1 主要原材料とサプライヤー
希釈冷凍機の原材料は主に重要な部品です。構造の観点から見ると、希釈冷凍機には主にクライオスタットとサポートフレーム、ガスハンドリングシステム（GHS）とパルスチューブ（PT）コンプレッサー、コントロールユニット（CU）が含まれます。その中で、ガスハンドリングシステムには、システム全体を動作させるために必要なすべてのポンプ、ポンプライン、バルブ、圧力ゲージなどが含まれます。
世界の希釈冷凍機市場向け原材料の主要サプライヤーは、Pfeiffer、Leybold GmbH、Agilent Technologies Inc.、Swagelok、VAT Inc.、Emerson、Sumitomo Heavy Industries、Ltd.、Thales Cryogenics BVなどです。
テーブルキー サプライヤー 原材料
原材料 | サプライヤー | 接触 |
真空ポンプ |
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アジレントテクノロジー株式会社 |
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流体システムコンポーネント |
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パルスチューブ（PT）コンプレッサー | 住友重機械工業株式会社 |
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2 希釈冷凍機市場の主要販売業者
世界の希釈冷凍機市場の主要販売代理店には、PSI Solutions, Inc.、Aimil Ltd.、GVL Cryoengineering GmbH、Rockgate、Specialise Instruments などがあります。
PSI Solutions, Inc. は、専門的なサービスと幅広い顧客基盤により、流通分野で名声を博している企業のひとつです。同様に、Aimil Ltd. はアジア市場への深い浸透で知られています。一方、GVL Cryoengineering GmbH は、ヨーロッパでのビジネス ネットワークと専門知識により、この地域で欠かせない流通パートナーであり、Rockgate は日本市場で強力な存在感を示し、希釈冷凍技術アプリケーションの強力なサポーターです。最後に、Specialise Instruments は、インド市場での専門知識と顧客サービスにより、グローバル流通ネットワークに多様性をもたらします。これらの販売代理店は、希釈冷凍装置市場の重要な部分を形成するだけでなく、グローバル ネットワークを通じてさまざまな地域の顧客に高度な技術へのアクセスを提供します。
3 希釈冷凍機下流顧客
希釈冷蔵庫市場における主要な下流顧客企業は、QCi、Google、IBM、Rigetti Compute、D-Wave Systems、SpinQ などです。
テーブル希釈冷蔵庫のお客様
顧客 | 連絡先 |
QCi |
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グーグル |
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IBM |
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リゲッティコンピュート |
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D-Wave システム |
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スピンQ |
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アリス＆ボブ |
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4 市場動向
沸点が4.2Kの液体ヘリウムは、現在、低温実験に欠かせない物質です。しかし、絶対零度に近い極低温に到達するには、特別な手段が必要であり、希釈冷凍もその1つです。冷凍用の液体ヘリウムにはヘリウム3とヘリウム4という2つの天然同位体があり、温度が0.87K以下になると、液体ヘリウムは水と油の成層と同様に2つの相に分離します。上層はヘリウム3が多い相（濃縮相）で、下層はヘリウム3が少ない相（希釈相）です。下層の液体をポンプで送ると、ヘリウム3はヘリウム4よりも速く蒸発し、希釈相をさらに希釈し、ヘリウム3は濃縮相から希釈相に広がり、熱を吸収して冷却の目的を達成します。しかし、ヘリウム3を極低温（室温から液体ヘリウム温度帯）まで冷却するには、通常、液体ヘリウムで予冷する必要があり、これを湿式希釈冷凍と呼びます。湿式希釈冷凍では、高価な消耗品である大量の液体ヘリウムが必要です。予冷工程で液体ヘリウムを使用せず、脈動管冷却で温度を冷却する場合、この方法は乾式希釈冷凍、つまり液体ヘリウムを使用しない希釈冷凍と呼ばれます。もちろん、液体ヘリウム温度帯以下の2つの冷凍方法の冷凍原理は同じですが、後者は液体ヘリウムを大量に消費しないため、経済性やメンテナンス性の面でより有利であり、現在では市場の主流となっています。
5つの成長要因
表の成長ドライバー
アイテム | 説明 |
量子コンピューティングやその他の新興技術により、超低温システムの需要が高まっています。 | 希釈チラーは、凝縮物質、量子コンピューティング、ナノマテリアル、天文観測で広く使用されています。他の種類の超低温冷却器は、希釈冷凍機とほぼ同じくらい低い温度を実現できますが、量子コンピューティング (QC) には適しておらず、断熱消磁冷却器などの予冷にしか使用できません。断熱消磁冷却器は「使い捨て」の極低温方法で、耐久性のある低温環境を提供せず、量子コンピューティング (QC) や量子シミュレーション (QS) を直接サポートするのに適していません。通常、トポロジカル量子コンピューティングのほとんどの研究では、希釈チラーを使用して 0K に近い温度を作り出します。さらに低い温度は、断熱核消磁チラーによって希釈チラーを介して予冷され、凝縮物質の最低温度に達します。これは、マクロな物体をマイクロケルビン (µK) まで冷却する唯一の方法です。現在、希釈冷凍機は主に量子コンピューティングに使用されており、その機能は主に超伝導、半導体、トポロジー、イオントラップなどの低温環境を必要とする経路を持つ量子コンピュータの動作要件を満たすことです。量子コンピューティングなどの新興技術の急速な発展に伴い、超低温システムの需要は引き続き増加し、希釈冷凍機の開発を促進するでしょう。 |
希釈冷凍機は強力な冷却能力を持っています | 希釈冷凍機は強力な冷却能力を持ち、磁場なしでmK温度を得ることができます。長期連続冷却、高安定性、操作簡単などの利点があり、現在、この製品は現在、mK温度を得るための重要な装置です。希釈冷凍機は、低温物理学、材料科学、量子コンピューティング、天文学などの分野で広く使用できます。希釈冷凍機によると、冷媒は、無冷媒希釈冷凍機（CFDR）と湿式希釈冷凍機（WDR）に分けられます。CFDRは機械式冷凍機（パルスチューブ）を使用して予冷を行い、WDRは液体窒素と液体ヘリウムを使用して予冷を行います。断熱消磁冷凍機と吸着冷凍機を比較すると、希釈冷凍機だけが10mk以下の冷凍を実現できます。他の冷却装置と比較して、希釈冷凍機は、極低温環境を維持する強力な能力や高性能の信頼性など、優れた利点があります。そのため、希釈冷凍機は量子コンピューティングなどの技術の発展を支える重要な設備となっています。希釈冷凍機の強力な冷凍能力は、業界の発展を推進する原動力の一つです。 |
6 市場の課題
テーブル市場の課題
アイテム | 説明 |
希釈冷凍機の温度範囲は約2mKに制限されています。 | 希釈冷凍機には基本的に低温限界はありません。ただし、実用的な理由から、温度範囲は約 2 mK に制限されています。極低温では、循環流体の粘度と熱伝導率は温度の低下とともに増加します。粘性加熱を減らすには、混合室の入口と出口のパイプの直径を T_m^(-3) にし、熱流を低くするには、パイプの長さを T_m^(-8) にする必要があります。したがって、温度を 2 倍下げるには、直径を 8 倍、長さを 256 倍にする必要があります。したがって、容積は 214 = 16,384 倍にする必要があります。言い換えると、2 mK での 1 cm3 は、1 mK では 16,384 cm3 になります。機械は非常に大きく、非常に高価になります。 |
代替品の脅威 | 現在、極低温冷凍技術には、希釈冷却のほか、吸着冷凍や断熱消磁冷凍も含まれています。吸着冷凍機の原理は蒸発冷凍であり、作動媒体の4Heまたは3Heの飽和温度と飽和蒸気圧との対応関係を利用し、異なる温度での吸着剤の吸着率は異なり、吸着剤の周期的な加熱と冷却を通じて冷凍を実現します。固体冷凍方式である断熱消磁は、重力に依存せず、希少な作動媒体のヘリウム3に依存しない、コンパクトで効率的などの優れた利点があり、宇宙用途の極低温冷凍技術の主流となり、地上用途でも徐々に好まれるようになっています。断熱消磁チラー（ADR）は常磁性塩の磁気熱効果を利用して冷却を実現し、20〜100mKの温度を得ることができます。吸着チラーと断熱消磁チラーの応用により、希釈チラーの開発が制限されます。 |
