民生证券液冷散热深度报告指出,冷板式液冷凭借成本优势和运维便利性,当前占液冷服务器市场80%-90%。液冷系统核心部件包括CDU(冷液分配装置)和液冷板,其中液冷板采用铝热传输复合材料制造,工艺壁垒较高。本文基于民生证券研报,深入分析冷板式液冷方案的市场地位与产业链投资机会。
冷板式液冷——技术成熟度最高的液冷方案
冷板式液冷属于间接接触式液冷,冷却液不与发热器件直接接触,通过液冷板将热量间接传递给冷却液。根据液冷板覆盖范围分为局部液冷和全液冷。局部液冷通常仅覆盖高功耗器件,带走约70%热量,剩余30%需风冷辅助。全液冷需根据通信设备硬件架构定制化设计液冷板,以覆盖所有发热器件。
两相冷板液冷系统架构与单相不同的是二次侧冷却液在设备内吸热发生汽化,在CDU内冷凝为液态,充分利用冷却液相变潜热,综合散热能力更强。两相冷板液冷系统压力高于单相冷板,技术成熟度较低,相关产业链有待完善。
冷板式液冷的成本与运维优势
横向比较来看,冷板式液冷由于对服务器结构改动需求较小,除定制冷板需要一定成本外,在可维护性、空间利用率、兼容性方面均具有较强的应用优势。冷板式液冷初始投资中等、运维简单、PUE 1.1-1.2,部署方式与风冷几乎一样,从传统风冷过渡较为平滑。
浸没式液冷初始投资高、运维复杂,需使用专用机柜,服务器结构改造大。喷淋式方案初始投资较高、液体消耗成本大,应用案例较少。冷板式方案凭借更高的技术成熟度和完善的产业链,具备更高的建设和维护便利性,市场接受程度更高。
液冷板——铝热传输复合材料的核心应用
液冷板是热管理系统中直接与发热器件进行热交换的部件。在金属板材内加工形成流道,电子部件安装在水冷板表面并涂装导热介质,内部冷却液从进口进去,从出口带走部件传导的热量。常见液冷板类型包括口琴管式、冲压式、挤压式、吹胀式等。
铝热传输复合材料以3系铝合金为芯材、4系铝合金为复合层,利用轧制复合工艺使芯材和其他铝合金在接触面上形成冶金结合。芯材由铝锰3系合金构成,起强度支撑和散热作用;复合层由铝硅4系合金构成,起到钎焊或改善整体材料性能的作用。复合材生产流程包括熔炼铸造、表面预处理、热轧复合、冷轧、退火精整等环节,热轧复合工艺是决定复合板质量的核心环节,复合材良率约67-68%。
产业链相关标的
华峰铝业为铝热传输行业龙头,现有年产能34-35万吨,重庆二期项目投产后产能将达49-50万吨。公司深度绑定下游龙头客户,良率高于业内平均水平,盈利水平位居业内前列。预计2024-2026年归母净利润11.92/13.77/16.79亿元,PE分别为16/14/12倍。
银邦股份主要从事铝热传输材料、铝钢复合材料生产,建有年产25万吨生产基地,铝热传输材料产能20万吨。淮北35万吨再生低碳铝热传输材料项目建设中,建成后产能将增长175%。东阳光已形成“电子光箔-电极箔-铝电解电容器”完整产业链,积极布局AI服务器液冷领域。
液冷板生产流程关键环节| 环节 | 内容 | 影响 |
|---|
| 熔炼铸造 | 3系合金710-750°C,4系合金700-740°C | 决定铸锭质量 |
| 表面预处理 | 铣面+碱洗+水洗+吹干 | 影响热轧复合质量 |
| 热轧复合 | 加热温度低于皮材固相线10-20°C | 决定复合板质量核心 |
| 冷轧 | 再结晶温度以下轧制 | 提高屈服强度和硬度 |
| 钎焊 | 600°C左右高温钎焊 | 决定散热器整体性能 |