通信行业市场前景及投资研究报告:AI散热赛道“创新+高景气”跃迁式增长_第1页
通信行业市场前景及投资研究报告:AI散热赛道“创新+高景气”跃迁式增长_第2页
通信行业市场前景及投资研究报告:AI散热赛道“创新+高景气”跃迁式增长_第3页
通信行业市场前景及投资研究报告:AI散热赛道“创新+高景气”跃迁式增长_第4页
通信行业市场前景及投资研究报告:AI散热赛道“创新+高景气”跃迁式增长_第5页
已阅读5页,还剩29页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

证券研究报告AI散热赛道“创新+高景气+”,三重共振引领跃迁式增长时间:2026年4月30日核心观点◼

AI推动算力基础设施进入建设快车道,高算力需求促使芯片功耗持续攀升,散热需求成为技术瓶颈。根据研究院数据显示,由于超大型云服务商布局提速与人工智能算力需求的持续爆发,2024年全球服务器出货量达到约1,600万台,预计2025年全球服务器出货量将达到1,630万台。根据信通院数据显示,2024年全球数据总产量达173.4ZB,预计2025年全球新增数据量将达到213.56ZB,到2029年将攀升至527.47ZB。芯片的三维集成技术在同等面积下将算力密度提升3-5倍,散热需求成为亟待突破的技术瓶颈。◼

IC散热片仍作为主流选择,微通道液冷板渗透率目前较低。在三维集成的复杂架构下,单一散热方式难以独力解决热管理难题。当前以铜材为主的金属散热片仍为主要选择,铜的热导率高达385W/(m·K),是金的1.3倍,更是陶瓷和硅的3倍以上。当GPU功耗迈入2kW+级别时,传统散热能力逐渐接近极限,微通道液冷板依靠技术优势能够有效缩短了传热路径。◼

需求高增,国产算力发展推动散热片进程加快。全球集成散热器市场主要由日本、美国及中国台湾地区厂商占据主导。其中中国台湾地区为最大生产基地,2024年占全球约57%的市场份额。中国内地企业2024年合计占全球份额为4.98%,具备较大提升空间。目前全球头部企业健策精密正积极进行产能扩张,而大陆算力产业也正稳步扩张。随着AI芯片、先进封装对散热方案要求持续提升,散热赛道景气度进一步上行。国内散热企业依托本地化供应链与快速响应优势,在产品工艺上持续追赶,叠加下游客户供应链安全考量,高端散热器件进程显著加快,本土产业链有望迎来量价齐升的成长阶段。◼

建议关注的标的:液冷散热:鸿日达、台湾健策(未覆盖)

、淳中科技、英维克、中石科技、科创新源(未覆盖)

、高澜股份(未覆盖)

、申菱环境(未覆盖);PCB:科翔股份、兴森科技、沪电股份、深南电路、崇达技术;金刚石散热:四方达(未覆盖)、沃尔德(未覆盖);连接器

:鼎通科技、瑞可达;

线缆

:新亚电子。◼

风险提示:全球经济疲弱风险;全球算力需求波动风险;金属散热片原材料价格波动风险;技术发展不及预期。算力功耗高增,全球散热需求加速释放全球数据中心建设进入超级周期随着全球AI产业的快速发展,数据中心作为核心基础设施也进入建设的快车道。根据JLL

Research及热管理行家数据显示,由于超大型云服务商布局提速与人工智能算力需求的持续爆发,2025至2030年全球数据中心行业预计将新增98GW装机容量,五年内实现规模翻番,到2030年整体容量有望达到200GW。美洲地区目前是全球数据中心第一大市场,容量占比接近五成。亚太地区数据中心容量将由2025年的32GW增长至2030年的57GW,复合年增长率为12%。欧洲、中东和非洲地区数据中心复合年增长率预计为10%,增长主要得益于各国对AI基础设施的政策扶持,以及为满足数据隐私要求而兴起的主权AI云建设需求。根据研究院数据显示,2024年全球服务器出货量达到约1,600万台,其中通用服务器出货量为1,400万台,AI服务器出货量为200万台,并预计2025年全球服务器出货量将达到1,630万台。图表:2025-2030年将有近100GW的新增数据中心容量(GW、按地区分类)图表:2020-2025年全球服务器出货量及预测(万台)服务器出货量(万台)17001650160015501500145014001350130012501630162016001560150013601200202020212022202320242025E资料:JLL

Research、热管理行家官方公众号,长城证券产业金融研究院资料:沙利文、研究院,长城证券产业金融研究院算力规模持续高增,核心器件及散热系统性能要求不断提高全球算力规模正保持持续高速增长。作为数字经济时代的关键生产要素与产业智能化转型的核心支撑,全球算力规模近年来始终维持快速增长趋势,数据总量亦同步大幅提升。根据中国信通院发布的《先进计算暨算力发展指数蓝皮书(2025年)》数据显示,2024年全球数据总产量达173.4ZB,同比增幅34%;信通院报告预计2025年全球新增数据量将达到213.56ZB,到2029年将攀升至527.47ZB,相较2025年实现规模翻番。

在算力规模上,根据中国信通院测算,截至2025年6月,全球计算设备总算力规模为4495EFlops,同比大幅增长117%。其中,基础算力(FP32口径)规模为597EFlops;智能算力按FP32折算后规模达3846EFlops,占总算力比重高达85%,较上年提升13pct;超算算力经FP32折算后为52EFlops,同比增长63%。

当前智能算力已占据绝对主导地位,预计未来五年全球算力规模将以超60%的增速持续扩张,到2030年全球算力总量将突破50ZFlops,其中智能算力占比将超过95%。图表:2021-2025H1全球算力规模(Eflpos)全球算力总规模500044954500400035003000250022072000150010005000139790661520212022202320242025年1-6月资料:福建省经济信息中心、中国信通院《先进计算暨算力发展指数蓝皮书(2025年)》、《先进计算暨算力发展指数蓝皮书(2024年)》、《中国算力发展指数白皮书(2022年)》、《中国算力发展指数白皮书(2023年)》、IDC、Gartner、TOP500

,长城证券产业金融研究院芯片封装方式从2.5D朝3D集成演变随着AI算力需求高涨,驱动训练侧和推理侧对芯片的要求持续提升,芯片封装方式也迎来升级演化。根据热管理官方公众号显示,三维集成技术突破了传统二维芯片“所有模块在同一平面排布”的局限,通过将不同功能的芯片(如计算核心、存储、I/O接口)在垂直方向堆叠,利用微米级TSV通孔和微凸点实现互联。这一架构在同等面积下可将算力密度提升3-5倍,数据传输距离缩短至原来的1/10,功耗降低20%-30%,也因此成为英伟达H100、AMD

MI300等高端AI芯片普遍采用的设计方案。目前,全球Top

10智算中心中已有超过70%规划部署此类芯片,主要面向AI训练、智算服务器、自动驾驶等对高密度与低延迟有刚性需求的场景。当前半导体封装正从2.5D封装向更先进的3D集成封装演进,但芯片堆叠也带来了热管理难题。多个高性能芯片在垂直方向叠加后,热量难以有效散出,形成局部“热墙”。芯片堆叠中最为隐蔽的区域容易出现温度超过150℃的局部热点,严重影响芯片的可靠性与性能,散热需求成为亟待突破的技术瓶颈。图表:芯片3D集成示意图资料:洞见热管理官方公众号,长城证券产业金融研究院芯片功耗持续攀升,散热问题亟待解决芯片散热技术的发展与半导体性能的迭代紧密相随。过去几十年中,摩尔定律驱动晶体管密度持续提升,产业链各方从材料到设计不断优化,使摩尔定律得以延续。然而长期聚焦逻辑密度也带来了日益严重的热管理问题。在当今SoC架构中,高温会减缓电信号传播、导致性能永久退化、加剧漏电流并增加能耗,最终削弱芯片能效—完成相同计算任务需消耗更多电能1。芯片运作的热量产生主要有2:1.

开关功率(动态)图表:历代芯片功耗逐年增长源于晶体管在“开”与“关”状态切换时,对栅极电容进行充放电的过程。每次将电荷“倾倒”至地面都会产生热量,其大小与电压的平方、工作频率以及活动因子成正比。2.

短路功率(动态)源于CMOS电路中互补晶体管(pMOS与nMOS)在状态切换瞬间不可避免的“同时导通”现象。这为电流提供了一条从电源直通地面的瞬时路径,从而产生热量,其大小与短路电流、工作电压及开关频率相关。3.

漏电功率(静态)源于晶体管在处于“关断”状态时,因物理尺寸缩小导致阻挡电子流动的材料变薄,从而产生的微小但持续的电流泄漏。这部分热量是恒定的,不受晶体管开关状态影响,且随着芯片制程微缩,其占比越来越成为热设计的关键挑战。资料:《高功率大面积AI芯片液冷技术进展_邹启凡》

,长城证券产业金融研究院1.

资料:洞见热管理官方公众号,长城证券产业金融研究院以Rubin

GPU为例,单芯片功耗不断增加为应对掩膜版尺寸的限制,Rubin

GPU采用多芯片模块(MCM)方案,将至少四颗计算芯片封装在一起,逻辑上呈现为单颗GPU。该芯片基于台积电

3nm级制程(N3P

N3),集成3360亿个晶体管。针对混合专家模型(MoE),Rubin重点优化了NVFP4(4位浮点)精度格式,配合自适应压缩技术,在推理和训练任务上分别实现最高5倍与3.5倍的性能提升(对比

Blackwell

架构)。在功耗方面,为确保对AMD

InstinctMI455X的竞争优势,Rubin

GPU额定功耗从最初设计的1800W提升至2300W,多出的500W用于支撑更高的持续加速频率,并保障更多Tensor核心在高负载下稳定运行,从而在数据中心级部署中提供可预期的吞吐性能。但这也使得冷板单位面积需要带走的热量(热流密度)已经从“散热问题”演变成了“物理挑战”。图表:英伟达主要芯片性能对比Hopper(H100/H20)Blackwell(B100/GB200)技术指标VeraRubin(R100)核心工艺晶体管规模内存技术台积电4N800亿台积电4NP(Chiplet)

台积电3nm(N3P)2080亿

3360亿HBM3e(最大

192GB)

HBM4(最大

288GB+)HBM3/HBM3e内存带宽4.8TB/s不适用700W8.0TB/s20PFLOPS1200W22.2TB/s50PFLOPS2300WNVFP4推理性能单芯片功耗(TDP)资料:CIME国际液冷散热技术展官方公众号,长城证券产业金融研究院主流散热方案由风冷、热管朝着液冷散热发展液冷凭借更高的比热容和导热系数,成为数据中心应对高功率芯片的主流选择。风冷作为最基础、应用最广泛的散热方式,其演进主要围绕散热器结构与风扇性能展开精细化改良。热管技术利用工质相变实现高效传热,其工作原理是:蒸发端工质受热汽化后迅速流向冷凝端释放潜热,冷凝液再通过毛细结构回流,形成循环传热回路,等效导热系数可达纯铜的数十倍。微热管可紧密贴合芯片表面,大幅缩短传热路径,而脉动热管凭借气液两相的周期性振荡,在高热流密度场景下展现出独特优势。冷板式液冷通过贴合芯片的微通道冷板实现定点散热,热阻可低至

,能带走系•0.08℃/W以上的热量,是目前应用最广泛的过•在散热器端,通过采用叉指型、波纹型等异形鳍片设计增加有效换热面积,并借助交错排列的布局方式强制气流形成湍流、破坏边界层,从而提升对流换热系数;在风扇端,通过改进叶片气动外形、优化电机选型并引入PWM动态调速,使系统能够在相同转速下获得更高的风量与风压。经过系统级优化后,服务器风冷方案的风量可提升20%-30%,在低成本约束下持续为高功耗芯片提供基础散热保障。统95%渡方案;•••两相流冷却利用工质相变潜热,可应对高达1000W/cm²浸没式液冷则将整个主板浸入绝缘冷却液中,热阻降至

量级,实现均匀散热。的极端热流密度;•0.01℃/W在实际部署中,业界更倾向于采用混合策略——对CPU、GPU等高热点芯片使用冷板式液冷,对其他部件辅以浸没式或风冷,以兼顾散热效率与系统成本。资料:集微网,长城证券产业金融研究院金属散热片及微通道方案逐渐成为主流选择在三维集成的复杂架构下,单一散热方式难以独力解决热管理难题,由此衍生出多条并行的技术路径,分别从材料、结构、工艺与系统集成角度切入,形成互补。总体来看,这些路径可为:1)垂直传导路径利用TSV等既有结构实现纵向输热,但受限于硅材料的热阻特性;2)面向背部的散热路径延续传统二维芯片的散热逻辑,却在三维堆叠中因热路延长而面临效率瓶颈;3)集成式微流道液冷路径将冷却介质引入芯片内部,实现从源头消除热量积聚;4)晶圆级散热技术则在制造环节嵌入高导热材料或微型热扩散结构,从更大尺度上优化热分布。◼

垂直传导路径在三维堆叠结构中,热量从中间或上层发热单元出发,沿硅衬底与贯穿硅通孔(TSV)向芯片底部传递,最终经封装基板散出。TSV虽以电互连为主要功能,但其填充的金属(通常为铜)具备良好导热性,客观上充当了微观的“热通道”。但TSV的分布密度与尺寸受限,且金属与硅之间存在热膨胀系数差异,加之硅本身导热能力较弱,导致垂直方向热阻依然较高,制约了整体散热效率。◼

面向背部的散热路径这是传统二维芯片中最成熟的散热方式:散热器直接贴合于芯片背部,热量向上传导至散热器后,借助风冷或液冷完成最终散失。然而,在三维集成场景下,这一路径面临局限——只有最顶层的芯片背部能够与散热器直接接触,下层芯片产生的热量必须穿过上方硅层或经过TSV才能到达顶部散热界面,传导路径长、热阻叠加,极易在堆叠内部形成局部热点。◼

集成式微流道液冷路径该方案被视为面向三维芯片的突破性散热技术,将微米级冷却流道直接集成在芯片内部或堆叠层之间,使冷却液精确流经高热源区域,实现“原位取热”。典型实现方式是在硅中介层或专用散热结构中加工出微流道,通过外部泵驱动去离子水或特种工质循环流动,从而大幅缩短传热路径,直接从内部消除热量积聚。◼

晶圆级散热技术该路径在晶圆层面直接构建高导热材料层或微型热扩散结构。常见手段包括沉积石墨烯、碳纳米管等超高导热材料作为均热层,或在晶圆上集成微型热管、均温板等被动传热元件。该技术旨在从晶圆级别实现热量的快速面内扩展与均匀分布,为后续封装与系统级散热奠定基础。资料:洞见热管理官方公众号,长城证券产业金融研究院铜材是目前金属散热片市场主要材料从材质角度来看,铜质集成散热器(IHS)目前仍占据市场主导,根据YH

Research数据显示,铜材HIS2024年市场份额达89%。为适配AI芯片的设计需求,均热片不仅在规格上向更大、更厚的方向升级,材质也随之发生转变。传统均热片多采用铜材质,其热导率可达401W/m・K,高于金、铝等材料,仅略低于银。而当前均热片用材正逐步向不锈钢切换,不过不锈钢硬度更高、加工难度更大,也进一步提升了相关厂商的技术壁垒。

YHResearch预计未来几年,不锈钢材质IHS将实现更快增速。从芯片尺寸维度观察,大尺寸均热片的市场占比正逐步提升。均热片与芯片封装紧密关联,以往处理器配套均热片规格多为30mm×30mm;随着芯片厂商提升运算性能、增加存储单元,裸晶数量显著增加,芯片面积也随之扩大至

60mm×60mm

及以上。2024年35mm×35mm及以上大尺寸均热片占比约53%,预计到2031年这一比例将升至61%1。图表:Hat型散热盖(冲压+镀镍)图表:Ring型散热盖(冲压)图表:Cavity型散热盖(精密锻压+局部镀金)图表:异型散热盖(冲压+CNC)资料:山东睿思精密官网,长城证券产业金融研究院1.

资料:恒州诚思YH官方公众号,长城证券产业金融研究院IC均热板方案与一维热管散热相比,均热板散热性能更胜一筹•

随着芯片向集成化、微型化发展,封装密度与功耗持续攀升,热流密度迅速提高,传统散热器已难以满足高热流密度场景下的散热需求。相变传热元件凭借工质相变潜热实现高效热输运,成为解决电子设备热管理问题的重要方向。热管与均热板均基于相变机制,遵循传导、蒸发、对流、冷凝四个环节,但热管为一维传热,均热板则为二维传热1。•

均热板是一种基于相变传热原理的二维散热元件,其核心结构由三部分构成:外部壳体通常选用导热性能优异的铜材,既能快速接收热源热量,也保证了结构强度与耐腐蚀性;内壁附着由铜粉烧结、多层铜网或沟槽阵列等工艺制成的毛细结构,表面布满微小孔隙,可依靠毛细力将冷凝后的工质液体自动输送回热源端,使传热循环不依赖重力,具备良好的角度适应性;腔体内充注高纯度去离子水或丙酮等低沸点、高潜热工质,在真空环境下受热后迅速汽化,携带大量热量扩散至冷凝区域2。•

当工质在冷凝端释放潜热并凝结为液体后,毛细结构将液体持续抽吸回蒸发区,形成稳定的“蒸发—扩散—冷凝—回流”循环。这一机制使均热板具备极低的热阻和出色的二维均温能力,能够在紧凑空间内高效处理高热流密度,并根据结构不同分为常规均热板与超薄均热板,广泛应用于芯片级散热场景。图表:不同导热材料及器件分类类型应用方向名称优点缺点石墨易生产、低密度、体积小良率低、工艺复杂适用于中小型电子产品大规模应用困难、成本高导热材料石墨烯柔韧性强、高导热、高稳定性导热凝胶

可被压缩成很薄的各种形状填粉量限制散热效果一维热传导,在热源和热管间需嵌入基板热管体积小、散热功率大、成本低适用于中大型电子产品导热器件散热能力更强、均温性能号、结构适应性强二维热传导,价格略高均热板1.

资料2.

资料:一邦科技官方公众号,长城证券产业金融研究院:智研咨询,长城证券产业金融研究院资料:一邦科技官方公众号,长城证券产业金融研究院TIM材料及铜铝等金属为主要导热材料在散热材料方面,主要采用热界面材料(TIM)以及金属、陶瓷基导热材料1。•

热界面材料用于涂敷在散热器件与发热器件之间,以填补因制造公差和表面粗糙度产生的微小空隙。这些空隙中的空气导热能力极差,常温下导热系数仅0.026W/(m·K)

,会造成较大的接触热阻。TIM的作用正是排除空隙中的空气,构建更高效的热传导路径,从而降低界面热阻、提升散热效率。以AI终端设备中的高功耗芯片为例,其倒扣焊工艺下的散热路径通常为“芯片-TIM-封装-TIM-散热器”。•

金属导热材料(如铜、铝)凭借优异的导热性,适用于极端环境下的芯片散热。其高导热系数可快速将热量从热源传导出去,满足高热通量场景需求,同时较高的机械强度和抗热冲击能力使其在恶劣条件下仍能稳定运行。•

陶瓷导热材料(如氮化铝、氮化硅)则在具备良好导热性的基础上兼具电绝缘特性,热稳定性使其能够适应高温或腐蚀环境。其中氮化铝导热系数达170-180

W/(m·K),被广泛用于极端环境下的AI芯片封装。陶瓷材料的导热性能介于金属与传统聚合物之间,成为高功率封装中的理想选择。图表:AI终端设备中的高功耗芯片TIM散热路径示意图图表:hat盖型金属散热片资料:电子工程专辑官方公众号,长城证券产业金融研究院资料:山东睿思精密官网,长城证券产业金融研究院1.

资料:电子工程专辑官方公众号,长城证券产业金融研究院铜材导热效果显著,成为芯片散热的主要选择•

根据《覆铜板表面焊接GaN芯片的热性能分析》显示,铜的热导率高达385W/(m·K),是金(296

W/(m·K))的1.3倍,更是陶瓷(116W/(m·K))和硅(118

W/(m·K))的3倍以上,以GaN芯片作为实验选择显示,铜能快速将GaN芯片产生的热量传导出去。•

覆铜厚度的影响:在相同加载条件下,覆铜厚度为0.5mm的样品上GaN芯片温度约为140℃,而0.3mm厚度的样品温度高167℃。增加0.2mm的铜厚度,芯片工作温度降低了27℃,充分说明铜的厚度越大,导热能力越强,散热效果越好。•

覆铜面积的影响:将覆铜面积扩大10倍(从小面积2mm×4mm增至8mm×10mm),GaN芯片的工作温度可降低25℃(从169℃降至144℃),表明铜作为散热材料,其有效散热面积与散热效率直接相关。•

根据实验结果显示,在针对GaN芯片工作时的温度分布热仿真分析时可以看出,铜相比其他材料具备更高的热导率和密度。综上,铜凭借其优异的导热性能,以及通过增加厚度、面积即可显著提升散热效果的工程可行性,成为覆铜基板散热结构的关键材料,为GaN等大功率芯片的可靠运行提供了重要保障。图表:不同材料的热导率、密度对比材料名称铜热导率/(퐖m

)密度/(kgm−ퟑ)8960−ퟏ

−ퟏ38529611611851金19300陶瓷Si85902330焊锡8400GaN485316资料:

《覆铜板表面焊接GaN芯片的热性能分析》

,长城证券产业金融研究院MLCP微通道液冷方案液冷散热方案渗透率大幅提升•当GPU功耗迈入2kW+级别时,传统采用毫米级流道的铲齿冷板在换热能力上逐渐接近极限。以传统冷板式液冷(远端冷却架构)为例,其典型传热路径包括:硅衬底、金属互连层、TIM

1(常采用铟或石墨材料)、封装盖板、TIM

2(如石墨片或超薄导热膏),最终传导至散热器或冷板。从产业演进来看,当前液冷板技术正沿着“通道微缩化、结构内嵌化、封装一体化”三条主线并行推进,逐步形成三代核心技术体系。•

Rubin系列实现了从前代约

80%

液冷到100%全液冷的转变。微通道液冷概念率先是在2025Q2出现,由于英伟达Rubin与下一代的Feynman平台的功耗预期将突破2kW,传统冷板可能无法满足,因此向供应商提出了开发全新“微通道水冷板(MLCP)”技术。后在2026CES大会上,黄仁勋表示RubinGPU将在旗舰级算力平台上率先采用微通道冷板(MCCP)+镀金散热盖的组合方案,标志着微通道技术正式成为高端

AI服务器的主流散热形态,而微通道盖板(MCL)方案预计最快于2027年下半年进入量产1。图表:数据中心液冷管路图示图表:英伟达散热方案资料:

CIME国际液冷散热技术展公众号,长城证券产业金融研究院资料:

零氪1+1公众号,长城证券产业金融研究院1.

资料:

洞见热管理公众号,长城证券产业金融研究院高集成化的微通道液冷方案将打破传统技术微通道液冷板(MLCP)是将传统芯片上方的金属盖与液冷板整合为一体,内部嵌入微通道结构,使冷却液直接流经芯片表面1。1)MLCP减少了中间介质,缩短了传热路径,在提升散热效率的同时压缩了系统体积;2)微通道宽度与高度控制在0.2–0.5mm,通过波浪状散热鳍片和“Z”字形流道布局,在有限空间内构建出较大的热交换面积。微通道散热技术也按照远端散热、近端散热、内嵌散热等分为几种技术路线2:◼

常规微通道液冷板:在传统冷板基础上,将内部流道的鳍片尺度由毫米级缩减至10–500μm量级,使单位面积换热系数成倍提升。该路径通过增大比表面积、缩短热扩散路径,在有限接触面积内承载更高热流密度。制造核心集中于精密铲齿、微通道加工、扩散焊/钎焊、流道均匀性、气密性控制及流体洁净体系,是目前窗口最明确的路线。◼

微通道水冷板(MLCP):该方案将传统芯片封装中的金属保护盖(IHS或Lid)与冷板融合,通过将微通道直接刻入Lid内部,使散热盖兼具微流控换热器功能,液冷结构从系统级组件演进为封装级功能件。该设计省去TIM

2,冷板与芯片之间仅保留TIM

1。根据英伟达的规划,这一技术预计在2027年下半年伴随Rubin的下一代版本进入量产,目前仍处于工艺验证与供应链筛选阶段。◼

VC微通道Lid(VC-MLCP-Lid):在MLCP的基础上,将传统Lid替换为均热板VC

Lid,实现冷板与VC的融合,进一步优化热管理性能。◼

嵌入式微通道冷板:将微通道结构部分嵌入器件内部,使流体通道更靠近热源Die,进一步缩短热阻路径。其技术特征开始向半导体级加工精度靠拢,对蚀刻、LIGA、微结构等工艺提出更高要求。图表:四类微通道散热技术图解资料:

洞见热管理官方公众号,长城证券产业金融研究院1.

资料2.

资料:,长城证券产业金融研究院:

洞见热管理官方公众号,长城证券产业金融研究院MLCP的核心性能优势微通道液冷的核心优势在于其微米级流道设计(数十至数百微米),相较于传统毫米级通道,大幅提升了单位体积的传热面积与局部流速。这种结构将边界层厚度压缩并促进湍流提前发生,使对流传热系数提升一个数量级,可稳定应对超过1000W/cm²的热通量,远优于传统冷板不足100W/cm²的处理能力。同时,微通道冷板紧贴芯片衬底安装,显著缩短热传导路径,使芯片表面温度分布更均匀,有效抑制局部热点。相比之下,传统冷板因通道宽、流路长,热阻更高且冷却均匀性差。总体而言,微通道技术凭借高表面积密度与强化对流的协同作用,在单位面积散热能力上远超传统方案,能满足先进芯片严苛的热管理需求。•

高表面积密度:精细的通道几何结构相较于宏观尺度通道,提供了更大的换热面积,能更高效地将热量从热源分散至冷却介质。•

局部流速提升:通道尺寸的减小会提高局部流速与雷诺数,即使在整体层流状态下,强剪切效应与湍流激励仍能共同作用,显著增强对流传热效率。图表:微通道液冷技术图示资料:

半导体产业研究官方公众号,长城证券产业金融研究院MLCP具备更强的散热效果及更高价值量•

微通道液冷板技术的核心原理是减少了界面热阻的影响,相比传统的芯片散热能够将传热路径缩短50%以上,有效提升4-7倍的散热效率。但由于其对加工精度、生产洁净度等技术要求较高,暂时未达到大规模量产阶段,同时成本相比传统风冷散热高6-10倍1。•

微通道液冷板相比传统散热价值量提升5-7倍,单个微通道液冷板价格在800-900美元左右,以GB300/Rubin机架为例,每个机架需配备108个GPU+18个CPU,相当于需要126个MLCP单元2。图表:NVL72的系统集成图表:风冷、冷板式液冷、微通道液冷对比典型热阻成本(相较于风冷)散热技术风冷最大支持功率<500W适用平台局限性(°C·cm²/W)CPU

/中低功率噪音高,在高热流密度下效果不佳>0.210.1–0.2<0.051倍GPUB200/B300(接触热阻高,温度均匀性差冷板式液冷微通道液冷板500–1000W>2000W2–4倍6–10倍Blackwell

架构)Rubin、Feynman架构

GPU良率与可靠性挑战,泄漏风险,成本高资料:

半导体产业研究公众号,长城证券产业金融研究院1.

资料2.

资料:

热管理Ultra公众号,长城证券产业金融研究院:

半导体产业研究公众号,长城证券产业金融研究院资料:

IDC视界公众号,长城证券产业金融研究院3D打印液冷板技术传统冷板加工工艺的主要包括CNC机加工、钎焊组合和扩散焊接,局限性较多1:•••CNC机加工:受刀具几何限制,流道宽度通常

>0.5mm,难以实现拓扑优化出的复杂三维流道,换热效率存在天然上限。钎焊工艺:多层结构存在焊缝薄弱环节,在高压高温工况下易发生热疲劳裂纹或脱焊,泄漏风险高,且附加热接触电阻。扩散焊:设备与工装成本极高、工艺窗口窄、良品率低,定制化改型周期长,难以适应AI芯片快速迭代的热设计需求。3D打印技术将重新定义冷板几何自由度,通过“逐层堆积”的增材制造方式,突破传统减材加工对几何形态的限制1:•••••任意三维内流道:可成型连续弯曲、螺旋、分叉、渐变截面等复杂流道结构,突破CNC刀具尺寸与形状的限制,显著提升换热效率。一体化集成制造:将传统需多零件焊接的冷板结构一次打印成形,消减焊缝,降低泄漏风险,同时避免因多层结构引入的附加接触热阻。快速迭代能力:从CAD模型到成品周期仅需1–3天,高效响应AI芯片每季度的热设计变更需求,大幅缩短研发与验证周期。按需制造,无模具约束:无需模具投入,从单件到千件均可灵活生产,成本曲线平滑,尤其适合高端定制化与中小批量液冷方案。多材料梯度设计:支持在同一冷板中实现梯度材料分布,如在热源区域采用高导热铜、结构区域采用高强度铝,实现热性能与结构强度的最优匹配。◼

3D打印冷板技术已经成为从实验室学术研究逐渐落地走向商业化的新一代芯片热管理技术。根据艾邦智造资讯显示,世界上首个安装在服务器CPU(AMDEPYC7352

2.30GHz)上的无泄漏一体式冷板,增材制造

使用了EOS

Copper

CuCP材料的AMCM

M2901kW系统。该项目联合新加坡本土液冷公司CoolestDC合作。2025年英伟达GTC大会上,全球服务器OEM大厂纬颖展示了与Fabric8Lab合作开发的3.5kW

3D打印液冷板。该方案采用参数优化的翅片结构,可将冷却液精准导向热点区域,在提升热工水力性能、实现均匀芯片温度分布的同时,相较传统切削微通道技术取得48%的热性能提升。图表:EOS公司生产的3D打印冷板图表:纬颖生产的打印技术冷板资料:艾邦智造资讯公众号,长城证券产业金融研究院1.

资料:

洞见热管理公众号,长城证券产业金融研究院需求高增,国产算力发展推动散热片

进程加快国产算力芯片加速发展,半导体散热片需求或将同步提升•根据彭博行业研究(Bloomberg

Intelligence)2026年1月发布的报告,尽管未来十年GPU仍将主导AI市场,但定制ASIC的增长势头更为强劲。Bloomberg

Intelligence预计到2033年,其市场规模将达到1180亿美元,复合年增长率为27%,市场份额将从2024年的8%提升至19%。伴随ASIC芯片市场的爆发,芯片市场格局也在发生显著变化。根据半导体产业纵横公众号数据显示,2024年AI服务器ASIC市场呈现谷歌(64%)与AWS(36%)双寡头主导的格局;超大规模厂商正从依赖通用GPU,转向自研定制化芯片的发展策略。

在ASIC设计合作伙伴方面,博通预计将继续保持领先,2027年市场份额有望达到约60%。•算力已成为全球科技竞争与产业博弈的核心领域,各国纷纷加大底层算力基础设施与核心芯片布局,围绕计算能力的技术比拼日趋激烈。在此背景下,我国算力产业稳步扩张,CPU、GPU等关键芯片市场规模持续提升,为产业链发展奠定了坚实基础。国内厂商持续加大研发投入,在通用计算、智能计算等领域不断推出新一代芯片产品,逐步补齐核心器件短板。通过持续的技术突破与产品迭代,国产芯片生态不断完善,有力推动国产算力产业链自主可控与高质量发展。芯片性能及功耗的不断提升,将带来对散热片市场需求的高速增长。图表:2020-2025年中国CPU市场规模及预测(亿元)图表:2020-2025年中国GPU市场规模及预测(亿元)中国CPU市场规模(亿元)中国市场规模(亿元)GPU14001200100080060040020003000250020001500100050012002484107323002160.322003.451819.488071654.76084573450202020212022202320242025E202020212022202320242025E资料:研究院,长城证券产业金融研究院资料:研究院,长城证券产业金融研究院散热片领先企业—健策精密正加速进行产能扩张••健策精密作为全球散热片产品领先企业,在中国台湾地区拥有三个生产基地,包含公司总部华亚厂(4,700平)、大园一厂(3,400平)和大园二厂(5,940平)。同时在中国大陆地区拥有无锡一厂(3,700平)、无锡二厂(8,800平)和南通工厂(3,600平)在内的三个基地。随着全球半导体芯片需求的持续旺盛,公司散热片需求及业务收入也不断提升,为了响应高增的客户需求,公司积极进行扩产计划。公司在大园一厂的原有基础上进行扩张,计划扩张4,735平,预计2026年Q1完工。同时新建大园三厂航空城,一期厂房11,340平,预计2027年Q1完工。我们认为,全球半导体产业高速发展带动芯片散热需求保持高增长态势,行业整体呈现供不应求的紧张格局,头部散热厂商均已启动大规模产能扩建以应对下游旺盛需求。随着AI芯片、先进封装对散热方案要求持续提升,散热赛道景气度进一步上行,为行业内二三线厂商带来重要的发展与份额提升机遇。国内散热企业依托本地化供应链与快速响应优势,在产品性能、工艺精度上持续追赶,叠加下游客户供应链安全考量,高端散热器件进程显著加快,本土产业链有望迎来量价齐升的成长阶段。图表:健策精密新旧厂房产能扩张计划资料:健策精密2025Q3官方投资者说明文件,长城证券产业金融研究院全球芯片散热片市场集中度较高,国产企业具备较大空间•

根据YHResearch数据显示,2024年全球集成散热器(IHS)市场销售额为6.68亿美元,预计2031年将增至10.71亿美元,2025-2031年期间年复合增长率为6.56%。分区域来看,中国市场近年发展态势显著,2024年市场规模为3239万美元,占全球比重4.86%;预计到2031年将达到9108万美元,全球占比将提升至8.5%。从生产格局而言,全球集成散热器市场主要由日本、美国及中国台湾地区厂商占据主导。其中中国台湾地区为最大生产基地,2024年占全球约57%的市场份额;日本和美国紧随其后,同年市场份额分别为16.7%和17.1%。中国大陆企业入局该领域时间相对较晚,当前主要有两家大陆厂商,2024年合计全球份额为4.98%,预计2031年将提升至10.25%。图表:2020-2031年全球集成散热器(HIS)市场销售额及增速预测(百万美元,%)图表:2024年全球IC散热片市场前十强市场占有率及排名资料:恒州诚思,长城证券产业金融研究院资料:QYResearch

,长城证券产业金融研究院健策精密健策精密股价走势复盘图表:健策精密2009年11月-2026年4月16日股价走势复盘(元台币)快速拉涨英伟达

GB200、AMD

MI400等AI服务器散热需求爆发,对高功率散热的需求激增,微通道液冷技术加速发展,公司具备前瞻布局优势。单位:(元台币)收盘价

close5,0004,5004,0003,5003,0002,5002,0001,5001,000500低位震荡此时公司核心业务为PC消费电子类均热片和LED导线架,行业需求相对稳定,但受限于传统散热技术的渗透率较低,公司股价没有明显波动稳步上升(从2019年第一个交易日收盘价至2025年第一个交易日收盘价公司股价增长17.77倍)2019年至2025年间,5G手机普及叠加AI服务器需求快速启动,散热模组(如热管、热板)需求爆发,健策作为台湾散热大厂受益明显。AI算力需求增长推动服务器散热升级,公司用于GPU散热的均热片和用于高功率服务器的液冷模组业务快速增长。02009-11-182010-11-182011-11-182012-11-182013-11-182014-11-182015-11-182016-11-182017-11-182018-11-182019-11-182020-11-182021-11-182022-11-182023-11-182024-11-182025-11-18资料:wind,长城证券产业金融研究院健策精密•

健策为中国台湾地区散热零组件领导厂商,核心业务涵盖均热片、水冷散热模组、伺服器ILM及LED导线架等。公司在全球多个国家和地区设立团队及工厂,拥有中国台湾、中国大陆、马来西亚的枢纽,以及美国和欧洲的本地物流,确保供应链不间断,也为美国和欧洲企业合作伙伴提供直接支持和准时交付。•

在技术布局上,健策已成功延伸开发MCL(微通道盖板)技术,公司的MCL微通道盖板技术是面向1000W+高功耗AI与HPC芯片场景的直接液冷散热解决方案,专为突破传统散热瓶颈设计,通过99.9%热连续性、极短Z轴散热路径、亚毫米级微通道网络(冷却表面积提升400%)及无氧铜基材+特殊镀层工艺,大幅降低芯片与冷却介质间的热阻,目前该产品已准备好量产,可稳定供应,是当前高功率芯片液冷散热赛道的核心供应商。图表:健策精密2016-2025年营业收入及同比增速(亿台币,%)图表:健策精密2016-2025年归母净利润及同比增速(亿台币,%)营业收入(亿元)YoY(%)净利润(亿元)YoY(%)11.39504540353025201510545%40%35%30%25%20%15%10%5%12108140%120%100%80%60%40%20%0%43.8930.877.4026.7426.055.6464.9618.9914.80411.852.5810.117.911.877.311.6921.070%0.530.500-5

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

最新文档

评论

0/150

提交评论