AI发展加速液冷渗透率,液冷工质打开成长空间
华金证券·2025-12-29 12:23

报告行业投资评级 - 领先大市(维持) [1] 报告的核心观点 - AI发展带来功耗问题,液冷方案因其散热效率高、降温快等特点成为智算中心温控解决方案的必选项,液冷工质市场随之快速增长 [2] - 液冷工质中,氟化液凭借其优异的综合性能(如低粘度、高绝缘性、材料相容性)成为浸没式与冷板式液冷系统中的关键组分,尤其在AI服务器高功率密度场景下需求激增,国际化工巨头3M的退出为国内企业提供了发展良机 [2][129] - 中国液冷市场在政策强力驱动、技术指标达到国际顶尖水平、产业链完整及成本优势显著的背景下,竞争优势显著,市场规模预计将高速增长 [49][55][59] 根据相关目录分别进行总结 01 算力增长带动液冷散热技术需求,中国液冷竞争优势显著 - 液冷技术成为高算力下的必选方案:在AI算力需求驱动下,数据中心GPU服务器数量大增,芯片功耗持续攀升(CPU达350500W,GPU超800W),传统风冷无法满足高功耗高密度场景的散热需求,液冷技术凭借散热效率高、降温快、无振动、噪音小等特点成为智算中心温控解决方案的必选项 [14][16][20] - 液冷技术分类与优势:主要分为冷板式、浸没式和喷淋式,其中冷板式因技术成熟度高、兼容性强已成为市场主流,液冷技术能满足高功率密度机柜散热需求,具有循环系统耗能少、噪音小、占地小、PUE值低(可降至1.1-1.2)及利于余热回收等优势 [24][27][49] - 中国液冷市场需求爆发与规模预测:AI训练集群功率密度已达40kW/柜,液冷在智算中心的渗透率超80%,2024年中国液冷服务器市场规模达23.7亿美元,同比增长67.0%,预计2025年达33.9亿美元,2024-2029年复合增长率将达46.8%,2029年市场规模将达162亿美元 [2][45][49][59] - 中国液冷产业竞争优势显著: - 技术领先:中国企业在浸没式液冷、冷板式液冷等关键领域实现突破,技术指标达国际顶尖水平,在全球液冷专利TOP20榜单中,华为、浪潮、中科曙光等7家中国企业上榜,占比35%,在浸没式液冷领域占据55%的专利份额 [55] - 政策强力驱动:中国“东数西算”工程要求新建数据中心PUE低于1.25,2025年进一步要求50%以上项目采用液冷技术,地方补贴最高达30% [55] - 产业链完整且成本优势显著:产业覆盖从冷却液、核心部件到系统集成的完整产业链,通过自产核心部件及材料革命(如尼龙替代金属使成本降低30%至50%)大幅降低成本 [55] - 全球及中国液冷市场发展:2024年北美、欧洲、亚太地区液冷市场规模分别为14.10亿美元、10.58亿美元和11.96亿美元,预计到2032年将分别增长至81.51亿美元、58.18亿美元和76.16亿美元,2024-2032年复合年增长率分别为24.53%、23.74%和26.04% [47] 02 冷板浸没式液冷介质不同,氟化液前景可期 - 冷板式液冷工质:目前以乙二醇、丙二醇、水为主,乙二醇因产业链成熟、成本低(价格46元/Kg)占据主导地位,丙二醇(国产价格9~12元/Kg)多用于有低毒性要求的场景 [67][69] - 浸没式液冷工质:主要包括油类、硅类及氟化液等 [2] - 油类与硅类化合物:油类冷却液黏度较高,硅油(如二甲基硅油)比热不足水的1/3,解热能力不如冷板液冷,且具有闪点、燃点,不是理想的数据中心散热冷媒 [75][81] - 氟化物类:凭借性质稳定、阻燃、介电常数合适、黏度较低等优势,成为目前最受欢迎的冷却介质,低黏度及高质量热容的氟碳类化合物能实现最好的冷却效果 [94] - 相变浸没式液冷工质:主要为氟化液及氟类聚合物,通过冷媒相变潜热带走热量,解热能力是冷板液冷的数倍,如曙光数创C8000浸没液冷解决方案解热能力达单机柜930kW [97][98] - 氟化液种类与性能:用于液冷的氟化液主要包括全氟化合物与氢氟化合物,如全氟聚醚(PFPE)、氢氟醚(HFE)等,全氟聚醚热传导液拥有良好的导热性、化学稳定性,适用于半导体生产、数据中心服务器冷却等多种温控散热系统 [102][103][105] 03 液冷工质市场高速发展,应用领域不断扩大 - 液冷工质发展阶段:早期以乙二醇、丙二醇、去离子水等成本较低的工质为主,随着AI等新兴产业发展催生高性能“温控”需求,氟化液产量及需求急剧增加,正逐渐取代传统工质 [122][123] - 3M退出带来的行业机遇:国际化工巨头3M宣布2025年底前停止使用PFAS并退出相关生产,全球电子氟化液市场处于供应切换窗口,为中国中高端有机氟化学品市场带来发展机遇 [129] - 液冷工质主要应用领域: - 数据中心与算力设备:已成为支撑高密度算力散热的核心材料,主导技术路线以乙二醇、丙二醇水溶液为主,高端场景向氟化液与氢氟醚类工质演进 [141] - 电化学储能行业:液冷系统在大容量储能系统中已成为主流,有助于实现更小的电芯间温差、延长电池寿命并降低系统成本 [146] - 半导体制造业:电子氟化液、全氟聚醚热传导液、三氟甲烷等广泛应用于半导体制造各环节的温控系统、刻蚀机等,保障设备高效稳定运行 [149][150] - 激光设备与电力电子领域:工业温控产品(使用水、乙二醇等冷却介质)是激光设备、高压变频器、新能源发电、特高压等电力电子配套设备不可或缺的部分,用于确保系统稳定运行 [151][154] 04 相关标的 - 报告建议关注布局液冷工质的公司,包括:东阳光、新宙邦、润禾材料、巨化股份、永和股份、昊华科技、金石资源、东岳集团、永太科技、华谊集团、三美股份、统一股份、八亿时空、长缆科技、新安股份、集泰股份等 [2] - 报告详细分析了部分相关标的,例如: - 东阳光:正在构建涵盖“系统级—机柜级—服务器级”的全链条液冷解决方案,产品包括冷板式液冷核心部件,并通过参股芯寒科技、纵慧芯光及与中际旭创战略合作强化技术布局和全球市场推广 [190][193] - 新宙邦:主要产品包括有机氟化学品等,应用于新能源汽车、数字基建等领域 [194] - 巨化股份:作为国内氟化工领军企业,正围绕打造全球领先的综合性制冷剂制造商目标,持续研发第四代氟制冷剂及氟化液冷媒产品,以适应液冷市场发展需求 [203]