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全氟烯烃
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行业分析框架:国信化工:数据中心及AI服务器液冷冷却液
国信证券· 2025-09-25 10:57
行业投资评级 - 优于大市(维持)[1] 核心观点 - 数据中心规模及功率持续提升,高效冷却技术快速发展,液冷主要解决高能耗和高发热难题,2024年中国算力中心总耗电量达1660亿kWh,占全社会总用电量1.68%[2] - 液冷技术具有换热效率高、节能、减少噪音等多重优势,液体比热容是空气的1000-3500倍,导热系数是空气的20-30倍,节能效果达20-30%,浸没式液冷PUE可低至1.1以下[17][22] - 主流液冷技术为冷板式与浸没式,冷板式技术成熟且应用比例达91%,浸没式解热能力更高但成本较高[2][23] - 冷却液按基质分为水基、油基和含氟冷却液,分别适用于不同场景,含氟冷却液性能优异但售价较高[2] - 冷却液市场空间快速扩张,预计2028年全球AI数据中心新增装机量达59GW,催生约8.9万吨冷却液需求,传统服务器新增需求约1.9万吨[2][118] 主流冷却路径梳理 - 全球数据中心市场规模从2017年465.5亿美元增长至2027年1632.5亿美元,复合增长率13.4%[13] - 中国液冷数据中心市场规模预计2027年突破1000亿元,2019-2027年复合增速达51.4%[17] - 风冷散热效率不足,芯片功率超300W时风冷失效,液冷成为必然选择,三大运营商要求2025年新建数据中心液冷应用比例超50%[2][17] - 液冷技术按接触方式分为间接冷却(冷板式)和直接冷却(浸没式、喷淋式),按相变分为单相与双相[2][22] - 冷板式液冷兼容性好、成本低、维护方便,但解热能力不如浸没式;浸没式液冷散热效率高但运维复杂且冷却液成本高[23][25] - 微通道冷板式液冷技术兴起,热流密度超500W/cm²,英伟达等厂商推动其发展,但制造难度和成本较高[38][40] 水基冷却液 - 主要用于单相冷板式液冷,具有高比热容、低成本等优点,但易滋生藻类和细菌[2][48] - 分为纯水液和配方液,纯水液以去离子水为主,配方液添加防冻剂、缓蚀剂等,最佳浓度区间为20%-30%[48][50] - 国内生产商包括康普顿、统一股份等,终端应用案例有京东云冷板解决方案和阿里云浸没式方案[50] 油基冷却液 - 包括矿物油、合成油和合成烃,主要用于单相浸没式液冷,矿物油成本低但黏度大,合成油性能好但成本高[53][55] - 硅油冷却液介电强度高、化学稳定,但散热能力较差,改性硅油提升性能,供应商包括晨化股份、兴发集团等[57][59] - 终端应用案例涵盖新华三、英特尔、中国石油等企业的浸没式液冷方案[58] 含氟冷却液 - 氟化液具有优异电绝缘性、热传导性和化学惰性,是理想冷却液,包括全氟聚醚、全氟胺、氢氟醚等[63][64] - 全氟聚醚售价40-50万元/吨,分子量低于2500适用于冷却液,巨化股份、晨光博达等推动国产替代[103][108] - 氢氟醚环保性好但绝缘性较差,售价25-80万元/吨,生产商包括3M、巨化股份、东岳集团等[92][93] - 全氟胺绝缘性优异但GWP值高,3M主导市场,南通詹鼎等尝试国产替代[95][96] - 3M退出PFAS生产,国产替代加速,新宙邦、巨化股份等企业有望填补市场空缺[112][113] 市场空间测算 - 2024年全球AI数据中心新增装机量7GW,传统数据中心46GW,预计2028年分别增至59GW和64GW[118] - 液冷渗透率从2024年14%提升至2028年85%,浸没式渗透率从9%增至60%,推动冷却液需求增长[118] - 冷却液总需求从2024年1.4万吨增至2028年10.8万吨,年复合增速显著[118]