国信化工·数据中心及AI服务器液冷冷却液行业分析框架

请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容2025年09月25日国信化工·数据中心及AI服务器液冷冷却液行业分析框架行业研究 · 行业专题 基础化工·氟化工投资评级：优于大市（维持）证券分析师：杨林证券分析师：张歆钰010-88005379021-60375408yanglin6@guosen.com.cnzhangxinyu4@guosen.com.cnS0980520120002S0980524080004证券研究报告|请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容核心观点Ø随着数算中心规模、功率不断提升，高效冷却技术快速发展，液冷主要解决高能耗、高发热难题。据《智算中心液冷产业全景研究报告》，2024年我国算力中心总耗电量达1660亿kWh，占全社会总用电量的1.68%。2020年国家工信部公布《全国数据中心应用发展指引（2020）》，全国在用超大型数据中心平均PUE达1.46，大型数据中心平均PUE为1.55；2023年4月，财政部、生态环境部、工信部联合印发《绿色数据中心政府采购需求标准（试行）》中提出，2023年6月起，数据中心电能比不高于1.4,2025年起数据中心电能比不高于1.3；数据中心大量能耗主要为热能，降低PUE可由液冷技术驱动。此外，根据实验数据，当芯片功率超过300W时，传统风冷系统散热能力便已失效，芯片热失控风险急剧升高。液冷技术利用液体比热容高于空气的优势，实现对芯片精准散热。Ø主流液冷技术为冷板式与浸没式，冷板式液冷由于技术方案相对成熟，是目前主要的液冷应用方案。液冷具有换热效率高、节能、减少噪音等多重优势，按照冷却液与服务器接触方式不同，可分为间接冷却与直接冷却，间接冷却一般为冷板式，直接冷却包括浸没式和喷淋式。其中冷板式与浸没式按照冷却液介质是否发生相变又可分为单相与双相。冷板式液冷技术方案相对成熟，不需要对数据中心机房进行大规模改造，但解热能力上限仍不如浸没式液冷；浸没式液冷冷却液介质需直接与设备接触，专用机柜对于管路要求高，维护复杂，冷却液介质如氟化液售价高昂且使用量较大，整体运维成本较高，但浸没式液冷解热能力更高且噪音最小。Ø不同基质的冷却液一般用于不同场景，水基冷却液一般用于单相冷板式液冷，制冷剂可用于双相冷板式液冷；油基冷却液与含氟冷却液可用于单相或多相浸没式液冷。冷板式液冷不直接与设备接触，水基冷却液具有高比热容、低成本等优点，但存在易滋生藻类、细菌等问题；油基冷却液绝缘性好，具备成本较低等优势，但存在黏度大、阻力大、影响信号传输等问题；含氟冷却液主要包括全氟聚醚、全氟胺、氢氟醚、全氟烯烃等，含氟冷却液流动性好、毒性低、绝缘性好，但售价相对较高。Ø冷却液市场空间测算：根据SemiAnalysis预测，2028年全球新增AI数据中心装机量将达59GW，预期或将催生出约8.9万吨冷却液需求；传统服务器新增装机量或将带来1.9万吨冷却液需求。Ø风险提示：数据中心装机量不及预期；数据中心液冷渗透率不及预期；PFAS等相关环保政策变化；新增产能投建不及预期。Ø投资建议：数算中心机架功率持续提升，液冷方案可解决数算中心高能耗、高散热难题。当前液冷板块处于发展早期，各类液冷方案各具优劣势，行业尚未形成统一既定的最优液冷方案，需密切关注下游服务商选择的液冷方案路径与对应冷却液产品。重点推荐：巨化股份（氟化液）、东岳集团（氟化液、改性硅油）、中国石油（矿物油、合成油）等。2请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容主流冷却路径梳理01水基冷却液02油基冷却液03含氟冷却液04目录市场空间测算05投资建议及风险提示06请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容主流冷却路径梳理1目录返回目录请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容全球液冷市场规模快速增长1.1目录返回目录请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容数据中心规模持续提升，散热问题愈发显著Ø数据中心，指为具备计算能力、存储能力以及信息交互能力的IT应用系统提供集中存放的场所，通过统一标准建设，可实现系统的稳定、可靠运行。随着全球数字化技术、AI技术蓬勃发展，全球数据中心规模快速增长。根据中国信通院、中商产业研究院及科智咨询数据，2017年全球数据中心规模为465.5亿美元，预计2027年将达到1632.5亿美元，期间复合增长率达13.4%。Ø数据中心电能利用效率（PowerUsageEffectiveness，PUE），指数据中心总耗电量与数据中心IT设备耗电量的比值。PUE越接近1表明用于非IT设备耗能越低，数据中心绿色化程度越高。Ø数据中心高效冷却技术的发展迫在眉睫。数据中心产业快速发展的同时，也带来了能耗大幅增长的问题。据《中国数据中心能耗现状白皮书》，2015年全国大数据中心的耗电量已达1000亿kWh，相当于三峡电站全年的发电量；2018年数值迅速爬升至1609亿kWh，超过上海全年的社会用电量。根据2020年国家工信部公布的《全国数据中心应用发展指引（2020）》，全国在用超大型数据中心平均PUE达1.46，大型数据中心平均PUE为1.55；2021年7月工信部公布《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》，到2023年底新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下；2022年7月国家发改委同意启动建设全国一体化算力网络国家枢纽节点的系列复函中指出，国家算力东、西部枢纽节点数据中心PUE分别控制在1.25、1.2以下；2023年4月，财政部、生态环境部、工信部联合印发《绿色数据中心政府采购需求标准（试行）》中提出，2023年6月起，数据中心电能比不高于1.4,2025年起数据中心电能比不高于1.3。资料来源：工信部、国信证券经济研究所整理图：全国数据中心PUE情况1.461.551.361.391.251.31.351.41.451.51.551.6在用超大型在用大型规划在建超大型规划在建大型图：全球数据中心市场规模（亿美元）资料来源：中国信通院、科智咨询、中商产业研究院、国信证券经济研究所整理5007009001100130015001700201720182019202020212022202320242025E 2026E 2027E全球数据中心市场规模（亿美元）6请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容资料来源：科智咨询、国信证券经济研究所整理注：液冷数据中心市场规模包括液冷服务器和液冷数据中心基础设施市场规模；液冷服务器为当年度终端用户液冷服务器市场规模风冷散热效率难以匹配，液冷方案成为数据中心散热更优选择Ø 风冷散热效率逐渐难以匹配数据中心功率，绿色数算及芯片效率使液冷技术成为未来发展趋势。数据中心最初依赖风冷系统散热，随着数据中心的超大型化和高密度化发展，数据中心功率快速提升：当前X86平台中央处理器（CPU）最大功耗已达400W，图形处理器（GPU）功率突破700W，网络介质访问控制（MAC）芯片功率更达到800W量级。英伟达DGXA100服务器在训练ChatGPT模型时，单服务器功率突破6.5kW，较传统服务器提升16倍，NVL72单柜已经超过120kW。这种功率的跃升直接导致芯片热流密度超过120W/cm²，远超风冷散热极限。热力学模拟显示