液冷技术背景与政策驱动 - 2025年算力中心规模持续扩张 AI服务器芯片功耗提升 传统风冷方案难以支撑高密度部署 [1] - 2024年全国算力中心总耗电量达1660亿千瓦时 占全社会用电量1.68% [1] - 多部门要求2025年起新建数据中心电能比需低于1.3 头部企业普遍推进液冷替代 [2] - 芯片功率超300W时风冷无法保证设备稳定 液冷依靠高比热容和导热性解决高能耗散热痛点 [2] 液冷技术类型与市场格局 - 冷板式液冷因成熟度高、兼容性好 占2022年市场份额91% 代表企业有超聚变、浪潮、中科曙光 [3] - 浸没式液冷解热能力最强 但设备维护成本高 占比约8% 典型公司为曙光数创、广东合一 [4] - 冷板式以水基冷却液为主 成本低、散热快、易维护 [5] - 浸没式依赖于含氟冷却液 具有绝缘与稳定性但成本更高 喷淋式仅在极少数场景应用 [6] 冷却液材料体系 - 主流冷却液分为水基、油基和含氟冷却液三类 [7] - 水基冷却液应用于单相冷板式液冷 由康普顿、统一股份等企业供应 [8] - 油基冷却液用于单相浸没式液冷 中国石油、统一股份、晨化股份、润禾材料等具备全产业链供货能力 [8] - 含氟冷却液解决高可靠性和极端物理条件 巨化股份、东岳集团、永和股份、新宙邦、晨光博达等实现大规模量产 [8] - 2025年3M退出PFAS类氟化液生产 全球72%市场份额空缺加快国产替代 巨化股份、晨光博达通过PUE1.065实验室测试 [8] 微通道液冷技术突破 - 微通道冷板液冷成为AI芯片巨头技术布局重点 英伟达、微软推动MLCP标准 [9] - 国内高澜股份获H100/GB300认证 飞荣达服务于华为昇腾MLCP冷板 [9] - 英维克、铂力特、淳中科技、中石科技等布局材料、设备、检测工艺 [9] - 微通道技术使芯片热流密度突破1000W/cm² 扩展AI服务器高密度部署空间 [9] 市场规模与价格逻辑 - 2028年全球AI数据中心装机量有望达59GW 对应冷却液需求超8.9万吨 [10] - 中国市场液冷数据中心年复合增长率达51.4% 2027年行业规模有望突破1000亿元 [10] - 含氟冷却液售价高企 全氟聚醚单价40-50万元/吨 氢氟醚25-80万元/吨 [11] - 巨化股份、永和股份、东岳集团、新宙邦等持续扩大产能并完成应用验证 [12] - 油基、硅油冷却液国产化进程加快 润禾材料、晨化股份主攻新型改性硅油 [12] - 水基冷却液领域康普顿、统一股份、新安股份持续扩张产能 攻克低温与低电导率配方 [13] 头部项目应用案例 - 阿里巴巴建成5A级绿色液冷数据中心 PUE降至1.12 部署3万台服务器 [14] - 中科曙光实现全球首个大规模浸没相变液冷商业化落地 [15] - 华为云乌兰察布数据中心采用间接蒸发冷却 全年空调压缩机启用不到30天 PUE降至1.15 [16] - 多元技术路径驱动产业链公司市占率分化 龙头企业业绩弹性持续提升 [17] 全球数据中心规模与能效要求 - 2017年全球数据中心规模为465.5亿美元 2026年预计达1632.5亿美元 期间复合增长率13.4% [24] - 全国在用超大型数据中心平均PUE达1.46 大型数据中心平均PUE为1.55 [24] - 政策要求2023年底新建大型数据中心PUE降至1.3以下 国家算力枢纽节点PUE控制在1.25-1.2以下 [24] 液冷技术优势与市场前景 - 液体体积比热容是空气的1000-3500倍 导热系数是空气的20-30倍 冷却能力远高于空气 [30] - 液冷允许芯片超频运行 性能可提升10-30% 节能20-30%以上 冷板式PUE低至1.2以下 浸没式低至1.1以下 [30] - 2027年我国液冷数据中心市场规模或突破1000亿元 2019-2027年复合增速51.4% [25]

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]