行业投资评级 - 基础化工行业评级为超配 前次评级为超配 评级变动为维持 [6] 核心观点 - AI算力升级驱动散热技术革新 芯片功耗持续攀升 CPU散热设计功耗达350500W GPU散热设计功耗超过800W 传统风冷系统散热上限一般为20kW/柜 液冷可大幅降低数据中心能耗 实现节能20%-30%以上 将数据中心PUE降低至1.2以下甚至更低 [1] - 各类冷却介质市场空间大幅提升 2024年上半年中国液冷服务器市场规模达到12.6亿美元 冷板式方案占比95%以上 单相冷板液冷可将PUE降低至1.201.25 乙二醇/丙二醇溶液在成本、成熟度和兼容性等方面表现优异 双相冷板技术成为未来演进方向 R134a与氢氟醚类有望获得更大应用 [2] - 浸没式液冷工质路线存在分歧 硅油凭借性价比和材料兼容性已在部分场景实现量产应用 天然油、合成油等因低成本具备切入机会但存在易残留等问题 氟化液在关键性能指标上优势显著 全氟聚醚和全氟烯烃综合性能最佳 随着芯片功耗持续提升 浸没式液冷渗透率有望不断提升 [3] - AI算力迭代驱动液冷成为算力基础设施标配 冷却工质价值量占比高 工质市场具备较大成长空间 [4] 算力跃升驱动散热技术迈向液冷 - 数据中心是数字经济基础设施底座 截至2023年底中国在用数据中心机架总规模达810万标准机架 数据中心总用电量约占全社会用电量3% [14] - 芯片散热设计功耗持续攀升 CPU达350~500W GPU超过800W 芯片功率密度提升直接制约散热和可靠性 [17] - 整机柜功率密度持续增长 8kW以上单机柜功率密度成为新建数据中心主流选择 通算最大功率密度超30kW/柜 智算功率达100kW/柜 [20] - 传统风冷系统散热上限一般为20kW/柜 液冷技术采用液体替代空气作为冷却介质 散热效率大幅提升 [22] - 液冷相较风冷优势显著 液体体积比热容是空气1000-3500倍 导热系数是空气20-30倍 可确保CPU核温低至65℃以下 比风冷方式降低约25℃ 节能20%-30%以上 浸没式液冷机房噪音可降至60dB以下 支持高密度部署节省主机房空间50%-80% [24] - 液冷技术显著提升能源使用效率 政策要求新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下 严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下 液冷技术可实现PUE降低至1.2以下 [25] 冷却介质方案分析 - 冷板式液冷是当前主流解决方案 占比95%以上 因成熟度高、商用基础好且对传统数据中心改造要求较低 [2] - 单相冷板液冷工质方案包括乙二醇溶液(25%±5%) 成本较低工业化供应链成熟 但挥发性较高 丙二醇溶液毒性较低但价格偏高 去离子水传热性能良好但冰点为0℃需考虑防冻问题 [53] - 双相冷板技术成为未来演进方向 R134a适合中低温环境 GWP值高达1430长期面临禁用 当前R134a供需紧平衡 2025年预测需求20.62万吨 配额20.83万吨 氢氟醚(HFE)具备高热导率与低粘度特性 GWP<10 六氟丙烯二聚体易于大规模制备具备成本优势但毒性不确定 [56][58] - 浸没式液冷冷却介质多元化 单相浸没式液冷选择沸点较高冷却液 氟碳化合物和碳氢化合物均可使用 双相浸没式液冷常用氟碳类化合物 [61][64] - 硅油是综合性价比良好浸没式液冷工质 热导率较高能快速浸润电子元件表面 电绝缘体化学性质稳定 对常见材料无腐蚀性 低毒性无挥发性有机化合物 但存在挥发性污染、表面张力低难密封、生产成本高、材料兼容性问题、不易清洗、无法自然分解等缺点 [67][68] - 天然油及合成油低成本切入但长期可靠性较差 矿物油价格低廉环境友好但热传导性能较弱粘性较高易残留 合成油低温流动性和氧化安定性好挥发性低但需注意密封材料匹配性 [69][71] - 氟化液在关键性能指标优势显著 化学惰性不腐蚀电子元件 高绝缘性防止电路短路 不可燃性保障安全运行 材料兼容性好低粘度 全氟聚醚安全性能环保合规性强但GWP值>5000 全氟胺类合成壁垒较高 全氟烯烃(PFO)电绝缘性能高传递性能好GWP值较低符合绿色环保标准 [72][75][77] 市场空间与规模预测 - 2024年全球液冷系统市场规模约65亿美元 预计2034年增至130亿美元 2025-2034年复合年增长率约7.3% [41] - 预测2025-2027年全球服务器液冷产品市场规模达242亿元、425亿元、568亿元 其中AI服务器液冷市场规模2025年达242.4亿元 2027年达568.18亿元 [46] 投资建议关注公司 - 巨化股份(氢氟醚、全氟聚醚、R134a) 新宙邦(氢氟醚、全氟聚醚、六氟丙烯低聚体) 东阳光(全氟聚醚和六氟丙烯低聚体) 三美股份(R134a) 昊华科技(电子氟化液YL-10和YL-70、R134a) 永和股份(全氟聚醚、六氟丙烯低聚体、R134a) 东岳集团(全氟聚醚、氢氟醚、六氟丙烯低聚体、R134a) 八亿时空(全氟胺) 华谊集团(全氟聚醚) 统一股份(碳氢类合成油) 润禾材料(硅油) 集泰股份(硅油) [4]