来源 | 中金研究院、民生证券、天风证券、新材料先生及网络公开信息
AI算力基建以服务器为主,主要结构可分为芯片、存储设备、交换机、光模块、冷却系统、电源等硬件,这其中涵盖基体、封装、树脂等多个品类原材料。据中金科技测算,2023-2025年由AI算力需求带来的服务器增量或达25万台,增量可观。
芯片领域
AI芯片主要分为GPU(图形处理器)、FPGA(现场可编程逻辑门阵列)、ASIC(专用集成电路)三类。其上游实质仍是大家熟知的半导体产业链,主要涉及基体材料,制造及封装材料。
这里涉及到一个关键的光刻胶材料PSPI(光敏聚酰亚胺),目前全球生产企业主要包括HDM公司、东丽Toray、富士胶片等。
PCB领域
受AI服务器拉动,印刷电路板(PCB)中高频高速覆铜板需求有望放量增长,尤其是M6 级别以上极低损耗覆铜板。PCB是算力系统核心组件之一,根据Prismask,预计2026年我国PCB产值将达到546亿美元,其核心部件覆铜板(CCL)原材料包括电子铜箔、玻纤布、特种树脂等。
这其中又以特种电子树脂材料为关键,目前主要以改性环氧电子树脂为主(如联苯型环氧树脂、双酚环戊二烯型环氧树脂、MAR型环氧树脂等)。此外聚苯醚(PPO)、碳氢、双马来酰亚胺(BMI)、PTFE等高频高速覆铜板用新型树脂也正在快速发展。
光模块领域
光模块作为信息传输核心,速率和稳定性重点在光芯片。光芯片目前主要以硅、磷化铟、砷化镓、铌酸锂等为主要材料,正在向400G/800G/1.6T高速率趋势发展。
目前砷化镓主要生产商有 Freiberger、Sumitomo 、北京通美等;磷化铟主要厂商有IQE、IntelliEPI等;铌酸锂主要生产商有 Sumitomo、Shin-Etsu等,上述部分衬底材料国内中芯国际、中科院等也在积极布局。
除光芯片外,由于高速传输对散热的需求,高导热、低膨胀的金属基复合材料如钨铜合金、金刚石/铜复合材料等在光芯片封装领域的应用也正在增长。
芯片热管理领域
除上述光芯片中提到的金属基封装材料外,芯片热管理主要涉及风冷/水冷相关散热材料,如液冷氟化液(氢氟醚、全氟胺、全氟聚醚等),以及基板、界面材料、底填材料相关导热材料,如导热硅油、导热垫片、石墨膜、导热凝胶、导热相变材料等。其中目前应用较多的导热填料可分为金属颗粒、氧化物、氮化物(氮化硼、氮化铝等)以及碳材料。