故障风险，为预防性维护提供支撑，减少停机时间与维修成本。

4、节能化

未来需研发更环保、高效的制冷剂及适配的制冷循环技术，降低对传统制冷剂氦3的依赖，打破进口依赖导致的高昂价格壁垒。探索稀释制冷废热等能量的回收再利用途径，将其转化为电能、热能等可用能源，提升能源利用效率，增强稀释制冷机在环保与经济层面的竞争力。

以上数据及信息可参考智研咨询（www.chyxx.com）发布的《中国稀释制冷机行业市场动态分析及发展前景研判报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构，提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号，每天及时掌握更多行业动态。