AI浪潮驱动化工新材料五大领域需求变革与国产替代机遇

  • 来源:国海证券
  • 发布时间:2026/07/24
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化工新材料行业深度报告:AI浪潮带动材料需求大幅增长——AI赋能化工之十.pdf

研究背景与目的本报告为国海证券"AI赋能化工"系列研究之十,聚焦AI浪潮对化工新材料行业的带动效应,系统梳理液冷材料、半导体材料、PCB材料、MLCC材料及光学材料五大领域的应用场景、技术路线与核心标的,旨在解决AI新材料五大领域应用场景与核心标的梳理、数据中心液冷方案与液冷材料分析、半导体材料市场构成与细分领域需求分析、PCB市场空间预测与材料体系拆解、MLCC及新型显示材料市场空间与竞争格局分析等核心问题。核心结论AI技术迅猛发展拉动高性能算力需求,推动液冷技术成为数据中心散热大势所趋,氟化液、合成油、含氟制冷剂等液冷材料大有可为。AI芯片作为人工智能核心,推动半导体材料大发展,光刻胶、湿...

液冷材料:算力跃升催生高效散热新需求

AI技术迅猛发展推动高性能算力需求激增,设备散热冷却面临更高挑战。液冷技术采用液体替代空气作为冷却介质,将液体直接或间接接触发热器件,可使散热效率大幅提升,能够有效满足单点、整机柜、机房的高散热需求。芯片功率密度持续攀升,CPU散热设计功耗已达350~500W,AI芯片功耗更突破至1000W以上,传统风冷系统散热上限一般为20kW/柜,越来越难以为继。

数据中心液冷受两大核心因素推动:一是高散热诉求扩大,随着芯片功率密度提升,风冷已不能满足当下散热需求;二是高耗电约束,冷却系统约占数据中心总能耗的40%,制冷耗电是影响PUE值的关键。目前冷板式液冷和浸没式液冷为两大主流方案。冷板式液冷中单相冷却介质主要为去离子水,相变冷板式主要以氟化物为主;浸没式冷却液主要分为合成油和氟化液两大类,其中氟化液由于化学稳定性高、介电常数低、流动性好,是数据中心浸没式冷却的理想冷媒之一。

半导体刻蚀用氟化液亦进入国产替代放量期。氟化液是晶圆刻蚀环节中主流温控冷媒,海外主要生产商3M宣布将在2025年底之前退出含氟聚合物、氟化液等产品业务,伴随海外龙头退出,国产半导体刻蚀氟化液有望迎来放量期。

半导体材料:AI芯片拉动全产业链技术突破

AI芯片作为人工智能核心,将在AI浪潮下获得快速发展和应用。半导体材料是芯片的基石,受益于AI需求拉动,半导体材料将获得更大发展空间,技术变革和国产替代的步伐将进一步加快。半导体材料主要分为制造材料及封装材料两大类,其中光刻胶、湿电子化学品、电子气体、掩膜版、CMP抛光材料、溅射靶材等核心耗材国产化率普遍偏低,国产替代需求旺盛。

光刻胶是电子领域微细图形加工的关键性材料,在半导体、面板、PCB等行业生产中具有重要作用。国内诸多企业积极布局光刻胶产业链相关产品,已构建覆盖G/I线、KrF、ArF的全制程光刻胶产品矩阵,在高端DUV光刻胶领域布局深远。湿电子化学品纯度与性能直接决定下游产品的良率和可靠性,随着集成电路制程持续微缩、第三代半导体快速崛起以及国产替代进程加速,行业迎来较大发展。电子特气作为"芯片血液",目前国内第一梯队厂商已具备规模生产能力,但和国外龙头企业相比仍有较大差距。CMP抛光材料方面,国内企业率先打破海外垄断,抛光硬垫、抛光液全品类布局加速,铜及铜阻挡层抛光液成功实现首次订单落地。溅射靶材领域,国产替代进程正在全面加速,部分高端产品已批量应用于先进制程产线,头部企业逐步向产业链上游延伸。

PCB材料:高频高速化重塑产业链格局

印制电路板被誉为"电子产品之母",AI快速发展要求高算力,对设备、电子元器件数量和质量提出更多更新的要求,将带动PCB需求新增长,高频高速PCB有望成为未来发展主流。全球PCB产值在经历周期性调整后有望迎来复兴,中国大陆作为全球最大PCB生产基地,产值占比超过一半,将继续保持稳定增长态势。

覆铜板是制造PCB的核心材料,其成本中原材料占比高达87%,主要由铜箔、树脂、玻纤布三大主材构成。伴随AIGC、机器学习等高性能计算不断加快,高算力服务器PCB对覆铜板的介电性能有着持续提升的要求,基于环氧树脂的覆铜板材料逐渐难以满足高频高速应用需求,碳氢树脂、聚苯醚、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂等新型电子树脂应运而生。电子级玻纤布作为覆铜板的绝缘增强材料,硅微粉作为高性能填料,均将在覆铜板行业向高频高速和轻薄小型化方向发展过程中获得增量需求。

MLCC材料:AI服务器驱动粉体需求激增

MLCC被称为"电子工业大米",随着可靠性和集成度的提高,其使用范围越来越广。AI服务器作为高算力基础设施,单台MLCC用量显著高于传统服务器,有望推动MLCC粉体需求快速增长。全球MLCC市场规模预计将持续扩大,需求量同步攀升。

MLCC成本中陶瓷粉料占比较高,在低容产品中占比20%-25%,高容产品中占比高达35%-45%。MLCC所用电子陶瓷粉料的微细度、均匀度和可靠性直接决定了下游产品的尺寸、电容量和性能的稳定。全球MLCC陶瓷粉末市场由少数海外企业主导,国内企业在粉体制备领域加速追赶。

光学材料:新型显示技术引领材料迭代

显示面板作为数字时代信息呈现与人机交互的载体,正在和人工智能、5G、物联网等新兴产业深度融合。AI的诸多领域需要新型显示技术作为呈现载体,AI带来的新需求将引领新型显示快速发展,相关显示及光学材料有望受益。

OLED显示技术具备省电、轻薄、可视角度大、柔性等优点,逐渐成为中小尺寸显示面板的主流方案,但全球OLED发光材料的供应权基本掌握在海外厂商手中,国内企业主要从事中间体/粗单体生产,国产替代空间大。OCA光学胶是触摸屏设备的关键原材料,国外企业长期掌握核心技术,市场占有率在80%以上,国内企业借助成本优势主动切入返修市场和白牌市场,并在VR/AR领域实现突破。光学膜技术含量高,超短焦光学折叠光路方案逐渐成为消费级VR光学的发展方向,偏光片作为VR主流显示器LCD的关键原材料,国内厂商已实现折叠光路用偏光片量产出货。

行业展望与风险提示

AI大潮有望带动产业链迎来大时代。化工行业作为各行业的材料根基,有望迎来全新的发展格局。AI带动下,相关化工材料需求有望保持可持续增长,AI促进下技术进步与革新的脚步有望加快,同时我国"卡脖子"材料有望加速国产化替代进程。需关注AI技术发展和需求增长不及预期、技术迭代风险、新建项目投产进度不及预期、新材料技术开发和国产替代不及预期、原材料价格大幅波动、行业竞争加剧、国际局势动荡、行业政策大幅变动等风险因素。

编辑:流星雨
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