AI的技术突破让时代看到中国力量
硬科技从实验室加速奔向千行百业
银河基金基金经理邀您一同登上
人工智能与行业发展的虹桥
感受春风送暖,蓬勃AI
Q1:“AI服务器需求爆发,树脂行业发展怎么看?”
金烨:AI强劲增长,算力需求持续提升。海外头部企业的产品进入放量期,且算力产品持续迭代,带动硬件出货量及等级要求提升。Deepseek横空出世,算力将本有望带动庞大的应用端产业规模以及推理算力需求,长期看将进一步扩大AI服务器需求。Wind数据显示,OpenAI预估算力需求每3.5个月翻一倍,每年增长近10倍。WSTS预测,全球AI芯片销量将会从2022年的1433万套增长至2025年的2380万套,对应2022-2025年的CAGR达到18.4%。据集邦咨询预测,全球AI服务器出货量有望从2023年的125万台增加至2026年的237万台,2023-2026年CAGR达到24%。我认为,全球AI芯片以及服务器出货量或将迎来发展,有望带动芯片及服务器中PCB需求增加。
相较于消费电子、工业控制等领域,服务器用PCB性能要求更高,售价及原材料成本相对更高。其中AI服务器主要针对大数据、科学计算、人工智能等计算密度较高、数据处理庞大的情景,对PCB板性能要求更高。随着PCB板由M4向M8/M8+级别提升,材料性能要求提升,相关基体树脂材料、铜箔、固化剂等随之迭代。
PCB由覆铜板加工制成,覆铜板的核心原材料为树脂、玻纤布、填料以及铜箔。从基体树脂角度来看,环氧树脂的介电性能相较于双马树脂、PPO树脂、碳氢树脂等仍有差距。应用于AI服务器的高频高速树脂目前仍以双马树脂和PPO树脂为主。其中双马树脂可用于M6级别覆铜板,PPO树脂改性后可以进一步提升介电性能,更适用于高端的覆铜板产品。而随着AI服务器的进一步升级,碳氢树脂、聚四氟乙烯树脂或将成为行业发展新方向。
根据部分上市公司公告测算,仅一家头部科技公司训练服务器,对PPO树脂的需求将从2023年的39吨增加至2026年的356吨,增长接近10倍。而该公司对下一代的碳氢树脂的需求则有望从2024年开始起量,到2026年需求突破200吨。除该公司训练服务器外,推理服务器、海外其他厂商如MD等、中国大陆服务器出货量将保持高速增长。根据中信证券研究报告的测算,双马树脂的总需求将从2022年的238吨增长至2026年的3673吨,PPO树脂的总需求将从2023年的39吨增长至2026年的1358吨,碳氢树脂的总需求将从2024年的4吨增长至2026年的362吨,都呈现出爆发式增长的态势。整个高频高速树脂2024-2026年的CAGR为85%。
从产品售价来看,高频高速树脂单价较高,双马树脂、PPO树脂、碳氢树脂的售价分别达30万/吨、60万/吨、100万/吨,随着高端服务器如B系列的出货占比提升,树脂成本占比将进一步下降。对于服务器来说,树脂重要性高、成本占比低,树脂产品若供应紧张,产品价格具有较高的弹性。
当前高频高速树脂行业供应商仍以海外企业为主,但国内已经有部分新材料企业取得技术突破,实现了PPO树脂和双马树脂的批量供应。由于高频高速树脂成本占比较低,且切入供应链需要较长的时间,已经实现材料供应的企业具备显著的先发优势。国内在高频高速树脂领域已经实现技术突破并批量供货的新材料企业未来受益于整个AI浪潮。
Q2:“HBM产能要翻倍,但材料全靠进口,材料国产化发展您怎么看?”
金烨:AI训练和推理需要处理海量数据,传统内存架构难以满足低延迟、高带宽需求,HBM(高带宽内存)通过垂直堆叠DRAM芯片(如8-12层堆叠)和2.5D/3D先进封装技术,成为AI芯片(如GPU)的核心组件。HBM制造依赖硅通孔(TSV)、混合键合(Hybrid Bonding)等工艺,涉及高纯度硅材料、环氧塑封料(如MR-MUF工艺中的液态填充材料)、铜互连材料等。例如,海力士HBM3E采用MR-MUF工艺,需精密控制封装材料的热膨胀系数和粘结性能。
根据上市公司公告,某韩国芯片生产商计划2024年底将HBM产能翻倍,并投资20万亿韩元新建M15X工厂以提升产能30%以上;其余半导体厂商也加大HBM封装线投资。2025年HBM出货量预计同比增长70%,市场规模有望从2024年的141亿美元增至2029年的380亿美元(复合增长率22%)。产能扩张直接带动封装材料(如键合胶、划片机耗材)和制造设备(如TSV刻蚀机、固晶机)的需求。我国政策支持半导体自主可控,国内企业在先进封装环节布局,带动国产封装材料(如环氧塑封料、球铝、球硅)和设备的市场需求。
如Low-球铝、球硅,算力提升趋势下,对封测的散热要求是产业链最不可回避的问题,而Low-球铝、球硅可很好地解决散热问题。目前除HBM本身封测会使用low-球铝、球硅外,HBM还要与GPU进行封测,也有望提升Low-球铝、球硅的需求。
目前low-球铝、环氧塑封料等HBM的关键原材料国产化率依然很低,主要被日韩企业所垄断,但是随着国内企业在先进封装领域的布局和突破,未来材料的国产化空间巨大,有先发技术优势的企业有望直接受益。
Q3:铬盐听起来像传统化工,和AI有什么关系?
金烨:铬盐是无机盐的一种,可以应用于表面处理、颜料、染料医药、军工、燃气轮机等多个行业。铬因其防腐蚀、耐高温的性质成为现代冶金中重要的金属元素。根据《关于印发铬盐行业清洁生产实施计划的通知》,我国国民经济中约 10%的工业产品与铬盐有关。2019年,中国铬盐总需求量预计为32万吨左右。
当前,铬盐行业正发生需求结构的重大变化,增长驱动力从低速增长的革鞣、轻工电镀、颜料等行业逐渐转向金属铬、高端电镀添加剂等领域,终端应用领域从皮革、房地产转向航空航天、新能源、工程机械、燃气轮机等领域。
铬能够用于提升合金的高温抗氧化性能和耐腐蚀性,是高温合金中非常重要的添加元素。随着合金技术的不断进步,含铬量甚至可超过30%,从根本上提高了材料的耐高温、耐腐蚀性能,而不仅仅依赖涂层、复合技术来满足超高温应用场景的要求。
据华经产业研究院,当前全球高温合金每年需求量约30万吨,参考历史,假设全球、海外主要上市企业及我国主要上市企业其高温合金需求分别以19%、15%、30%的复合增速增至2026年,金属铬取20%的添加量,则预计至2026年,全球高温合金用金属铬需求为10.1万吨,2024年全球金属铬需求7.5万吨,未来两年预计保持快速增长。
除了需求结构正在发生跃迁之外,铬盐的供给端格局也很好,全球铬盐产能经过多年整合,逐步形成了某一区域仅存一家主导型铬盐企业的市场格局。截至2024Q1,全球铬盐产能约119万吨,其中,我国产能约57万吨。铬盐的生产会产生六价铬废渣,六价铬是一种致癌、致畸、致突变的剧毒物质,毒性比三价铬大100倍,被国家列为一类控制的污染物。六价铬极易溶于水,易由土壤迁移至地下水,因而其生产具有一定的排放治理压力,受到国家政策的严格限制。铬盐行业环保政策逐步收紧,例如,《产业结构调整指导目录(2011 年本)(修订本)》中规定,“有钙焙烧铬化合物生产装置”应于 2013 年淘汰;2013年发布的《铬盐行业环境准入条件(试行)》中规定:“控制铬盐生产厂点总数,全国范围内原则上不再新增生产企业布点” 。随着铬盐环保政策收紧,行业新增产能受限,同时中小企业落后产能逐步出清。根据东方财富证券研报,我国铬盐在产企业由1992年的52家已逐步缩减至2021年的8家。
考虑到铬盐尤其是金属铬的下游需求受益于AI、机器人、军工等产业快速发展的拉动,需求增速有望较之前有明显提升,而供给端竞争格局稳定,且由于环保原因扩产受限,因此铬盐行业仍存在较大需求,铬的战略重要性也有望被市场重新认知。
Q4:作为AI的“退烧药”,液冷很火,怎么看这个领域的发展?
金烨:这位朋友你问到了行业灵魂!液冷确实是AI的“退烧药”,温控系统是影响数据中心PUE的关键因素,液冷是未来发展趋势。温控系统是数据中心产业链必不可少的环节,根据ODCC《冷板式液冷服务器可靠性白皮书》信息,2022年某海外第四代服务器处理器单CPU 功耗已突破350瓦,另一海外半导体单GPU 芯片功耗突破700 瓦,AI算力升级产热量加大,温控系统需求不断上升。
人工智能技术的迅猛发展,极大增加了相关产业对高性能算力的需求,而在高性能算力的背后,对设备散热冷却提出了更高的要求。数据中心的散热占电力消耗的比重巨大,电力消耗的43%是用于数据中心的散热。随着数据中心单机柜功率越来越大,采用传统的风冷技术进行散热已不能满足数据中心快速、高效的制冷要求,液冷技术成为解决数据中心散热难题的有效方案。根据《中国液冷数据中心发展白皮书》数据,保守估计2025年中国液冷数据中心市场规模1283.2亿元,其中浸没式液冷市场占526.1亿元,占比将超过40%。根据《数据中心用浸没式冷却液的研究进展》,目前全球数据中心浸没式冷却液总市场规模达到3万吨,2025年有望达到10万吨。根据华经产业研究院,3M的氟化液产品FC-770、Novec-7200售价分别约为64和51万元/吨。保守假设2025年氟化液单吨价格为20万元/吨,则2025年其理论市场空间有望达到200亿元。
电子氟化液生产技术难度大,品质要求苛刻。高性能电子氟化液生产技术曾长期被国外垄断。国外生产电子氟化液的企业占据了全世界绝大多数市场份额。2023年,某美国厂商表示,将在2025年底之前退出含氟聚合物、氟化液和基于PFAS的添加剂产品业务。该厂商在全球氟化液的产能占全球的70%,它的退出将有利于给我国具有氟化液生产能力的企业带来发展机遇。
Q5:材料不就是大宗商品?跟AI有什么关系?
金烨:其实还有很多金属,也受益于AI技术的快速发展和广泛应用,比如说铜。铜作为关键的导电材料,在数据中心、高性能计算、电力基础设施等领域都有着广泛的用途。AI对铜需求的拉动主要体现在以下两个方面:
一是AI算力基础设施的直接需求,铜连接材料的爆发。AI算力对高速、低延迟的数据传输需求推动铜连接技术的革新。例如,在2025年GTC大会上,某海外公司表示GB200芯片采用铜缆作为机柜内连接方案,单台NVL72服务器需使用约5000根铜缆(总长2英里),消耗铜量约1.36吨。此外,镀银铜凭借高导电性、抗电磁干扰等特性,成为高速通信和AI服务器的核心材料。
二是电力与能源转型的间接拉动,AI算力依赖高能耗数据中心,据上海有色金属网SMM统计,2023年中国铜下游需求中,电力占比46.7%。各国电网升级计划(如美国GRIP计划、欧盟电网行动)推动铜需求激增。例如,根据国家电网消息,中国2024年电网投资同比增长21.1%,进一步强化铜的长期需求。根据标准普尔测算,新能源技术(光伏、风电、电动车)单位耗铜量为传统能源的2-5倍。AI算力的普及加速新能源布局,间接提升铜需求。大宗商品贸易商托克预测,到2030年AI相关铜需求将新增100万吨,占当前铜需求量的5%左右。
虽然说和之前提到的高频高速树脂、HBM材料相比,AI对铜的需求拉动并没有那么显著,但是铜作为一种大宗商品,它的供给端受限更为明显。根据《期货日报》的报道,全球铜矿产能扩张缓慢,2024年产量增速仅1.6%,远低于需求增速。主要矿区(如智利Escondida)增产有限,非洲新兴矿区面临基建和政治风险,进一步制约供应。根据Bloomberg预测,由于矿业的资本开支周期很长,通常在7-8年,铜上一轮的资本开支高峰在2017年,此后逐年下降,因此铜的供给压力最大的时候就是24-25年,但即使在供给释放相对较大的年份,铜的价格依然维持在相对比较高的水平,在未来铜矿的供给依然十分有限,因此铜的供需或仍存在缺口。根据高盛报告,现在海外矿企做资本开支的激励铜价大约在1.1-1.2万美金/吨。同时,我们注意到,中国的矿企巨头通过并购、扩产抢占市场份额,因此期待看到相关公司迎来业绩高速增长期。
此外,AI技术的快速发展和广泛应用也正在显著拉动锡的需求增长,尤其是在半导体、新能源及AI硬件制造等领域。AI算力基础设施与半导体的直接需求对锡的需求拉动体现在以下两个方面:
(1) 半导体焊接与封装需求:锡是电子焊接材料(如锡基焊料)的核心成分,广泛应用于芯片封装、PCB板制造等环节。随着AI服务器、GPU及高性能计算芯片需求的激增,锡焊料消费量持续增长。例如,生成式AI的爆发推动AI服务器出货量大幅上升。根据TrendForce数据,受益于云端服务供应商(CSP)及品牌客户对建设AI基础设施需求强劲,2024年全球AI服务器(含搭载GPU、FPGA、ASIC等)出货量将同比增长42%。2025年受云端业者及主权云等需求带动,出货量有望再增长约28%,推动AI服务器占整体服务器市场出货量比例提高至近15%。根据TrendForce数据,中长期来看,预期在各种云端AI训练及推理应用服务推进下,2027年AI服务器占比有机会逼近19%。
(2) 先进制程与高密度封装:AI芯片采用更先进的制程(如3nm、2nm)和3D封装技术,对焊料的精度和性能要求更高,推动高纯度锡及合金材料的需求。
此外,新能源与光伏产业的发展也在拉动锡的需求增长。光伏组件从5BB向MBB焊带技术升级,单位焊带用锡量增加。根据我们测算,电动车电子化程度提升,单车锡用量从传统燃油车的0.5kg增至1.5kg以上。
从供应端来看,近10年来全球锡矿产量稳定在30万吨附近且未来难有供应增量,中国、印尼、缅甸、秘鲁产量占全球锡矿总产量的七成以上,供应集中度较高。受新消费带动锡需求有望维持增长,但资源保障不容乐观,随着全球优质矿产消耗导致成本连续攀升,我们看到锡未来供需格局改善。根据华福证券研究报告,2023-2025年全球精锡产量分别为36.8/36.9/39万吨,需求预计分别为37.7/38.9/40.5万吨,2023-2025年全球精锡仍有缺口,分别为1/2/1.5万吨。在供需缺口持续存在的情况下,关注锡价中枢是否持续上行。
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