(以下内容从华福证券《机械设备行业专题报告:3D打印微通道冷板,下一代高热流密度液冷的关键解法》研报附件原文摘录)
投资要点:
AI算力革命背景下,风冷转液冷是散热需求提升的必然选择
从可选到标配的规模化跃迁,液冷技术渗透率持续提升。英伟达RubinNVL72与谷歌TPUv7均采用100%全液冷架构,从可选技术路线成为高密度AI集群的标配,迈向规模化导入。据TrendForce数据,2024年AI数据中心液冷渗透率14%,2026年预计提升至40%。
冷板液冷仍是目前数据中心大规模部署的主流方案,份额约80%-90%。出于规模化部署的可行性考虑,我们认为,冷板液冷凭借部署灵活、维护简便等方面优势,预计未来一段时间仍将是数据中心规模化落地的主流方案。
绿激光3D打印破解微通道量产瓶颈,金刚石铜是下一代理想材料(1)微通道冷板:冷板性能直接决定散热效果,是液冷系统中技
术含量最高、价值量最集中的核心部件之一。铜是冷板等散热材料的首选,结构优化是提高冷板散热性能的关键,随着AI芯片功率提升,对于高性能微通道冷板的需求更加迫切。当前微通道液冷板正沿着“通道微缩化、结构内嵌化、封装一体化”等技术主线同步推进产业化落地。
(2)绿激光3D打印:打破高精密度微通道冷板生产瓶颈的最优解。CNC+焊接等传统工艺存在局限性,无法满足纯铜微通道冷板的大规模稳定生产的要求,成为目前高密度散热升级的核心阻碍之一。一方面,铜对绿激光吸收率约40%,而红外激光吸收率不到5%;另一方面,3D打印工艺可以适配更精密、更复杂的微流道设计与生产。绿激光3D打印的出现,成为打破高精密度微通道冷板生产瓶颈的关键工艺,为纯铜微通道液冷板的大规模应用奠定了基础。
(3)金刚石铜:散热材料升级迫在眉睫,产业化落地进程提速。金刚石铜复合材料兼具金刚石与铜的双重优异性能,是制备高功率密度液冷板的理想材料。利用3D打印技术制备金刚石铜微通道液冷板,导热系数突破1000W/m·K,界面热阻降低至0.1K/W,适配1500W/cm²以上的超高热流密度场景。2026年4月,金刚石铜复合材料在全国首次规模化应用,产业化进程提速。
(4)市场空间:AI算力革命打开液冷、金刚石行业成长天花板。据普华有策预测,2030年全球服务器液冷市场空间将增至535亿美元,其中冷板市场空间有望达230亿美元,折合人民币超千亿规模。我们测算,2030年AI芯片领域金刚石散热市场规模有望达480-900亿元。
投资建议
AI芯片高功耗带动液冷需求快速增长,微通道冷板持续向精细化迭代,传统CNC+焊接工艺难以适配量产需求。我们认为,3D打印(纯铜+绿激光路线)有望成为突破工艺与量产瓶颈的核心路径,同时AI芯片高功耗也将加速推动金刚石铜等高导热材料产业化落地。
(1)看好具备绿激光3D打印技术储备的纯铜微通道液冷板制造企业。建议关注:鸿日达、南风股份。
(2)重视上游材料及设备供应商。建议关注:有研粉材、有研复材、博威合金、大族激光、英诺激光。
(3)金刚石材料及应用端企业。建议关注:国机精工、沃尔德、四方达。
风险提示
行业竞争加剧风险、技术迭代不及预期、产业化落地不及预期。