华源证券:AI算力高功率化浪潮 热界面材料迎来国产替代机遇

发布时间:2026-11-13 23:35

  华源证券发布研报称,全球热界面材料行业具备较强的成长性,AI算力迭代构成行业核心驱动因素。当前高端TIM市场仍由海外材料巨头占据主导地位,国内厂商依托本土算力产业链发展红利,在垂直取向石墨烯、金属复合等新型热界面材料领域实现技术突破,或将加速国产替代进程,具备自主材料研发能力、实现国内外市场协同布局的产业链标的或将受益。因此维持通信行业“看好”评级。

  AI基础设施由单机服务器向高密度机架及大规模算力集群演进,热管理对象也由单芯片、单服务器扩展至机架乃至数据中心层级。随着芯片功耗、机柜功率密度及集群规模同步提升,热管理需要同时强化芯片近端导热、热量扩散与系统级冷却能力,散热标准持续升级。从传热链路来看,芯片热量依次经过封装内部传导、界面导热、热量扩散,最终由风冷或液冷系统向外排出。TIM1、TIM1.5、TIM2处于不同热界面位置,分别对BLT、界面热阻、翘曲适配、长期可靠性提出差异化要求,高性能TIM评价体系已由单一导热系数指标,转向界面热阻、Z向传热能力、机械适配、热循环稳定性的综合考量。

  石墨烯理论热导率可达2000-3000 W/,但原生片层结构仅在面内具备高导热特性;通过垂直取向、纵向堆叠的结构设计可构建连续Z向导热通道,充分释放厚度方向传热潜力,对比传统聚合物基TIM仅能达到个位数至十余W/的导热水平,垂直取向石墨烯TIM可实现680W/级导热表现,国内厂商鸿富诚相关产品最高导热系数达130 W/,热阻0.04- 0.06 ℃·cm2/W,同时具备优异回弹、压缩应力及热阻稳定性,能够适配界面微观不平整与芯片翘曲,相较传统高分子TIM具备高Z向导热、低界面热阻的突出性能优势。

  英伟达、谷歌等头部厂商持续加大AI数据中心建设、迭代高功耗算力平台,带动整机柜散热需求全面增长,驱动全球热管理市场持续扩容。2025财年包含微软、谷歌、亚马逊、Meta、Oracle在内的海外头部云厂商CAPEX总投入为4013亿美元。谷歌26FYQ2财报进一步大幅上调全年资本开支预期,由原先的1800-1900亿美元上调至1950-2050亿美元。AI算力迭代驱动头部厂商AI芯片功耗大幅攀升,英伟达GPU单芯片功耗由A100的400W向Rubin平台2300W峰值功耗跨越,谷歌TPU亦实现从百瓦级向千瓦级迭代。芯片功耗上行带动整机柜功率持续抬升,GB200、GB300、Rubin Ultra等平台相继转向机架级全液冷架构,传统风冷逐步触及物理极限。AI数据中心高功率化已成趋势,将持续推动冷板、高端热界面材料等热管理产品需求释放,芯片-界面-机柜的全链条散热升级打开行业成长空间。

  MarketsandMarkets数据显示,2022年全球热管理市场规模约107亿美元,预计2028年有望达到193亿美元,对应CAGR为9.7%;细分维度,QYResearch统计2024年全球热界面材料销售额为20.12亿美元,预计2031年将增长至41.48亿美元。海外头部厂商在全球TIM市场仍占据主导地位,2024年杜邦、陶氏化学、汉高市占率分别为11.5%、6.48%、6.05%,汉高、信越、莱尔德、3M等企业持续占据高端TIM主要市场份额。国内市场成为国产厂商加速突围,根据弗若斯特沙利文数据,2025年飞荣达以13.1%的市占率位居国内TIM市场第一,中石科技、思泉新材、鸿富诚等本土企业均已实现相应的份额占位,逐步参与市场竞争。

  全球AI算力资本开支不及预期风险,大宗商品及关键原材料价格波动风险,高端客户认证及导入不及预期风险,行业技术路线迭代风险。

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