AI 发展，热管理的核心瓶颈向芯片聚焦

本报告导读： 半导体《商务部发起模拟IC反倾销调查，国产替代加速》2025.09.14半导体《下一代英伟达Rubin CPX内存升级》2025.09.11半导体《中芯国际拟发行A股购买中芯北方49%少数股权》2025.08.31半导体《3D DRAM：云侧内存市场重要竞争者》2025.08.23半导体《晶圆代工行业龙头25Q2毛利率优于指引上限》2025.08.08 高密度算力中心不断发展，芯片层面的冷却技术愈发成为热管理系统的核心瓶颈，我们认为导热界面材料（TIM）的需求将快速增长。 投资要点： AI发展，热管理对完整散热系统的要求越来越高。伴随AI大模型、AI应用的不断发展，其算力底座数据中心面临全新挑战以满足智算发展需求，数据中心架构正加速向高密度、智能化和可持续方向演进。根据TrendForce表示，AI服务器采用的GPU和ASIC芯片功耗大幅提升，以NVIDIA GB200/GB300 NVL72系统为例，单机柜设计功耗（TDP）高达130kW-140kW。根据行业经验，在电子系统中大概有55%的失效主要由热问题导致，而数据中心电子系统的热管理目标即是在指定负载和条件下将组件温度保持在安全运行范围内，包括机房、服务器机柜、主板、芯片、电源组件等完整的散热系统，应考虑功耗、功率密度及其空间分布等多种因素。 算力芯片的功耗持续攀升，散热材料的挑战越来越大。以英伟达的芯片为例，其2023年发布的4nm制程节点H20芯片的TDP为400W，而B300芯片的TDP则高达1400W。且未来随着AI对算力需求的持续攀升，功率还将进一步提升，预计到了2027年AI芯片的功耗将突破2KW，高功率芯片带来的尺寸增长，将使得芯片翘曲问题日益严峻甚至可达0.3mm，外部散热系统与相关材料工程正加速迭代，以更高的导热效能应对算力热度挑战。 TIM导热界面材料亟需更高性能的解决方案。芯片的散热主要包括外部系统散热技术和导热界面材料两方面，外部系统散热技术主要是液冷技术代替风冷成为数据中心制冷系统的主流，而导热界面材料则从传统硅脂等向各类高性能导热界面材料发展。导热界面材料主要是将热量从芯片端先释放至均热板或热沉，再靠浸没液等达到散热效果，主要包括TIM1、TIM1.5、TIM2等。其中，TIM1连接芯片与均热板，通常要求导热系数达到15W/mK以上，基材一般采用硅胶、环氧树脂等高分子材料，导热填料有氮化硼、氮化铝、石墨烯等，主要包括相变材料、铟片等；TIM 1.5位于裸芯片和散热器之间的界面材料，主要包括导热硅脂、导热凝胶等；TIM2位于均热板与散热器之间，基材可以是高分子材料、液态金属等。 风险提示：技术研发进度缓慢无法满足核心客户的需求、核心人才流失的风险、估值处于较高水平的风险等。 资料来源：Dgtl Infra援引Vertiv，国泰海通证券研究 资料来源：Powerelectronictips.com，国泰海通证券研究 资料来源：Aorus官网 资料来源：SEMIVISION 资料来源：Powerelectronictips.com 资料来源：Laird <Performance Materials>，国泰海通证券研究 资料来源：Indium官网 资料来源：Indium官网 资料来源：Microsoft官网 资料来源：SEMIVISION援引IMEC 风险提示：技术研发进度缓慢无法满足核心客户的需求、核心人才流失的风险、估值处于较高水平的风险等。 本公司是本报告所述中芯国际(688981)的做市券商。本报告系本公司分析师根据中芯国际(688981)公开信息所做的独立判断。 本公司是本报告所述中芯国际(688981)的做市券商。本报告系本公司分析师根据中芯国际(688981)公开信息所做的独立判断。 本公司具有中国证监会核准的证券投资咨询业务资格 分析师声明 作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于作者的职业理解，本报告清晰准确地反映了作者的研究观点，力求独立、客观和公正，结论不受任何第三方的授意或影响，特此声明。 免责声明 本报告仅供国泰海通证券股份有限公司（以下简称“本公司”）的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为本公司的当然客户。本报告仅在相关法律许可的情况下发放，并仅为提供信息而发放，概不构成任何广告。 本报告的信息来源于已公开的资料，本公司对该等信息的准确性、完整性或可靠性不作任何保证。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可升可跌。过往表现不应作为日后的表现依据。在不同时期，本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态。同时，本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改，投资者应当自行关注相应的更新或修改。 本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户，不构成客户私人咨询建议。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议。在任何情况下，本公司、本公司员工或者关联机构不承诺投资者一定获利，不与投资者分享投资收益，也不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。投资者务必注意，其据此做出的任何投资决策与本公司、本公司员工或者关联机构无关。 本公司利用信息隔离墙控制内部一个或多个领域、部门或关联机构之间的信息流动。因此，投资者应注意，在法律许可的情况下，本公司及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券或期权并进行证券或期权交易，也可能为这些公司提供或者争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务。在法律许可的情况下，本公司的员工可能担任本报告所提到的公司的董事。 市场有风险，投资需谨慎。投资者不应将本报告作为作出投资决策的唯一参考因素，亦不应认为本报告可以取代自己的判断。在决定投资前，如有需要，投资者务必向专业人士咨询并谨慎决策。 本报告版权仅为本公司所有，未经书面许可，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表或引用。如征得本公司同意进行引用、刊发的，需在允许的范围内使用，并注明出处为“国泰海通证券研究”，且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。 若本公司以外的其他机构（以下简称“该机构”）发送本报告，则由该机构独自为此发送行为负责。通过此途径获得本报告的投资者应自行联系该机构以要求获悉更详细信息或进而交易本报告中提及的证券。本报告不构成本公司向该机构之客户提供的投资建议，本公司、本公司员工或者关联机构亦不为该机构之客户因使用本报告或报告所载内容引起的任何损失承担任何责任。 评级说明 投资建议的比较标准 投资评级分为股票评级和行业评级。 以报告发布后的12个月内的市场表现为比较标准，报告发布日后的12个月内的公司股价（或行业指数）的涨跌幅相对同期的沪深300指数涨跌幅为基准。 国泰海通证券研究所