新材料--散热材料行业深度报告(一):AIGC与新能源驱动液冷散热景气上行
中国银河证券·2026-03-10 20:24

报告行业投资评级 - 维持评级 [3] 报告核心观点 - 随着AIGC爆发,高功率芯片热流密度大幅增长,传统风冷逼近物理极限,液冷成为高算力场景(如AI芯片、高功率数据中心)的主流及首选散热方式 [6][8][23] - 英伟达下一代AI芯片(如Blackwell GB300、Vera Rubin)均采用全液冷散热方案,标志着行业技术路线的明确转向,将驱动液冷产业链景气度上行 [6][23][24] - 高功率数据中心(AI机柜功率向40kW、120kW、240kW上升)及新能源汽车(动力电池与储能)的快速增长是推动液冷需求的两大核心驱动力,市场空间广阔 [6][50][97][104] 行业技术路线与分类总结 - 散热方式主要分为主动散热(风冷、液冷)和被动散热(金属散热片、热管、石墨膜等),液冷已成为高算力场景主流 [8][9] - 液冷技术主要包括冷板式、浸没式和喷淋式,其中单相冷板式液冷在数据中心应用占比超90%,技术最成熟 [6][59] - 不同液冷技术各有优劣:风冷成本低但效率低;液冷散热高效(支持800kW+)、温控精准但成本高、有漏液风险;浸没式支持更高功率(1000kW)但成本极高、维护困难 [9][10] - 冷板冷却液主要为乙二醇溶液、丙二醇溶液和去离子水,乙二醇因与汽车防冻液产业链共用,成本较低,产业链成熟 [6][67][68] - 浸没式冷却液主要有碳氢/有机硅类(成本低,但有可燃性)和碳氟类(传热佳、不可燃但成本高) [70][71] 产业链结构与竞争格局总结 - 上游原材料:包括高纯陶瓷粉体(AlN/BN/SiC/金刚石)、碳基材料(石墨烯/CNT/石墨)、金属原料(铜/铝/合金)、液冷工质(氟化液/合成酯/水基液)等 [11] - 中游器件制造:价值量最大、竞争最激烈,包括热界面材料(TIM)、散热结构件(热管、VC、冷板)、散热基板、液冷核心部件(CDU、管路、接头)等 [12][14] - 下游终端应用:需求决定技术路线,如AI服务器/数据中心(液冷为主)、新能源汽车(液冷板+热管理)、消费电子(石墨膜+VC+热管)等 [17] - 全球第一梯队散热厂商集中在欧美日,如3M、汉高、信越化学、京瓷等,3M已宣布退出PFAS(含氟化液)业务,为国产替代创造空间 [18][19][20] - 国内企业正快速追赶,在制冷剂/氟化液(巨化股份、新宙邦等)、中游制造(英维克、高澜股份、申菱环境等)及新能源汽车热管理(三花智控、银轮股份、纳百川等)领域具备竞争力 [6][20][43][91][104][105][106] AI芯片与数据中心液冷市场总结 - 算力提升驱动芯片功耗激增:英特尔双芯片CPU功耗超800W,英伟达单个GPU功耗达1200W,未来持续增长,风冷散热已达极限 [23] - 英伟达芯片散热方案演进:Hopper(H100/H200)为液冷冷板/风冷;Blackwell(GB300)采用全液冷独立冷板;下一代Vera Rubin(2026年发布)采用100%全液冷 [6][23][24] - 英伟达海外散热供应商主要包括奇宏、双鸿、Cooler Master、台达和维谛技术(Vertiv)等 [6][33] - 数据中心PUE(电能利用效率)政策趋严,要求到2025年底新建大型数据中心PUE降至1.25以内,液冷是降低能耗的关键 [46] - 数据中心能耗中空调系统约占40%,液冷剂(如氟化液)导热系数(0.06–0.18 W/(m·K))显著高于空气(0.024-0.030 W/(m·K)) [47][50] - 液冷服务器市场高速增长:预计全球液冷市场2025-2034年CAGR达32.6%,规模从2025年的28.87亿美元增至2034年的365.89亿美元;中国液冷服务器市场规模2024年为23.7亿美元,同比增长67%,预计2029年达162亿美元,2024-2029年CAGR为46.8% [72][78] - 2024年全球数据中心液冷基础设施市场销售额为19.1亿美元,其中冷板和CDU为核心组件,合计占比超60% [83] - 国内主要厂商:浪潮信息在2024年全球数据中心液冷基础设施市场销售额占比5.5%(全球前五),单相冷板细分市场销售额占比17.5%(全球第一);申菱环境在2024年中国液冷数据中心市场CDU厂商排名第一 [6][43][75] 新能源汽车与储能液冷市场总结 - 新能源汽车热管理单车价值量(约5000-11500元)显著高于传统燃油车(约2200-3100元),其中动力电池热管理是核心 [93] - 动力电池散热以液冷为主流:传统冷板液冷应用最广,微通道液冷用于高能量密度场景,浸没式液冷因2026年新国标催化有望在高端车型爆发 [84][85] - 2025年中国新能源汽车产销分别为1662.6万辆和1649万辆,同比增长29%和28.2%,国内销量占比达50.8%,带动液冷需求快速增长 [101] - 2025年中国动力电池装车量达769,700兆瓦时,同比增长40.35% [97] - 2025年全球动力电池液冷板市场规模预计达145亿元,其中中国市场规模96亿元;电池液冷板单车价值约700元 [6][97] - 动力电池市场集中度高:2025年国内装车量前五名(宁德时代43.42%、比亚迪21.58%、中创新航6.98%、国轩高科5.65%、亿纬锂能4.11%)合计占比81.74% [100] - 储能市场增长迅速:截至2025年底,中国新型储能累计装机达144.7GW,同比增加85% [104] - 2025年中国储能电池热管理市场规模有望达164亿元,其中液冷市场规模有望达74亿元 [6][104] - 国内主要汽车热管理供应商:三花智控(2024年汽车热管理业务收入104.52亿元)、银轮股份(2024年新能源汽车热管理产品收入52.87亿元)、纳百川(2024年电池液冷板收入约11.79亿元,市场份额约12.16%)等 [6][91][105][106] 投资机会总结 - 报告建议三条主线把握液冷投资机会:1) 英伟达Blackwell、Vera Rubin芯片及新一代高功率智能手机带来的液冷散热机会;2) 高功率数据中心采用液冷散热的机会;3) 新能源汽车动力电池和储能散热带来的液冷散热机会 [6] - 冷板用量提升将带动上游原材料(高纯铜、铝合金)、精密加工设备及密封材料需求增长;中游冷板制造商(Cooler Master、Vertiv、英维克、高澜股份、申菱环境、同飞股份等)景气度较高 [6][42] - 3M退出PFAS业务后,国产替代空间巨大,主要围绕电子氟化液替代(巨化股份、新宙邦、东阳光、昊华科技等)和传统制冷剂(HFCs/HFOs)替代(巨化股份、三美股份、永和股份等) [6][20] - 国内制冷剂龙头企业业绩高增:巨化股份预计2025年归母净利润35.4-39.4亿元,同比增长80%-101%;三美股份预计2025年归母净利润19.90-21.50亿元,同比增长155.66%-176.11%;永和股份预计2025年归母净利润5.3-6.3亿元,同比增长110.87%-150.66% [20][21]

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