1 主要原材料及供应商
稀释制冷机的原材料主要是关键部件。从结构上看，稀释制冷机主要包括低温恒温器及支撑架；气体处理系统（GHS）及脉冲管（PT）压缩机；控制单元（CU）。其中，气体处理系统包含所有泵、抽气管线、阀门、压力表等，这些都是整个系统运行所必需的。
全球稀释制冷机市场原材料的主要供应商包括 Pfeiffer、Leybold GmbH、Agilent Technologies Inc.、Swagelok、VAT Inc.、Emerson、Sumitomo Heavy Industries, Ltd.、Thales Cryogenics BV 等。
表键 供应商 原料
原料 | 供应商 | 接触 |
真空泵 |
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安捷伦科技公司 |
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流体系统组件 |
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脉冲管（PT）压缩机 | 住友重工业株式会社 |
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2 稀释制冷机市场主要分销商
全球稀释制冷机市场主要分销商包括 PSI Solutions, Inc.、Aimil Ltd.、GVL Cryoengineering GmbH、Rockgate、Specialise Instruments 等。
PSI Solutions, Inc. 是凭借专业服务和广泛客户群在分销领域声名鹊起的公司之一。同样，Aimil Ltd. 以其对亚洲市场的深入渗透而闻名，而 GVL Cryoengineering GmbH 凭借其在欧洲的业务网络和专业知识，是该地区不可或缺的分销合作伙伴，Rockgate 凭借其在日本市场的强大影响力，是稀释制冷技术应用的有力支持者。最后，Specialise Instruments 凭借其在印度市场的专业知识和客户服务，为全球分销网络增添了多样性。这些分销商不仅构成了稀释制冷设备市场的重要组成部分，还通过其全球网络为不同地区的客户提供先进技术的渠道。
3 稀释制冷机下游客户
稀释制冷机市场的主要下游客户公司有 QCi、Google、IBM、Rigetti Compute、D-Wave Systems、SpinQ 等。
台式稀释制冷机客户
顾客 | 联系信息 |
质量控制 |
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谷歌 |
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IBM |
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Rigetti 计算 |
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D-Wave 系统 |
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旋转Q |
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爱丽丝与鲍勃 |
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4 市场趋势
液氦的沸点为4.2K，是目前低温实验必不可少的物质。但要达到接近绝对零度的超低温，需要一些特殊的手段，稀释制冷就是其中之一。用于制冷的液氦中有两种天然同位素氦-3和氦-4，当温度低于0.87K时，液氦会分离成两相，类似于水和油的分层。上层为氦-3较多的相（浓相），下层为氦-3较少的相（稀相）。如果抽走下层液体，氦-3会比氦-4蒸发得更快，进一步稀释稀相，氦-3会从浓相扩散到稀相，吸收热量，从而达到制冷的目的。但要将氦-3冷却到非常低的温度（从室温到液氦温区），通常需要用液氦进行预冷，这种方式被称为湿稀释制冷。湿稀释制冷需要大量的液氦，是一种昂贵的消耗品。如果在预冷过程中不使用液氦，而采用脉冲管冷却降温，这种方式被称为干稀释制冷，也就是无液氦稀释制冷。当然，在液氦温区以下两种制冷方式的制冷原理是一样的，但后者由于不消耗大量的液氦，在经济性和可维护性上更有优势，目前已经成为市场的主流。
五大增长动力
增长动力表
物品 | 描述 |
量子计算和其他新兴技术对超低温系统的需求日益增长 | 稀释制冷机在凝聚态、量子计算、纳米材料和天文观测等领域有着广泛的应用。其他类型的超低温制冷机虽然可以达到与稀释制冷机几乎一样低的温度，但并不适用于量子计算（QC），只能用于预冷，例如绝热退磁制冷机，它们是“一次性”的低温方法，不能提供持久的低温环境，不适合直接用于支持量子计算（QC）和量子模拟（QS）。通常，大多数拓扑量子计算研究都涉及稀释制冷机，为其创造接近0K的温度。甚至更低的温度也是由绝热核退磁制冷机通过稀释制冷机预冷，达到凝聚态中的最低温度，这是将宏观物体冷却到微开尔文（µK）的唯一方法。目前稀释制冷机主要用于量子计算，其作用主要满足超导、半导体、拓扑、离子阱等路线对低温环境有要求的量子计算机的运行需求。随着量子计算等新兴技术的快速发展，超低温系统的需求将不断增长，从而带动稀释制冷机的发展。 |
稀释制冷机具有强大的制冷能力 | 稀释制冷机制冷能力强，无需磁场即可获得mK温度，具有长时间连续制冷、稳定性高、操作简便等优点，是目前获得mK温度的重要设备。稀释制冷机可广泛应用于低温物理、材料科学、量子计算、天文学等领域。根据稀释制冷机的不同，制冷剂分为无液氮稀释制冷机（CFDR）和湿式稀释制冷机（WDR）。CFDR采用机械制冷机（脉冲管）提供预冷，而WDR采用液氮和液氦提供预冷。对比绝热退磁制冷和吸附制冷，只有稀释制冷机可以实现10mk以下的制冷。与其他制冷设备相比，稀释制冷机具有极低温环境维持能力强、性能可靠性高等突出优势。因此稀释制冷机已成为支撑量子计算等技术发展的关键设备，其强大的制冷能力是推动行业发展的驱动因素之一。 |
6 大市场挑战
餐桌市场挑战
物品 | 描述 |
稀释制冷机的温度范围限制在约 2 mK | 稀释制冷机基本上没有低温限制。但是，出于实际原因，温度范围限制在约 2 mK。在极低温度下，循环流体的粘度和热导率会随着温度降低而增加。为了减少粘性加热，混合室入口和出口管道直径应为 T_m^(-3)，对于低热流，管道长度应为 T_m^(-8)。因此，要将温度降低 2 倍，需要将直径增加 8 倍，将长度增加 256 倍。因此，体积必须增加 214 倍 = 16,384。换句话说，2 mK 下的每 cm3 变成 1 mK 下的 16,384 cm3。机器会变得非常大，非常昂贵。 |
替代品的威胁 | 目前，极低温制冷技术除稀释制冷外，还有吸附制冷和绝热退磁制冷。吸附制冷机的原理为蒸发制冷，利用工质4He或3He的饱和温度与饱和蒸汽压的对应关系，不同温度下吸附剂对吸附剂的吸附速率不同，通过吸附剂周期性的升温、降温实现制冷。绝热退磁作为固态制冷方式，具有不依赖重力、不依赖稀缺工质氦-3、紧凑高效的突出优势，已成为空间应用极低温制冷技术的主流，在地面应用中也逐渐受到青睐。绝热退磁制冷机（ADR）利用顺磁盐的磁热效应实现制冷，可获得20-100mK的温度。吸附式制冷机和绝热退磁式制冷机的应用将限制稀释式制冷机的发展。 |
