国信化工·数据中心及AI服务器液冷冷却液行业分析框架

液冷冷却液行业专题报告：AI算力浪潮下的散热革命与投资机遇

中心思想

高功率与政策双重驱动下的技术替代：液冷成为数据中心散热刚需

本报告的核心观点在于，随着数字经济和AI技术的爆发式增长，数据中心单机架功率已呈指数级攀升。当芯片热流密度超过120W/cm²时，传统风冷散热系统的物理极限被彻底打破，液冷技术正从“可选项”转变为“必选项”。报告的核心逻辑建立在两大硬约束之上：一是物理层面，当芯片功率超过300W，风冷系统散热能力已基本失效；二是政策层面，国家发改委与工信部要求到2025年新建大型数据中心PUE须降至1.3以下，而传统风冷难以达到此标准。因此，液冷技术不仅是技术升级，更是应对高能耗、实现绿色发展的刚性需求。

市场蓝海下的路径竞争与战略布局：冷却液品类尚未形成统一格局

报告明确指出，当前液冷板块处于发展早期，各类液冷方案各具优劣势。冷板式（占91%市场）是目前主流，但浸没式在散热效率上更具潜力。值得注意的是，行业尚未形成统一的既定最优冷却液方案，这意味着不同冷却液品类（水基、油基、含氟）之间存在巨大的路径竞争。对于投资者而言，判断下游服务商将选择何种技术路径，以及对应的冷却液产品供应商，是把握本轮投资机遇的关键。报告重点推荐了巨化股份、东岳集团和中国石油等具备核心冷却液产能的企业，反映了从“材料”切入的投资主线。

主要内容

主流冷却路径梳理：风冷向液冷的技术拐点与市场爆发

全球液冷市场规模快速增长

高能耗与政策约束共同催化了液冷市场的爆发。 报告援引的数据显示，2024年中国算力中心耗电量达1660亿kWh，占全社会总用电量的1.68%。PUE指标正逐年从严：2020年全国大型数据中心平均PUE为1.55，而2025年新建数据中心PUE须低于1.3。政策压力巨大。在市场规模方面，2027年中国液冷数据中心市场规模有望突破1000亿元，2019-2027年复合增速高达51.4%。核心驱动力来自AI服务器功率的爆发：英伟达DGX A100单服务器功率突破6.5kW，较传统服务器提升16倍，而NVL72单柜功率已超过120kW。

主要液冷技术路径梳理

冷板式液冷成熟度高，浸没式液冷散热潜力大。 当下主流液冷技术包括冷板式（2022年占比91%）、浸没式（8%）和喷淋式（1%）。冷板式的优势在于技术成熟、无需大规模改造机房，但解热能力上限较低；浸没式的特点是冷却液必须与设备直接接触，散热效率最高且噪音最小，但维护复杂、氟化液和专用机柜成本高昂。值得关注的是微通道水冷板技术（MLCP）的兴起，其可处理超过1000W/cm²的热流密度，是应对英伟达GB200芯片（功率突破2000W）的关键方向，但制造难度和成本极高。

冷却液品类分析：不同场景下的材料选择与优劣对比

水基冷却液

水基冷却液主要用于单相冷板式液冷，以其高比热容、低成本的优势主导市场。但其关键问题在于易滋生微生物、需定期添加防冻剂和缓蚀剂。25%的乙二醇/丙二醇水溶液是目前行业公认的理想配置，兼顾了散热与防冻。

油基冷却液

油基冷却液（包括矿物油、合成油、改性硅油）主要应用于单相浸没式液冷。矿物油成本最低但导热差、杂质多；合成油热稳定性更高、寿命更长；改性硅油（如东岳集团产品）通过有机基团改性，提升了比热容（普通硅油的1.5倍）和导热系数。但油类冷却液普遍存在粘性大、阻力大、设备清洗难以及对信号传输有干扰的问题。

含氟冷却液

含氟冷却液是单相与相变浸没式液冷的核心材料，性能全面但成本与环保风险并存。 含氟冷却液主要包括全氟聚醚（PFPE）、全氟胺（PFA）、氢氟醚（HFE）及全氟烯烃（HFP低聚体）。其优势突出：优异的电绝缘性、热传导性、化学惰性、无闪点不可燃。但问题在于：第一，成本高昂；第二，环保隐患，全氟聚醚和全氟胺的全球变暖潜能值（GWP）普遍高于5000，受到严格的PFAS（全氟和多氟烷基物质）监管。值得关注的是HFP低聚体（如六氟丙烯二聚体/三聚体），具备低GWP和成本优势，是国产替代的重点方向。

市场空间测算：AI驱动的冷却液需求爆发年

核心结论：2028年全球新增冷却液需求将超10万吨。

报告基于SemiAnalysis和TrendForce的数据给出了量化测算：

• AI数据中心： 2024年新增装机量7GW，2028年将飙升至59GW，复合增长率达70%。AI数据中心液冷渗透率将从2024年的14%提升至2028年的85%，其中全浸没式占比从9%提升至60%。
• 冷却液用量： 以新增装机量×渗透率÷平均功率×单机架1吨用量测算，2024年全球冷却液需求量仅为1.4万吨，但到2028年将达到10.8万吨，其中AI数据中心贡献8.9万吨，传统数据中心贡献1.9万吨。2025年将因AI液冷渗透率从14%跃升至33%而成为液冷需求启动元年。

投资建议及风险提示

投资建议： 当前处于液冷发展早期，聚焦具备核心材料产能的企业。重点推荐 巨化股份（全氟聚醚、氢氟醚）、东岳集团（全氟聚醚、氢氟醚、六氟丙烯低聚体、改性硅油）、中国石油（矿物油、合成油）。

风险提示： 一是装机量不及预期的风险；二是液冷渗透率不及预期的风险（若单机架功率未能持续增长）；三是环保风险，PFAS相关法规趋严可能限制含氟冷却液的应用；四是新增产能投建不及预期的风险。

总结

技术路径的经济性与环保平衡：冷板式与浸没式的长期博弈

本报告全面梳理了数据中心液冷的技术路径、冷却液材料以及市场空间。核心逻辑在于：液冷技术已确定性发生，但最优路径尚未统一。 从技术机理看，冷板式水基液冷以低成本、高兼容性占据当前主流；而浸没式含氟冷却液则在散热能力上具备物理极限优势。未来，行业将在“性能指标”（散热效率、PUE）与“经济指标”（运维成本、冷却液价格）以及“环保指标”（GWP值、PFAS限制）之间寻找平衡点。六氟丙烯低聚体等新型环保氟化液的国产替代，有望在成本与环保之间打开新路径。

国产替代与市场机遇：3M退出带来的万亿级竞速窗口

报告最重要的市场信号来自供给侧的变动：3M将于2025年底前全面退出PFAS生产。 3M曾占据全球半导体冷却剂市场90%的份额，其退出意味着巨大市场空白。国内企业如巨化股份（5000吨全氟聚醚产能）、新宙邦、永和股份等正加速国产替代，这将是2025-2028年液冷材料板块最大的投资主线。综合来看，数据中心液冷正沿着“芯片功率提升→PUE政策收严→液冷技术渗透率爆发→冷却液需求激增”的传导链条演进，是确定性较高的成长赛道。