国信证券：
《国信化工·数据中心及AI服务器液冷冷却液行业分析框架》

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? 核心观点摘要

随着AI算力需求的爆炸式增长，数据中心正面临前所未有的散热挑战。2024年中国算力中心总耗电量高达1660亿千瓦时，占全社会用电量的1.68%，而单机柜功率密度已突破120kW大关。国信证券明确指出：液冷技术已从可选项变为必选项，冷却液作为液冷系统的"血液"，正在催生一个百亿级的新蓝海市场。

报告测算，到2028年全球AI数据中心新增装机量将达59GW，催生出约10.8万吨冷却液需求，其中仅AI数据中心就需要8.9万吨。当前行业处于发展早期，技术路线尚未统一，但含氟冷却液因其优异性能成为高端市场主流，而3M的退出为中国企业打开了国产替代的"黄金窗口期"。

? 数据中心散热挑战：从"风扇时代"到"液体革命"

能耗危机倒逼技术变革

数据中心PUE（电能利用效率）指标正面临严峻挑战。国家要求2025年起新建数据中心PUE必须低于1.3，但实际运行中，超大型数据中心平均PUE仍达1.46，大型数据中心为1.55。更关键的是，风冷散热在芯片功率超过300W时已接近物理极限，而当前X86平台CPU功耗已达400W，GPU突破700W，网络MAC芯片更是高达800W。英伟达DGX A100服务器单台功率6.5kW，NVL72单柜超120kW，热流密度超过120W/cm²，远超风冷承载能力。

液冷技术的优势显而易见：液体比热容是空气的1000-3500倍，导热系数是20-30倍。采用液冷后，PUE可降至1.2（冷板式）甚至1.1（浸没式），节能20-30%，同时实现"静音机房"（噪音低于60dB），并支持芯片超频运行，性能提升10-30%。

市场规模爆发式增长

科智咨询预测，2027年中国液冷数据中心市场规模将突破1000亿元，2019-2027年复合增长率高达51.4%。2025年将成为液冷需求启动元年，AI数据中心液冷渗透率预计从2024年的14%跃升至33%，三大运营商已明确要求2025年新建数据中心液冷应用比例超50%。

? 主流液冷技术路径：冷板式称王，浸没式崛起

液冷技术按接触方式分为间接冷却和直接冷却两大阵营：

冷板式液冷（占比91%）：通过冷板将热量间接传递给循环管路中的冷却液。该技术方案成熟，无需对机房大规模改造，兼容性好、成本低、维护方便，是当前绝对主流。但解热能力上限低于浸没式，适用于0-100W/cm²的热流密度。

浸没式液冷（占比8%）：服务器直接浸泡在冷却液中，分为单相和相变两种。单相浸没式靠液体升温散热，相变浸没式利用液体汽化潜热，散热效率极高，可满足150W/cm²以上的超高热流密度，PUE可低至1.1以下。但改造成本高、维护复杂，冷却液用量大且价格昂贵。

喷淋式液冷：通过喷嘴将冷却液直接喷淋到发热元件上，应用较少。

微通道冷板：AI芯片散热新赛道

针对英伟达下一代Rubin芯片（功耗预计突破2000W）的散热需求，微通道冷板（MLCP） 技术成为焦点。该技术在芯片盖板内蚀刻0.2-0.5毫米的密集通道，让冷却液无限接近热源，热流密度处理能力超500W/cm²。国内高澜股份已通过英伟达GB200/GB300认证，独家供应H100/GB300冷板式液冷模组；中石科技纳米碳涂层冷板适配A100/H100需求；英维克、飞荣达等企业也深度参与。

? 冷却液三大阵营：水基、油基、含氟的"三国演义"

水基冷却液：经济实用的"平民路线"

主要应用于单相冷板式液冷，分为纯水液和配方液。纯水液为去离子水，需维持超低电导率以防腐蚀；配方液添加乙二醇/丙二醇防冻剂、缓蚀剂、杀生剂等，浓度控制在20%-30%为佳。

优势：比热容大、沸点高、成本极低、传热性能优异。劣势：易滋生微生物、需定期添加防腐剂、存在泄漏短路风险。

国内主要生产商有康普顿（纳米改性水冷液）、统一股份（工业级水冷液），终端应用包括京东云冷板方案、阿里云浸没式散热等。

油基冷却液：性价比之选

包括矿物油、合成油、合成烃和硅油，主要用于单相浸没式液冷。

矿物油：石油提炼的碳氢化合物，价格低廉、环境友好，但散热能力较差，易氧化腐蚀。合成油：人工合成化合物，热分解温度和氧化稳定性更高，寿命更长，但成本随之上升。合成烃：通过化学合成或分子结构调整制成，抗氧化性和材料相容性更好，但闪点较低。

改性硅油：介电强度高、化学性质稳定、挥发性低，但比热容和导热系数偏低，粘度大，清洁困难。国内供应商包括晨化股份、宏达新材、兴发集团、润禾材料、新安股份等，国外有陶氏化学、瓦克化学。

应用案例：中石油与领充新能源联合开发的油基浸没式液冷充电桩，可在-40℃及高海拔环境下稳定运行；暴雨信息M5300服务器采用单相浸没液冷，将设备直接浸没在非导电油基工质中。

含氟冷却液：高端市场的"皇冠明珠"

含氟冷却液是碳氢化合物中的氢被氟取代的有机化合物，普遍具有优异的电绝缘性、热传导性、化学惰性和材料相容性，无闪点、不可燃、无毒无害，是数据中心浸没式液冷的理想选择。

根据分子结构不同，可分为：

• 氯氟烃（CFC）：已全球淘汰

• 氢代氯氟烃（HCFC）：发展中国家2030年淘汰

• 氢氟烃（HFC）：温室效应高

• 全氟烃（PFC）：包括全氟胺、全氟聚醚，性能优异但GWP值高

• 氢氟醚（HFE）：环保性能好，但介电常数较高

• 氢氟烯烃（HFO）：新一代环保型产品，GWP值低

? 含氟冷却液细分战场：技术路线之争

全氟胺（PFA）：性能卓越但环保承压

代表产品为3M的FC系列（FC-40沸点165℃、FC-43沸点174℃、FC-70沸点215℃），主要用于单相浸没式液冷。其绝缘性能优异，介电常数约1.9，体积电阻率超10¹⁵Ω·cm，但GWP值超5000，面临环保政策压力。南通詹鼎已对标研发出AD-40、AD-3283等国产替代产品。

氢氟醚（HFE）：环保性能突出

3M的Novec系列（Novec 7100沸点61℃、Novec 7200沸点76℃、Novec 7500沸点128℃）是典型代表。GWP值仅90-420，环保性能优异，但因含氢元素，介电常数升至6.7-7.4，绝缘性能较弱，可与其他品类混配使用。国内巨化股份、东岳集团、新宙邦均有布局，售价25-80万元/吨。

全氟聚醚（PFPE）：高端应用首选

分子量500-15000，分为K型、D型、Y型、Z型。低分子量产品（<2500）专用于冷却液，高分子量产品可用于航空润滑油、核工业润滑。2023年全球销售额9.36亿美元，预计2030年达14.32亿美元，年复合增速6.1%。

国内突破显著：巨化股份JHT系列已在衢州、金华建成兆瓦级数据中心示范，PUE低至1.065，规划产能5000吨（一期1000吨已投产）；晨光博达Fluocon® PFPE凭借成本优势实现国产替代。售价40-50万元/吨。

六氟丙烯多聚体（HFP）：国产替代突破口

六氟丙烯二聚体（HFPD）和三聚体（HFPT）是新型双相浸没式冷却液，GWP值低、成本仅20-30万元/吨，性价比突出。浙江诺亚HFPD已在国内大型央企信息系统服务商中实现应用，性能达国际一流水平；永和股份、东岳集团均有量产能力。

⚡ 行业巨变：3M退出催生国产替代黄金期

2022年12月，3M宣布2025年底前退出所有PFAS生产，这一决定对行业产生颠覆性影响：

停产进程：2021年10月比利时Zwijndrecht工厂因废水PFOS超标被暂停，该厂占3M半导体冷却液产能80%。2025年8月该厂正式关停，预计全球剩余库存2025年Q4售罄。

市场格局重塑：3M在全球半导体冷却剂市场份额达90%，其退出释放巨大市场空间。国内新宙邦、巨化股份、永和股份、南通詹鼎、天津长芦、浙江诺业等企业正快速抢占份额。

客户切换加速：台积电、三星、SK海力士、英特尔等3M核心客户被迫寻找替代供应商，为国内企业打开进入高端供应链的窗口期。

? 市场空间测算：2028年需求超10万吨的蓝海

基于SemiAnalysis预测，报告做出以下核心假设：

AI数据中心：2024-2028年新增装机量从7GW飙升至59GW，复合增速70%。全浸没式液冷渗透率从9%提升至60%，单机架功率从50kW增至400kW。

传统数据中心：全浸没式渗透率从0.06%逐步提升至3%，单机架功率维持在50kW。

测算结果：2024年全球冷却液总需求1.4万吨，2028年将达10.8万吨，其中AI数据中心需求8.9万吨，占比82%。2025年是需求启动元年，用量将跃升至2万吨，2026年进一步暴增至5万吨。

? 投资逻辑与重点推荐

投资逻辑

1. 确定性需求：芯片功率持续提升，液冷从可选变为必选

2. 技术迭代红利：微通道冷板、相变浸没式等新技术带来价值量提升

3. 国产替代加速：3M退出打开高端市场，国内企业技术突破

4. 政策驱动：PUE硬性指标+东数西算工程推动液冷普及

重点推荐企业

巨化股份：全氟聚醚、氢氟醚产品系列齐全，巨芯冷却液项目规划产能5000吨，一期1000吨已投产，在衢州、金华建成兆瓦级示范应用，PUE低至1.065。

东岳集团：布局全氟聚醚、氢氟醚、六氟丙烯低聚体、改性硅油等全系列产品，在氟化工领域技术积累深厚，可提供一体化解决方案。

中国石油：依托强大的炼化基础，在矿物油、合成油冷却液领域具备成本优势和市场渠道，正加速向高端合成油领域拓展。

⚠️ 风险提示

1. 需求不及预期风险：若AI数据中心装机量或液冷渗透率低于预期，将影响冷却液需求增速

2. 技术路线风险：冷板式与浸没式技术路线竞争，以及浸没式技术成熟度不足可能影响推广进度

3. 环保政策风险：PFAS相关法规趋严，GWP值高的产品可能面临限制，需关注HFO等环保型产品研发进展

4. 产能投放风险：国内在建产能较多，若需求增长不及预期，可能出现产能过剩

5. 客户认证风险：进入台积电、英特尔等供应链需要严格认证，周期较长

? 结论：布局正当时

当前液冷冷却液行业正处于 "0到1"爆发前夕 ，2025年将成为商业化元年。含氟冷却液作为高端市场的核心材料，技术壁垒高、附加值大，在3M退出的历史性机遇下，具备技术储备和量产能力的国产厂商将迎来黄金发展期。投资者应重点关注产品管线齐全、通过头部客户认证、具备一体化优势的行业龙头。

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