化工新材料行业深度报告：AI浪潮带动材料需求大幅增长——AI赋能化工之十-260723（79页）.pdf

核心结论速览： 液冷技术成为数据中心高功率芯片散热刚需：B200功耗达1000W，GB200达2700W。传统风冷散热上限约20kW/柜，液冷散热效率远超风冷，是解决高密度机柜散热问题的关键方案。 氟化液：3M退出后的国产替代窗口期：2022年12月3M宣布2025年底前退出含氟聚合物、氟化液业务。氟化液是浸没式液冷理想冷媒和半导体刻蚀主流温控冷媒，国产替代迎来关键窗口期。 浸没式液冷：氟化液 vs 合成油 vs 有机硅油：氟化液化学稳定性高、介电常数低，但成本较高（500-2000元/升）；合成油成本低（5-20元/升）但杂质较多；有机硅油耐高温、绝缘性好，综合性能持续优化。 半导体刻蚀氟化液：下游三大客户群体：氟化液是晶圆刻蚀环节主流温控冷媒，下游包括半导体制造工厂（Fab）、主机台厂（泛林、TEL、应用材料等）和冷却机设备厂（Chiller），国产化率仍有较大提升空间。 冷板式液冷制冷剂：相变式加速渗透：传统单相冷板式以去离子水为主，随着芯片功耗加大，以氟化物制冷剂为主的相变式液冷加速渗透，相关标的包括巨化股份、昊华科技、三美股份等。 数据中心冷却液市场空间广阔：据IEA，2024年数据中心约占全球电力消耗1.5%（415TWh），冷却系统占总能耗40%。预计2030年数据中心电力消耗将达945TWh，冷却材料需求持续增长。数据中心冷却：从风冷到液冷的必然演进。芯片功耗持续攀升，风冷已达极限。算力提升推动芯片功耗和热流密度持续攀升。主流芯片功耗演进： CPU散热设计功耗：350-500W。 H100/H200：700W。 B100：1000W。 B200：1000W。 GB200：2700W。智算中心单机柜热密度快速提升。传统风冷系统受数据中心建筑面积与单位运营成本等因素影响，散热上限一般为20kW/柜，已越来越难以为继。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，能够有效满足单点、整机柜、机房的高散热需求。数据中心能耗：冷却系统占40%。据国际能源署（IEA），2024年数据中心约占全球电力消耗的1.5%（约415TWh）。美国占比45%，中国25%，欧洲15%。预计2030年数据中心电力消耗将增加一倍以上，达约945TWh。在数据中心耗电总量中，40%用于服务器冷却。实践表明，数据中心服务器温度每升高10℃，设备可靠性和寿命降低50%。（数据来源：Semianalysis、IEA、国海证券研究所）。液冷技术分类与冷却液选择。冷板式液冷 vs 浸没式液冷。数据中心液冷技术主要有两大方案：1. 冷板式液冷。 单相冷板式：冷却介质主要为去离子水，技术成熟。 相变冷板式：以氟化物为主（包括制冷剂），随芯片功耗加大加速渗透。 相关标的：巨化股份、昊华科技、三美股份。2. 浸没式液冷。将服务器完全浸没在冷却液中，散热效率最高，对冷却液性能要求也最高。浸没式冷却液分类及性能对比。| 分类 | 代表产品 | 优点 | 缺点 | 成本（元/升） | 代表厂商 ||||||||| 天然矿物油 | — | 成本低 | 增强酸性和污染物，闪电低 | 5-20 | 中石化、中石油 || 合成烃/合成酯 | PAO | 杂质含量、抗氧化性改善 | 流动困难，水解和氧化沉积 | 20-100 | 卫星化学 || 改性有机硅 | 硅油 | 耐高温、绝缘性好 | 早期流动性不足 | 30-150 | 皇马科技、润禾材料 || PFC（全氟聚醚等） | 氟化液 | 稳定性高、介电常数低 | 温室效应 | 500-2000 | 巨化股份、新宙邦、八亿时空 || HFE（氢氟醚） | 氟化液 | 环保、对臭氧无破坏 | 介电常数较高 | 150-800 | 永和股份、华谊集团 |各类冷却液适用场景： 合成油：适用于对成本敏感的应用场景，一般数据中心服务器冷却。 氟化液：适用于极端条件下需要极佳电学稳定性和热性能的高端应用，如军事、航空和高性能计算。（数据来源：国海证券研究所）。氟化液：3M退出，国产替代窗口开启。氟化液的三大应用领域。1. 数据中心浸没式冷却。氟化液由于化学稳定性高、介电常数低、流动性好，是数据中心浸没式冷却的理想冷媒之一。主要包括全氟烃、全氟烯烃、全氟胺、全氟聚醚等。2. 半导体刻蚀冷却液。在半导体先进制程中，氟化液是晶圆刻蚀环节主流温控冷媒。其下游客户来自三大领域： 半导体制造工厂（Fab）：逻辑芯片厂（台积电等）、存储器厂（SK海力士等）、DAO厂。 主机台厂：泛林、TEL、东京电子、应用材料等。 冷却机设备厂（Chiller）：ATS、SMC、京仪装备等。3. 其他工业应用。氟化液还广泛应用于电子电气、医疗卫生、高性能计算设施和敏感设备冷却。3M退出带来国产替代窗口。2022年12月20日，3M官方宣布将在2025年底之前退出生产含氟聚合物、氟化液和基于PFAS的添加剂产品业务。3M是全球氟化液市场的重要供应商。伴随3M的退出，国产半导体刻蚀氟化液和数据中心浸没式氟化液有望迎来放量期。氟化液相关标的： 巨化股份。 新宙邦。 华谊集团。 永和股份。 八亿时空。 浙江诺亚（未上市）。 天津长芦（未上市）。（数据来源：3M官网、SK hynix官网、中微公司官网、国海证券研究所）。合成油与有机硅油：氟化液的补充方案。合成油（PAO）。碳氢合成油中，α烯烃（PAO）基础油具有良好的低温性能（倾点和粘性）、低挥发和较高的热稳定性。卫星化学是国内PAO基础油的重要供应商。有机硅油（改性硅油）。硅油耐高温、具备良好的绝缘性。早期其流动性不足可能造成局部过热风险，当前硅油综合性能逐步优化，FOM1（冷却液综合性能）已满足数据中心冷却要求。相关标的：皇马科技、润禾材料。性能比较。 成本：合成油（20-100元/升）< 有机硅油（30-150元/升）< 氟化液（150-2000元/升）。 使用寿命：合成油最高10年 < 氟化液超20年。 适用场景：合成油适用于一般数据中心，氟化液适用于高端军事、航空和高性能计算。（数据来源：国海证券研究所）。投资逻辑与行动指南。核心投资逻辑。数据中心冷却材料投资 = 氟化液（国产替代窗口）× 合成油（成本优势）× 有机硅油（性能优化）× 制冷剂（相变式渗透）。分阶段投资逻辑：| 阶段 | 核心驱动 | 关键观察指标 |||||| 2026-2027年 | 3M退出带来的供给缺口 | 国产氟化液产能释放、客户验证进度 || 2027-2028年 | 数据中心建设加速 | 全球AI智算中心装机容量、液冷渗透率 || 2028-2030年 | 存量数据中心改造+新建需求 | 氟化液市场规模、国产化率变化 |关键观察信号：1. 3M退出执行：2025年底前退出，供给缺口将显现。2. 国产氟化液验证：半导体Fab和Chiller的认证进度。3. 液冷渗透率：新建数据中心液冷方案占比。4. 芯片功耗趋势：下一代芯片功耗是否继续攀升。风险提示： AI技术发展和需求增长不及预期。 技术迭代风险（新型冷却方案替代）。 行业竞争加剧。 PFAS环保政策风险。延伸阅读。以上为报告核心趋势分析，如需获取完整报告详细数据及全部案例，请访问下载页下载完整PDF报告。FAQ。Q1：为什么数据中心需要从风冷转向液冷？A：芯片功耗持续攀升（B200达1000W，GB200达2700W），传统风冷散热上限约20kW/柜已无法满足。液冷散热效率远超风冷，是解决高密度机柜散热问题的关键方案。Q2：氟化液为什么是浸没式冷却的理想冷媒？A：氟化液化学稳定性高、介电常数低、流动性好，不会导电，可直接接触电子元件，且使用寿命超过20年。但成本较高（150-2000元/升）。Q3：3M退出氟化液业务的影响是什么？A：3M是全球氟化液市场的重要供应商，2025年底前退出将造成供给缺口。国产氟化液企业（巨化股份、新宙邦、八亿时空等）有望填补空白，迎来国产替代窗口期。Q4：合成油和氟化液如何选择？A：合成油成本低（20-100元/升），适用于一般数据中心；氟化液性能优异（使用寿命超20年、不导电），适用于高端军事、航空和高性能计算。两者适用场景不同。Q5：相关标的的估值水平如何？A：根据Wind一致预期，巨化股份2026E PE约18.8倍、新宙邦约21.1倍、卫星化学约8.9倍、皇马科技约13.1倍，不同公司因业务结构差异估值分化。数据来源说明。本页面内容基于国海证券研究所《AI浪潮带动材料需求大幅增长——AI赋能化工之十》、Semianalysis、IEA、3M官网等数据整理。