中金 | AI寻“机”01：AIDC基建风起，机械机遇何在？

燃气轮机：1）需求端：北美为代表的AI算力缺电驱动，看好新装机景气持续。根据McKinsey，2024-30年美国数据中心电力需求将从178TWh增长至606TWh（中性）。而美国电网基础设施面临老化、分散的问题，因此短期来看具备热效率高、稳定电力输出等优势的燃气轮机或为最优解决方案。根据 McCoy，2024年1-9月全球燃气轮机招标量同比增长33%。2）供给端：主机厂高度集中，供应链企业同步受益。据GEM统计，三菱、西门子、GE VERNOVA 2023年合计市占率达76%。目前燃气轮机整体呈现供不应求的趋势、价格指数在2017-24年间上升了30.12%。我们测算25-28年AIDC驱动的燃机市场空间为90/104/125/151亿美元。

柴油发电机：1）需求端：国内云厂商数据中心资本开支增加，应急备用电源驱动柴发订单。头部互联网厂商2025年IDC资本开支积极。基于供电可靠性要求，大型数据中心通常需要设置备用电源系统，UPS+柴油发电机是目前的成熟应用。2）供给端：外资品牌占主导+产能有限，国产品牌有望实现0-1突破。发动机约占发电机组成本的70%，外资品牌主导下柴油发动机供给紧张，给国产品牌带来机遇，我们测算25-27年柴发OEM/发动机市场空间中枢为109/77亿元。

液冷：1）需求端：AI高功耗+PUE要求趋严，加速液冷方案渗透。液冷技术可解决15kW以上机柜制冷，并将PUE分别降低至1.1甚至接近1.0。我们认为，随着AIDC驱动高功率机柜的规模增加，液冷有望逐步替代传统风冷。2）供给端：冷板式液冷为目前主流方案，核心厂商增长空间打开。目前液冷有冷板式/浸没式/喷淋式三种方案，液冷板方案为主流。我们预计全球2029年AI服务器液冷市场规模或达2,372亿元，国内液冷厂商有望受益。

加工：1）耗材端：AI服务器拉动特高层PCB/ HDI需求，高端PCB制造增加钻针消耗、有望量价齐升。2）加工端：燃气轮机零件复杂，对机床要求提高，当前主要使用海外品牌，关注国产龙头五轴机床企业替代机遇。

AIDC投资不及预期；新技术发展不及预期；关税风险。    

‌人工智能数据中心（AIDC）是指集成了高性能计算能力、大数据处理能力、人工智能算法和云计算服务的综合信息处理中心‌，是由硬件、软件、网络和应用等多个层面组成的复杂系统。

AIDC投资提速，国内外科技公司争先抢占高点。据华为《AIDC白皮书》，2024年全球大型科技公司加速对AIDC的投资，1）美国方面，各家科技龙头均已在全球部署了相关产能，其中OpenAI大股东微软AIDC投资金额高达460亿美元，谷歌投资330亿美元。2）国内方面，中国移动和中国电信两大运营商主力牵头布局AIDC建设，打造覆盖全国的一体化算力网络体系，投资金额以中国移动领衔超千亿元。华为等科技企业提供路径规划和支持，并在2024年6月发布了《AIDC白皮书》，推动智算数据中心建设与发展。

展望2025年，预期海内外云厂商高资本开支有望持续。根据彭博一致预期，阿里（26财年）/腾讯/百度2025年资本开支有望分别+3.3%/+11.7%/-3.3%至 489.17/544.07/125.70亿元；亚马逊/谷歌/微软（26财年）2025年资本开支有望分别+14.3%/+12.2%/+8.7%至860.63/577.93/675.71亿美元。

基础设施位于产业链上游，服务器占IT设备成本70%。根据《中国智算中心（AIDC）产业发展白皮书（2024 年）》，AIDC 资本开支大头仍在IT侧（即服务器、网络设备、软件系统等），约 10-20%的资本开支投入到土建、机电设备配套中。具体来看，在IT设备成本占比中，服务器成本占比最高，达到近70%，其次是网络设备和安全设备，分别占11%和9%‌；非IT成本中，主要为供电系统相关，其次为制冷系统相关，供电系统相关（柴油发电机组、电力用户站、UPS、配电柜）和制冷系统相关（冷水机组、精密空调、冷却塔）分别占69%和18%。

展望2025年，我们认为供电方面作为主电源的燃气轮机和备用电源的柴油发电机、制冷方面液冷新技术、加工方面高端PCB和机床，或都将受益高算力、高功率驱动下的AIDC基础设施建设。

需求端：北美为代表的AI算力缺电驱动

以北美为代表的AI数据中心建设带来用电需求高速增长。AI大模型等新技术的发展催生了大量数据中心建设需求，尤其美国云厂商将较多CAPEX投入在本土数据中心建设，例如微软预计2025财年超过50%的CAPEX将投资在美国。根据JLL，美国数据中心在建项目快速增长，年净增量也持续提升，截至2024年底，美国数据中心累计容量22GW，全球占比~44%；McKinsey预计美国数据中心容量将从2024年的25GW上升至2030年的80GW，CAGR 21%。数据中心也将成为未来美国新增用电主要来源，2007年以来美国总电力需求几乎没有增长，但根据McKinsey，中性情况下，2024-30年美国数据中心新增用电可能占新增需求的~40%（其他增长因素来源于制造业回流、电动车规模增长等），数据中心电力需求将增长至当前的三倍，从178TWh增长至606TWh，CAGR为23%，数据中心电力需求占美国总电力需求的比值从4.3%升至11.7%。

美国用电量短/长期预期均将出现较高增长。根据EIA，2025-26年美国用电量或将来到历史高位，年用电量增速将达2%（2023年前十年时间预测年用电量增长~0.5%）。根据联邦能源管制委员为（FERC）2023年报告，将未来5年美国电力需求增长率从2.6%提高至4.7%。美国电力行业咨询公司Grid Strategies在24年再次上调美国电力负荷预测，预计未来五年美国电力最高负荷将增长128GW，CAGR 3%（2019-23年CAGR为0.5%），增长最大的地区是PJM和ERCOT，其中数据中心或贡献65~90GW。

美国电网分散、导致输电堵塞成本较高。根据EIA，美国2023年各类能源累计发电装机容量达到1281GW，夏季峰值负荷为742GW，但仍出现了区域性缺电的情况：德州运营商ECROT 2023年9月宣布进入能源紧急警报第2阶段，西部互联加州运营商CAISO 2023年7月呼叫能源紧急警报第1阶段。我们认为，一方面是由于风能、太阳能这类新能源装机容量占比达到18.8%，这类可再生能源易受天气和时间段的影响，供电较不稳定；另一方面更重要的是由于美国区域电网孤岛化和电网传输能力不足：根据EIA，美国电网是三个独立的电力互联运行（东部互联、西部互联、德州互联），被落基山脉地形阻隔，彼此之间几乎没有连接，美国电网在建设之初，产权即分散掌握在超过500家公司和组织手中，难以全局统筹兼顾，复杂利益格局导致特高压远距离输电网建设的阻力较大，20世纪70年代至90年代，美国输变电主网投资处于停滞状态，且长期滞后于电力需求和发电装机容量的增长，导致美国输电拥堵成本很高，近年来超高压输电项目审批建设才有所提速，但审批、建设周期也相对比较长，在建的大部分项目经历了超过10年的项目审批。

数据中心区域性分布更易加剧区域性缺电情况。美国数据中心主要分布在弗吉尼亚州、德州、加州：1）弗吉尼亚州：全球最大的互联网交换中心之一，有助于数据中心提供快速的数据传输和低延迟服务，同时接近政府机构和大企业总部、自然灾害风险较小等；2）德州：拥有丰富的能源资源、电力成本较低；3）加州：硅谷和洛杉矶是全球技术创新和互联网产业的核心地，拥有谷歌、苹果、Meta、微软等大型科技公司。这种区域性分布更易加剧美国的区域性缺电，ECROT首席执行官称2030年德州电力需求接近翻倍，其中2/3新增需求来自于数据中心和加密货币。根据中国宏观经济研究院能源研究所，弗吉尼亚州、硅谷、达拉斯沃思堡可新建数据中心规模已分别不足预期的0.2%/0.5%/1.9%。

AI数据中心要求稳定供电，大型科技公司自建配套发电。除电量需求量较大外，AI数据中心对电源提出稳定、不间断、高可靠、清洁的高要求，AI数据中心的硬件设备如GPU、存储设备等，对电源的质量非常敏感，电源中出现的电压波动、电流噪音可能会导致数据丢失、计算速度降低、硬件故障、性能下降、甚至设备损害。为提供AI数据中心所需的大量电力和稳定电源，大型科技公司往往有能源公司合作锁定能源供应，甚至在园区或数据中心附近建造发电厂进行现场发电以应对，主要发电方式包括燃气、核能、可再生能源、地热等。根据Thunder Said Energy统计，2024年全球新规划的30座AI数据中心，57%的电力供应计划采用燃气供电（按容量MW统计），而美国地区这一占比为59%。

燃气发电或为北美数据中心供电短期最优解决方案。相比其他发电方案，短期来看燃气轮机发电具备较多优势：热效率高、快速响应需求、较短建设周期、稳定电力输出、低成本、相对清洁（长期来看可用氢气掺杂减少碳排放）等。Meta、谷歌等多个科技厂商新AI数据中心均选择使用天然气供电。而且美国天然气储备较为丰富，该方式也较为适合美国本土的能源结构。

AI数据中心需求驱动下，全球燃气轮机订单快速增长。全球燃机龙头三菱动力预计，2024-26年，全球平均年燃机订单将有60GW，高于2021-23年的40GW/年[1]。根据 McCoy，2024年1-9月全球燃气轮机招标量同比增长33%。全球燃机三大龙头2024年新签订单均保持两位数增长：1）美国GE VERNOVA：2024年前三季度重型燃机订单台数YoY+38%，燃机总功率数计订单YoY+91%；2）德国西门子：FY2024 Gas Service业务新签订单同比+27%；3）日本三菱重工：FY24上半期（2024年4月-9月）公司能源业务（包含GTCC、航空燃机、蒸汽动力等业务）新签订单同比+20.9%至1兆3,067亿日元。

供给端：主机厂高度集中，供应链同步受益

燃气轮机广泛应用于发电、航空、油气等领域，市场空间广阔。与蒸汽轮机和内燃机相比，燃气轮机启动快速、效率高、污染排放较低、维护便捷，因此在发电、航空、船舶、油气管道增压输送等多个领域得到广泛应用。根据Maximize Market Research，2023年全球燃机市场空间为202.8亿美元（约合1,400亿元人民币）。

发电厂主要采用6MW以上燃气轮机、占据主要市场。燃机轮机可以按照功能、功率、使用对象、循环方式等多种方式分类。按功率分类：一般的分类标准是以50MW和1MW为分界线，功率大于50MW为重型燃气轮机（多用于联合循环发电），1-50MW为轻型燃气轮机（多以单循环方式用于机械驱动和发电），小于1MW为微型燃气轮机，超微型燃气轮机功率大致在千瓦区间以内。

全球燃气轮机主机厂格局集中，扩产周期长+进入壁垒高致价格持续上涨，龙头规划扩产。2023年，据GEM统计，三菱、西门子能源、GE燃气轮机“三大龙头”分别占市场份额36%、24%、16%，总计达76%。由于燃气轮机技术壁垒高扩产周期较长，目前燃气轮机整体呈现供不应求的趋势，根据美国劳动统计局的调查，燃气轮机的价格指数在2017年至2024年间持续上升了30.12%，其中2024年同比上升了4.47%。2024 年Q3 GE VERNOVA、西门子能源、三菱 分别公告了扩产 30~45%、30%、10%的计划，预计26年后落地。

燃气轮机还拥有广阔的后市场。燃气轮机使用寿命长达30-40年，中间需要进行多次小修（一般间隔2年）、中修（一般间隔6年）、大修（一般间隔12年）和日常维护。根据全球最大的第三方燃气轮机运维服务提供商之一Sulzer，燃气轮机设备的后市场支出可以达到设备初始投资的2倍左右，根据Grand View Research，2022年全球燃机服务市场空间339亿美元、并以8.7%CAGR增长至2030年（即2023年市场空间368.5亿美元，约为前述燃机设备市场空间的1.8倍）。根据前瞻产业研究院，维保服务合同中，备品备件一般占合同总额的50%~60%，燃烧热通道部件返修费用约占20%~30%，人工费用约占10%~20%。

后服务市场格局同样集中。由于燃机关键部件制造技术和设计技术一般由燃机龙头掌握，因此全球的重型燃机市场中，龙头主机制造商不仅占据新机，更把控了服务市场，第三方企业准入需获得原厂授权，且该授权往往分具体机型/具体系列授权，准入壁垒较高。

燃机主要包含叶片、气缸、轴承座等零部件。根据Thunder Said Energy，新建数据中心CAPEX约为10,000美元/kw，其中发电成本约为~1600美元/kw；气电厂建设成本约为1000美元/kw，其中~46%为燃机主机（燃机容量越大、资本开支越小，当容量翻倍时，资本支出成本会下降50%）。燃机主机中再去细分，叶片占比13.0%，零部件占比30.4%，涡轮组件35.9%，仪表12.0%，其他设备8.7%。

空间测算：2028年AIDC驱动的燃机市场空间为151亿美元

我们预计2025年由AI数据中心驱动的燃机需求或将达到90亿美元，同比增长2倍。我们测算，2024-28年，全球由AI数据中心带来的新增燃机发电需求将从3.5GW上升至18.1GW，过往全球燃机年均订单40-50GW，2028年增量弹性达到36%-45%；其中美国从2.9GW上升至14.6GW，为主要增量市场。按均价3,000万/kW计算，全球由AI数据中心驱动的燃机新增市场空间将从2024年的29亿美元上升至2028年的151亿美元，CAGR为151%。

需求端：备用电源受国内IDC扩张驱动

互联网云厂商领衔2025年国内数据中心投资，大规模算力集群迎快速增长。数据中心的建设方包含电信运营商、互联网企业（自建）、第三方IDC厂商等。随着AI高算力驱动数据中心升级，头部互联网厂商的大规模资本开支浪潮由海外向国内扩散，成为2025年国内数据中心的主要供给方。根据科智咨询统计，截至2024年8月，中国AIDC项目超过300个、已公布算力规模超50万PFlops，其中，互联网及云厂商按算力规模计算AIDC项目投资占比35.0%、成为第一大投资主体，按项目数量计算仅占比17.7%、也体现出互联网及云厂商单项目算力规模大的特征。

大型云厂商数据中心建设或优先考虑高冗余性和可扩展性，应急电源需求激增。数据中心电源系统除了主用电源系统，基于供电可靠性要求，还需要设置备用电源系统，一般采用不间断电源（UPS）配合柴油发电机系统、燃气发电机系统或其他储能系统。根据TIA或Uptime Institute的数据中心Tier分类，将数据中心分为四级—由“等级Tier I”（没有冗余部件组成的系统）到“等级Tier IV”（有冗错部件和可实现不间断维修的系统），等级越高冗余度越高、容错率越低。AI浪潮下，随着大型互联网厂商推动的数据中心建设增多，大规模的算力集群占比提升，也带动了相关主要及冗余电源系统的配置需求增加。近期，作为重要应急灾备电源的柴油发电机组就已出现供不应求的情况。

柴油发电机由于高可靠性、与UPS相结合，成为数据中心备用电源系统的成熟应用。柴油发电机通过燃烧柴油使发动机运转，发动机带动发电机发电，具备热效率高、功率范围广、便于移动、启动-全负荷运行迅速、可长时间供电（只要有充足燃料）的特点，当市电故障时，启动系统使柴油发电机在十几秒到几分钟内快速启动，达到额定转速和输出电压后，通过自动转换开关（ATS）将负载从市电切换到柴油发电机供电。目前柴油发电机与UPS相结合，成为我国数据中心备用电源系统的成熟应用，是许多高等级大型数据中心的最后一道用电保障。

我们认为，柴油发电机仍是我国中短期数据中心备用电源的主流选择，长远来看有望受益于绿能和储能技术的发展。根据我国《数据中心设计规范》（GB 50147），将数据中心分为A、B、C三级：备用电源是保障A级数据中心正常运行的必要条件，由于柴油发电机组在可操作性上优于其他备用电源，故大部分数据中心采用柴油发电机组作为备用电源。B级数据中心宜由双重电源供电，当只有一路电源时，应设置柴油发电机组作为备用电源。中短期来看，对比燃气发电机组，我们认为柴油发电机组的技术成熟度高、可操作性较强，结合我国燃油的生产和供应网络更为成熟、且燃油存储条件相对简单，因此我们认为柴油发电机或能被更广泛作为数据中心的备用电源。长期来看，参考周钰等的《面向数据中心的储能系统应用研究（2021）》，我们认为随着储能技术的发展，有望实现：1）与绿电直供结合；2）部分/全部替代备用发电机组；3）采用特殊结构的储能系统替代传统交流不间断电源 （UPS）等方案。根据康明斯2024年发布的白皮书，柴油发电机组仍占据主导地位，每年仅需开机几个小时以应对紧急电网中断的情况。但目前数据中心备用电源的选择面临电网供给不足和脱碳要求两重挑战，近期公司观察到备用电源有朝着更低碳的柴油技术（如HVO）方向发展，但同时开机时长也有较大提升、以应对电网供电不足。长期来看，康明斯也储备了电池储能系统（BESS）和燃料电池等低碳、低排放技术，同时微电网控制技术将助力整合未来数据中心的电力系统，这些系统可能包含多种不同的能源。

备电技术持续迭代，创新方案待验证。数据中心供电方案仍在发展，参考OCP2024年《+/-400Vdc Rack for AI/ML Applications》，目前成熟度较高的2种方案均将AC/DC转换环节（PSU）放置在服务器机架内部，主要区别则在备用电源，架构1选择放置在机架外的UPS，架构2则选择放置在机架内的BBU。参考Semianalysis，BBU相当于“机架内的UPS”，可以减少对中央UPS的需求，但BBU采用锂电池、需要先进的灭火解决方案来满足消防规范，后续还有可能搭载超级电容、应对毫秒级别的负荷波动。进一步的，我们认为备电技术的迭代对柴油发电机的影响为没有影响/可能少量降低密度，1）没有影响：柴油发电机是数据中心的最后一道用电保障，理论上只要有燃料就可以持续供电，针对长时间应急属性强烈，与UPS/BBU是两路备用电源、并不冲突，尤其对数据存储量大的超大型/大型数据中心来说很重要，且成本占比不高（约占数据中心资本开支的2-3%），配置意愿强烈。2）可能少量降低密度：参考Meta OCP，采用分布式BBU方案，可以减少在核心空间建造UPS，间接提升效率，对应可能可以减少现场柴发的配置密度（当前大多为冗余配置），但我们认为相关方案仍有待验证，且对柴发总量的影响不会很大。

供给端：外资主导+产能有限，国产有望0-1突破

柴油机驱动发电机运转、将柴油的能量转化为电能，柴油机（发动机）约占发电机组成本的70%。参考泰豪科技2020年债券募集书，柴油发电机组主要由：1）发动机（约占成本70%）、2）发电机（约占成本20%）、3）控制系统（约占成本10%）组成。其中，发动机主要包含“两大机构四大系统”，即1）机体及曲柄连杆机构（汽缸、活塞、连杆、曲轴等）、2）配气机构、3）燃油系统、4）冷却系统、5）润滑系统、6）起动充电系统。

外资品牌主导柴油发动机供给，在手订单饱满、交付拉长。柴油发动机市场份额主要由外资品牌掌握、包括康明斯、卡特彼勒、MTU、三菱等，国产品牌则主要有潍柴、玉柴、菱重（上柴和三菱合资）、上柴等。由于海外数据中心建设较早+投入较大，各家外资柴油发动机厂商在手饱满、排产延后，康明斯、卡特彼勒等外资品牌通常优先供给海外市场。据最新公司业绩交流会，康明斯目前正在为27年储备生产，卡特彼勒往复式发动机交货期延长至18-24个月。同时，康明斯2023年数据中心相关收入14亿美元（50%发动机+50%分销）、全球市占23%，公司预计到2030年数据中心相关收入达30-40亿美元、全球市占25-33%。

因此，2H24以来随着数据中心投资从海外延申至国内，我们判断国产OEM和发动机品牌均有望受益：

► 发动机：迎替代验证潮，有望放量。由于海外品牌发动机产能较为紧张，给了国产品牌发动机替代验证的机会，2024年国产品牌发动机出货还较少但产能储备较为充足，我们展望2025年及以后国产品牌发动机有望随着AIDC的建设和验证通过，迎来倍数级出货增长，贡献收入增加。同时，盈利能力方面由于外资友商涨价，目前国产品牌较外资仍有一定价差，有望在通过验证后顺势调价获取盈利弹性。

► OEM：资源紧缺+受益发动机国产替代，有望量利齐增。量方面，同样受益终端AIDC建设需求，发电机组OEM厂商积极调整产能、协调上下游资源，出货量有望迎来较快增长。盈利方面，国产发电机组OEM有望通过涨价（价格端）+采购国产发动机（成本端）实现盈利能力提升。

空间测算：2025-27年柴发OEM/发动机市场空间中枢为109/77亿元

综上，参考中金软件组对中国数据中心用电量的测算方式，并结合IEA、IDC等机构的预测，我们测算得：1）数据中心柴油发电机组OEM2025-2027年的市场空间分别为105/109/114亿元，2024-2027年CAGR为43%；考虑国产品牌可获得增量国产发动机货源，假设2025-2027年国产品牌市占率分别为60%/65%/70%，对应国产数据中心柴油发电机组OEM市场空间分别为63/71/80亿元，2024-2027年CAGR为60%。2）数据中心柴油发动机2025-2027年的市场空间分别为73/76/80亿元，2024-2027年CAGR为43%；考虑外资发动机供给瓶颈，假设2025-2027年国产品牌市占率分别为30%/45%/50%，对应国产数据中心柴油发电机组OEM市场空间分别为22/34/40亿元，2024-2027年CAGR为144%。

液冷方案优势突出，有望逐步替代传统风冷。传统风冷方式利用大型空调和风扇通过架空地板或管道将冷空气循环至机架，散热并维持设备温度稳定；液冷方式通过液体冷却剂直接循环至CPU和GPU等核心部件吸热，在热交换器释放热量后循环回系统。一般来讲，在低热流密度情况下，功率密度越大，单机柜的功耗越高，液冷的性能优势越明显。相比传统风冷，液冷在AIDC中具备两大优势：

► 降低电力成本：AIDC的电力成本通常高于服务器本身的建设成本，液冷技术通过高效散热显著降低能耗，例如联想的Neptune系统在德国LRZ超算中心应用后，电力成本减少了40%。

► 冷却性能优异：液冷凭借水比空气高出3000倍的吸热能力，能带走更多热量，突破了风冷散热的密度极限，给高密度部署提供了较好方案，液冷成为AIDC散热的优先选择。

AIDC不断突破风冷技术上限，推动液冷大势所趋。以自然风冷的数据中心为例，单机柜密度一般只支持8-10kW，在机柜功率超过10kW后性价比大幅下降。而随着AIGC对算力需求激增，业界已开始规模建设20kW、30kW功率机柜，已远超风冷能够达到的上限。2023年6月三大运营商联合发布了液冷技术白皮书，里面提出2025年底前，要开展液冷技术的规模应用，即50%以上数据中心项目应用液冷技术，我们预计当前液冷占比10%左右，提升空间充足。

PUE（总功耗/IT设备功耗）要求推动数据中心向绿色低碳转型，液冷方案优势明显。PUE是衡量IDC能耗的关键指标，数值越接近1表明IDC能耗越高，2019年中国数据中心的能耗中约43%是用于IT设备的散热，设备散热能耗成为降低PUE的关键因素。当前东部核心地区针对数据中心PUE已提出严格要求，北京、广东、上海等地区均提出新建数据中心PUE要降至1.3以下。此外，发改委“东数西算”提出多个数据中心PUE降至1.2以下。传统风冷方案PUE一般在1.5左右，优化后极限为1.3，而液冷技术（如冷板液冷与浸没液冷）可将PUE分别降低至1.1甚至接近1.0。

三种液冷方案优势各异，液冷板方案为主流。目前液冷有三种发展路径：

► 冷板式液冷：冷板材质一般由高导热系数的材料构成，是唯一一种可标准化液冷方案。早期因其系统较为复杂冷板式液冷被视为浸没式液冷过渡方案，但随着热流密度的增加，冷板式液冷解热能力优势逐渐显现，特别是在英伟达从A卡到H卡的进化过程中被广泛接受。据普华有策数据，2023年中国冷板式液冷市场份额达65%，稳居主流。液冷板最佳工作区间为180瓦每平方厘米，当热流密度超过200瓦每平方厘米时，单向制冷效果会受限，则需使用变相式冷却。

► 浸没式液冷：通过直接接触实现高密度冷却，但由于直接接触，因此材料兼容性较差，且尚未形成标准化产品。初期投资大，配套设备限制多，成本高昂，一般成本是冷板式液冷1.5倍。但其节能优势明显，适合于大算力要求的数据中心部署。

► 喷淋式液冷：不需要对数据中心的基础设施进行大幅度地改动，只需在喷淋模块调整喷淋头，实现喷淋设备与服务器的精准对应，因此基础建设成本最低，但可维护性和材料兼容性较差。

液冷板和冷冻水分配单元（CDU）价值占比较高。据我们拆解，液冷产业链一般由液冷板（成本占比30%）、冷冻水分配单元CDU（包含水泵、阀、发电装置、电器元件）（成本占比40%）及板式换热器（成本占比10%）、连接器和管道等零部件组成。我们分析液冷核心壁垒在于系统的控制算法经验以及保障液冷板或电子元器件密封性的材料和工艺设计。大部分液冷机柜厂商外采泵、阀、管道等专业零部件，自主做系统性功能设计；部分厂商拥有全链条自主生产能力，且配套主板、机柜、散热系统、存储硬盘、网络交换机等机房配套设施。

液冷泵是CDU的重要组件之一。泵提供动力，使液体冷却剂循环通过冷板和冷却系统，确保有效的热传递，是使数据中心内保持最佳工作温度的关键部件。常用泵的类型有离心泵和容积泵。目前主要的参与企业为外资品牌。

运营商液冷渗透率预期乐观，我们预计全球2029年AI服务器液冷市场规模或达2372亿元。我们假设如下：1）我们假设2024-2029年全球AI服务器出货量复合增速30%；2）随AIDC发展，AI服务器功耗或增至5kW-10kW，我们假设新增服务器单台功耗从2024年2kW增至2029年10kW；3）据三大运营商采购招标指引，未来三年液冷技术渗透率或快速提升，至2029年达到70%；4）假设冷板式液占比维持65%。据我们测算，2029年全球AI服务器液冷市场规模可达2,372亿元。

国内液冷厂商大致可分为三个梯队。液冷厂商一般由下游互联网/运营商指定，主要分为三大梯队：1）第一梯队：服务器厂商向下兼容，核心代表企业为曙光和浪潮，兼具生产制造能力，能够提供完整测试设备；2）第二梯队：由传统的精密空调制造商组成，这些厂商原本就从事冷却基础设施配套工作，技术路线从空气冷却转向液冷并没有太大迁移壁垒，此外他们在CDU方面具有天然优势，因为CDU产品形态与精密空调最为接近，且成本占比高达25%以上，例如英维克；3）第三梯队：主要由新兴的小型液冷厂商构成，这些企业大多成立于2020-2021年间，具有灵活市场适应与全系统液冷解决方案能力。

AI服务器拉动特高层PCB/ HDI需求。据Prismark，2023年全球服务器及数据中心对PCB需求占比约13%；2024年全球PCB产值复苏5.5%至733亿元，主要为服务器+数据中心需求拉动。在AI服务器中，特高层PCB（18层以上铜板）/HDI（高密度互联板）提供高密度走线，满足数据讯号传输需求。以英伟达GB200为例，封装基在22层以上。

2024-2028年全球PCB结构性分化。以特高层高速板为代表的高端PCB，迎来快速发展趋势。据Prismark，2023-2028E年全球PCB行业整体增速为5%，特高层PCB（18层以上）、高阶HDI复合增速为10.0%/7.8%。

高端PCB制造增加钻针消耗。高层高速板加工呈现NC钻孔、激光打孔并存，机械钻孔为主流的加工方式（如下图）。PCB板厂通过钻孔机（配备钻针耗材），钻出上下贯通的穿孔打通PCB；根据我们产业了解，主要有如下因素，导致PCB钻针消耗量价齐升：

► 高层板板厚变厚：NC打孔高速转动时，因刀具刚度差而产生偏孔或断刀，增加PCB钻针消耗，如≥10层的PCB板介质层厚度在100um以上。

► 线宽线距小：开短路增多，微短增多，合格率低；

► 钻孔毛刺突出：高多层板树脂填料多，粘度硬度大，钻孔过程中的产生的摩擦高温容易导致板材除胶不净。为改善高层铜厚板毛刺问题，要求换刀次数减少。钻头磨次控制在3次以内，可有效改善钻孔毛刺，因此钻针换刀频率加快。

中国主导全球PCB制造，钻针国产化迎风起。中国大陆PCB产业规模居全球前列，支撑钻针制造潜力；2025年我国PCB产值预计为415亿美元，占全球54%。根据QY Research，2025年我国PCB钻针产值约6.5亿元，第一梯队“日本佑能、鼎泰高科、金洲精工”占据46%份额。

高层PCB带来涂层钻针渗透率提升。PCB用覆铜板的主要成分为树脂、铜箔、玻璃布和填料，带金刚石涂层钻针可增加寿命5-10倍，减少粘连。以鼎泰高科为例，PCB钻针整体在1元/支，带涂层的钻针带来单价至少30%向上弹性。

燃气轮机零件复杂，异形曲面较多。燃气轮机由机匣、叶片（动力装置）、涡轮盘等构成，汽轮机效率高低，尤与叶片型面加工制造息息相关。叶片曲率变化大，间距小，截至目前，国内航空发动机厂、汽轮机厂、叶片专业生产厂，使用大多为Starrag（瑞士）、DMG、Hamuel（哈默）为代表的海外五轴联动叶片加工中心，国产设备替代任重道远。

2024年我国五轴联动机床市场120亿元。根据中商研究院，2021-2024年我国五轴联动机床市场增速14%，远高于同期金属切削市场表现。

► AIDC投资不及预期。若各家厂商对AIDC的投资力度不及预期，将影响相关环节供电、制冷、加工装备的需求量。

► 新技术发展不及预期。若液冷等新技术的发展不及预期，将影响液冷产业链各环节的需求，如服务器、冷板等。

► 关税风险。燃气轮机主机厂主要集中在海外，若征收关税，或将影响中国零部件供应商的出货量和价格。

[1]注：一般燃机订单领先气电装机1.5-3年左右；公开招标容量占气电的80%，和气电装机差异部分来自于非公开招标或内燃机、蒸汽轮机等其他形式的气电。

本文摘自：2025年1月25日已经发布的《AI寻“机”01：AIDC基建风起，机械机遇何在？》

刘中玉 分析员 SAC 执证编号：S0080521060003 SFC CE Ref：BSP722

严佳 分析员 SAC 执证编号：S0080522090006 SFC CE Ref：BUX903

张杰敏 分析员 SAC 执证编号：S0080524110002 SFC CE Ref：BVF825

郭威秀 分析员 SAC 执证编号：S0080521120004 SFC CE Ref：BSI157

王梓琳 分析员 SAC 执证编号：S0080523080005

张梓丁 分析员 SAC 执证编号：S0080517090002 SFC CE Ref：BSB840

丁健 分析员 SAC 执证编号：S0080520080002 SFC CE Ref：BRQ847

邹靖 分析员 SAC 执证编号：S0080522090003 SFC CE Ref：BRY575

刘婧 分析员 SAC 执证编号：S0080523070005