液冷冷却液行业梳理(附液冷冷却液概念股)

发布时间:2025-08-16 23:49  浏览量:1

一、芯片热设计功率与散热挑战的量化分析

TDP 与热流密度的突破性跃升

当前主流 GPU 的 TDP 已进入千瓦级时代:

NVIDIA H100:700W(风冷极限)→ GB200:1200W(液冷标配)→ GB300:预计 1500W(Blackwell Ultra 架构)。

热流密度同步飙升:H100 为 300-400W/cm²,GB200 突破 500W/cm²,而 GB300 的 3nm 工艺芯片预计达 600W/cm²,远超风冷散热极限(≤50W/cm²)。

NVL72 液冷机柜:集成 72 颗 GB200 GPU,单机柜功率达 120kW,单芯片热流密度超 200W/cm²,传统风冷系统完全失效。

过热对性能的实质性影响

实验数据显示:

芯片温度超过 100°C 时,性能下降 30%-50%(如 H100 在 85°C 时 FP8 算力下降 22%)。

热流密度超过 120W/cm² 时,风冷散热效率降至不足 50%,而液冷可将芯片温度控制在 70°C 以下。

二、液冷技术路线分化与市场格局

冷板式液冷(当前主流)

技术特性:通过金属冷板与芯片贴合,冷却液(如 R134A)循环带走热量,改造成本低(单机柜约 2 万元),兼容现有数据中心。

市场地位:占据液冷市场 80%-90% 份额,2025 年冷板式液冷服务器出货量预计超 80 万台。

核心冷却液:R134A(GWP=1430,受《蒙特利尔议定书》配额限制),国内配额前三企业为昊华科技(5 万吨)、三美股份(3.5 万吨)、巨化股份(2.8 万吨)。

典型应用:英维克为腾讯提供冷板式液冷方案,PUE 降至 1.15;申菱环境与浪潮合作冷板系统,支持单机柜 50kW 功率。

浸没式液冷(未来方向)

技术特性:设备完全浸入介电流体(硅油或氟化液),单相方案利用显热,双相方案利用相变潜热,热流密度可达 1000W/cm²,PUE 低至 1.03-1.05。

市场潜力:2025 年市场规模预计达 526 亿元,年复合增长率超 120%,超算与 AI 算力中心渗透率已达 35%。

核心冷却液:

硅油:润禾材料第三代改性硅油热导率 > 6W/mk,通过阿里云、字节跳动验证,单机柜用量约 2 吨,成本仅为氟化液的 1/4。

氟化液:巨化股份 “巨芯冷却液” 打破 3M 垄断,适配英伟达高压循环系统,2025 年产能将占全球 15%。

典型应用:曙光数创为中国移动部署浸没式液冷超算中心,单机柜功率密度达 100kW;高澜股份为宁德时代储能项目提供硅油浸没方案,电池循环寿命提升 33%。

冷板式液冷核心材料R134A产业链深度解析

1. 昊华科技(600378.SH)

技术壁垒:国内唯一掌握 R134A 全氟烯烃催化合成技术的企业,纯度达 99.999%,适配英伟达 GB200 冷板系统的 700W TDP 需求。

产能与配额:2025 年 R134A 配额 5 万吨(国内市占率 24%),浙江基地新增 2 万吨电子级产能(2025Q3 投产)。

下游合作:

英维克:为其冷板式液冷系统独家供应 R134A,单机柜用量 8-10kg,适配英伟达 H100 GPU 的 700W TDP 需求。

申菱环境:通过华为数据中心项目间接进入 Meta 供应链,其液冷方案中 R134A 占比超 60%。

国际验证:CLS 液冷方案获 Meta 数据中心认证,单机柜 PUE 降至 1.15,2025 年预计供应 Meta 欧洲数据中心 1.2 万吨 R134A。

2. 三美股份(603379.SH)

技术突破:开发超低粘度 R134A(粘度

产能布局:现有配额 3.5 万吨,江西基地扩建 2 万吨(2025Q4 投产),目标全球市占率提升至 18%。

下游合作:

浪潮信息:为其冷板式液冷服务器供应 R134A,单机柜用量较传统方案降低 15%。

川环科技:通过液冷管路产品间接进入英伟达供应链,其 R134A 冷却液占川环科技采购量的 30%。

国际拓展:与台达电子合作开发 Meta 专用冷板系统,2025 年 Q2 起批量供货,预计年供应 Meta 8000 吨。

3. 巨化股份(600160.SH)

技术路线:同时布局 R134A(冷板式)与氟化液(浸没式),其 HFC-245fa 制冷剂通过英伟达 GB200 兼容性测试。

产能规模:R134A 配额 2.8 万吨,氟化液产能 5000 吨(国内第一),2025 年计划新增 3 万吨电子级产能。

下游合作:

维谛技术:为其冷板式液冷系统供应 R134A,配套英伟达 NVL72 液冷机柜,单机柜功率密度达 120kW。

中科曙光:氟化液 “巨芯冷却液” 适配曙光浸没式液冷超算中心,热流密度达 800W/cm²。

国际突破:中标 Meta 亚太区液冷改造项目,2025 年预计供应氟化液 3000 吨,替代 3M 份额的 25%。

浸没式液冷核心材料(硅油)产业链深度解析

1. 润禾材料(300727.SZ)

技术领先:第三代改性硅油热导率 > 6W/mk(行业平均 3-4W/mk),闪点 > 170℃,通过英伟达 GB300 芯片级热测试。

产能规划:浙江基地新增 5000 吨产能(2025Q4 投产),总产能达 8000 吨,目标全球市占率 20%。

下游合作:

高澜股份:为其浸没式液冷模组独家供应硅油,配套英伟达 H100 GPU,单机柜用量 2 吨。

阿里云:硅油冷却液通过其张北数据中心验证,PUE 降至 1.03,2025 年订单量预计达 1500 吨。

国际渗透:沙特 NEOM 新城液冷项目采用润禾硅油,替代 3M 氟化液成本的 40%,预计年供应 2000 吨。

2. 新安股份(600596.SH)

技术特性:WAS-201 系列硅油介电强度 > 25kV,适配冷板式与浸没式双场景,纯度达 99.99%。

产能布局:现有硅油产能 8 万吨,内蒙古项目新增 4 万吨(2025Q3 投产),目标国内市占率超 20%。

下游合作:

中科曙光:为其浸没式液冷服务器供应硅油,单机柜成本较氟化液降低 30%。

宁德时代:储能液冷系统采用新安硅油,电池循环寿命提升 33%,2025 年订单量预计达 1 万吨。

国际合作:与日本电装联合开发车载液冷硅油,进入特斯拉 4680 电池冷却系统供应链。

3. 兴发集团(600141.SH)

技术突破:开发超低粘度甲基硅油(粘度

产能规模:现有硅油产能 6 万吨,宜昌基地扩建 3 万吨(2025Q2 投产),目标全球市占率 15%。

下游合作:

曙光数创:硅油冷却液配套其相变浸没式液冷方案,热流密度达 1000W/cm²。

字节跳动:为其火山引擎液冷数据中心供应硅油,PUE 降至 1.05,年需求量预计 800 吨。

国际认证:通过 Meta 数据中心液冷系统认证,2025 年 Q1 起小批量供货,替代 3M 份额的 10%。

三、间接供货国际巨头的核心路径与验证数据

英伟达供应链

冷板式液冷:昊华科技(R134A)→英维克→英伟达 GB200 冷板系统,单机柜用量 8kg;三美股份(R134A)→浪潮信息→英伟达 DGX 超算中心,单机柜用量 12kg。

浸没式液冷:润禾材料(硅油)→高澜股份→英伟达 H100 液冷模组,单机柜用量 2 吨;巨化股份(氟化液)→维谛技术→英伟达 NVL72 液冷机柜,单机柜用量 500L。

Meta 供应链

冷板式液冷:昊华科技(R134A)→申菱环境→Meta 欧洲数据中心,单机柜用量 10kg;三美股份(R134A)→台达电子→Meta CDN 节点液冷系统,单机柜用量 7kg。

浸没式液冷:润禾材料(硅油)→阿里云→Meta 亚太区数据中心,单机柜用量 1.5 吨;巨化股份(氟化液)→Meta 亚太区改造项目,单机柜用量 400L。

技术验证数据

热流密度:润禾硅油在英伟达 GB300 测试中达 600W/cm²(氟化液为 550W/cm²)。

PUE 对比:昊华科技 R134A 冷板方案(PUE 1.15) vs 巨化氟化液浸没方案(PUE 1.03)。

成本优势:硅油浸没方案(80-120 元 /kg) vs 氟化液(300-400 元 /kg)。

四、产业链风险与未来趋势

短期风险

R134A 配额削减:2025 年国内配额同比减少 7401 吨,昊华、三美需通过技术升级(如氢氟烯烃替代)应对。

硅油技术迭代:润禾、新安需突破石墨烯掺杂技术(目标热导率 10W/mk)以适配 3nm 芯片。

长期趋势

技术路线分化:冷板式(R134A)主导中低密度场景(≤50kW / 机柜),浸没式(硅油)在高功率领域(≥100kW / 机柜)不可逆替代。

国产替代加速:润禾、巨化等企业通过纳米改性技术,预计 2026 年硅油 / 氟化液国产替代率超 70%。

政策驱动

国内:“东数西算” 工程要求新建数据中心 PUE≤1.25,液冷为必选项;三大运营商计划 2025 年液冷机柜占比超 50%。

国际:《蒙特利尔议定书》基加利修正案限制 R134A 产能,推动硅油等低 GWP 工质替代。