2023年化工材料行業(yè)深度報告 數(shù)據(jù)中心是AI底層算力基礎(chǔ)設(shè)施

2023年化工材料行業(yè)深度報告數(shù)據(jù)中心是AI底層算力基礎(chǔ)設(shè)施一、冷卻材料：算力提升，氟化液大有可為數(shù)據(jù)中心是AI底層算力基礎(chǔ)設(shè)施，價值大幅凸顯作為人工智能、5G、云計算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的底層算力基礎(chǔ)設(shè)施，數(shù)據(jù)中心的價值大幅凸顯。數(shù)據(jù)中心（DataCenter，簡稱DC），即為集中放置的電子信息設(shè)備提供運行環(huán)境的建筑場所，包括主機房、輔助區(qū)、支持區(qū)和行政管理區(qū)等。數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈由上游基礎(chǔ)設(shè)施、中游運營服務(wù)及解決方案提供商、下游終端用戶三部分構(gòu)成。基礎(chǔ)設(shè)施包括服務(wù)器、光模塊等IT設(shè)備及電源、制冷、機柜等非IT設(shè)備。中游包括為數(shù)據(jù)中心提供集成服務(wù)、運維服務(wù)等整體解決方案以及提供云服務(wù)等相關(guān)服務(wù)的供應(yīng)商。終端用戶滲透多個行業(yè)，主要應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)、金融、軟件、電力、工業(yè)、醫(yī)療等行業(yè)?；A(chǔ)設(shè)施是數(shù)據(jù)中心的基石數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施一般由供配電系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、終端配電系統(tǒng)、電源輔助系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)等組成，有時也把上述系統(tǒng)簡稱為風(fēng)火水電（氣油）系統(tǒng)?；A(chǔ)設(shè)施根據(jù)數(shù)據(jù)中心的需要，需要設(shè)計安裝在數(shù)據(jù)中心不同的樓層和部位，為服務(wù)器提供不同的功能保障。數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施包含IT設(shè)備和非IT設(shè)備根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，從數(shù)據(jù)中心上游成本構(gòu)成情況來看，2021年我國數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備成本中，服務(wù)器成本占比最高，達69%，其次為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和安全設(shè)備，占比分別為11%和9%；從非IT設(shè)備成本構(gòu)成來看，成本占比前三的分別為柴油發(fā)電機組、電力用戶站及UPS，占比分別為23%、20%及18%。光模塊是數(shù)據(jù)中心“小而精”的IT設(shè)備光模塊是實現(xiàn)光信號和電信號相互轉(zhuǎn)換的連接器和翻譯器，位于光通信行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈中游，上游包括芯片、光器件等，下游則包括電信和數(shù)據(jù)通信市場兩大應(yīng)用領(lǐng)域，終端客戶包括中國移動等運營商，以及云計算和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心廠商等。市場格局方面，國內(nèi)光模塊廠商發(fā)展迅速。根據(jù)Odmia數(shù)據(jù)，中際旭創(chuàng)和光迅科技是我國光模塊領(lǐng)先企業(yè)，2021年全球市場份額分別為10%和8%，位居全球第二和第四。此外，新易盛、博創(chuàng)科技等后起之秀在光模塊領(lǐng)域也實現(xiàn)快速發(fā)展和成長。2021年2月紡織龍頭華西股份(000936.SZ)完成收購索爾思項目，后者是一家成立于美國、擁有20余年歷史的光組件、光芯片、光模塊廠商，有望從傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)延伸至光模塊等領(lǐng)域。5G與數(shù)據(jù)中心雙引擎驅(qū)動。隨著5G建設(shè)推進及數(shù)據(jù)中心建設(shè)加速，光模塊景氣度提升，全球光模塊市場規(guī)模有望保持高增長態(tài)勢，根據(jù)Lightcounting數(shù)據(jù)，2021年全球光模塊市場規(guī)模約為73.21億美元。此外“東數(shù)西算”工程驅(qū)動光通信產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，光模塊作為光通信產(chǎn)業(yè)鏈中游，在“東數(shù)西算”工程中承擔(dān)信號轉(zhuǎn)換任務(wù)，可實現(xiàn)光信號的產(chǎn)生、信號調(diào)制、探測、光路轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換等功能，將賦能千行百業(yè)，市場前景較大。二、半導(dǎo)體材料：AI芯片推動半導(dǎo)體材料大發(fā)展AI浪潮下，AI芯片需求量將持續(xù)提升AI芯片即人工智能芯片，也被稱為AI加速器或計算卡，是專門用于處理人工智能應(yīng)用中的大量計算任務(wù)的模塊，其他非計算任務(wù)仍由CPU負責(zé)。從技術(shù)架構(gòu)來看，Al芯片主要分為GPU（圖形處理器）、FPGA（現(xiàn)場可編程邏輯門陣列）、ASIC（專用集成電路）三大類。其中，GPU是較為成熟的通用型人工智能芯片，F(xiàn)PGA和ASIC則是針對人工智能需求特征的半定制和全定制芯片。AI浪潮下，云計算、智能汽車、智能機器人等人工智能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，市場對AI芯片的需求不斷增加，AI芯片市場規(guī)模將持續(xù)增長。半導(dǎo)體和AI芯片帶動相關(guān)材料新發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈可以大致分為設(shè)備、材料、設(shè)計等上游環(huán)節(jié)，中游晶圓制造，以及下游封裝測試等三個主要環(huán)節(jié)。半導(dǎo)體材料是產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)中非常重要的一環(huán)，在芯片的生產(chǎn)制造中起到關(guān)鍵性的作用。根據(jù)半導(dǎo)體芯片制造過程，一般可以把半導(dǎo)體材料分為基體、制造、封裝等三大材料。在半導(dǎo)體材料市場構(gòu)成方面，硅片占比最大，其次為電子氣體，此外，光掩膜、拋光液和拋光墊、光刻膠及光刻膠配套試劑、濕電子化學(xué)品、濺射靶材等材料占比也相對較高。半導(dǎo)體基材歷經(jīng)三代發(fā)展，目前仍以Si為主半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)過近六十年的發(fā)展，半導(dǎo)體材料經(jīng)歷了三次明顯的換代和發(fā)展。第一代半導(dǎo)體材料主要是指硅、鍺元素等單質(zhì)半導(dǎo)體材料；第二代半導(dǎo)體材料主要是指化合物半導(dǎo)體材料，如砷化鎵、銻化銦；第三代半導(dǎo)體材料主要分為碳化硅SiC和氮化鎵GaN，相比于第一、二代半導(dǎo)體，其具有更高的禁帶寬度、高擊穿電壓、電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率，在高溫、高壓、高功率和高頻領(lǐng)域?qū)⑻娲皟纱雽?dǎo)體材料。硅片是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵的基礎(chǔ)性一環(huán)半導(dǎo)體硅片是生產(chǎn)集成電路、分立器件、傳感器等半導(dǎo)體產(chǎn)品的關(guān)鍵材料，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)性的一環(huán)。目前絕大多數(shù)半導(dǎo)體產(chǎn)品仍使用硅基材料制造，在硅片基礎(chǔ)上經(jīng)過光刻、刻蝕、沉積、拋光及清洗等工序的多次反復(fù)進行，并經(jīng)切割、封測等環(huán)節(jié)后便形成了具有特定結(jié)構(gòu)和功能的芯片。根據(jù)尺寸大小不同，硅片可分為50mm（2英寸）、75mm（3英寸）、100mm（4英寸）、150mm（6英寸）、200mm（8英寸）及300mm（12英寸）等種類。目前8、12英寸硅片為市場最主流的產(chǎn)品。8英寸硅片主要應(yīng)用在90nm-0.25μm制程中，多用于傳感、安防領(lǐng)域和電動汽車的功率器件、模擬IC、指紋識別和顯示驅(qū)動等；12英寸硅片主要應(yīng)用在90nm以下的制程中，主要用于邏輯芯片、儲存器和自動駕駛領(lǐng)域?！按蟪叽纭睘楣杵髁髭厔荨９杵酱?，單個產(chǎn)出的芯片數(shù)量越多，制造成本越低，因此硅片廠商不斷向大尺寸硅片進發(fā)。二代和三化合物半導(dǎo)體有望獲得進一步應(yīng)用集成電路主要分成硅基半導(dǎo)體與化合物半導(dǎo)體兩大類，以硅材料為襯底材料的半導(dǎo)體歸屬為第一代半導(dǎo)體，以砷化鎵等材料為襯底的化合物半導(dǎo)體則屬第二代，以氮化鎵、碳化硅等材料為襯底的化合物半導(dǎo)體屬第三代半導(dǎo)體。硅基半導(dǎo)體集成電路主要在數(shù)碼運用，如微處理器、邏輯IC、存儲器等；化合物半導(dǎo)體集成電路主要在模擬應(yīng)用，如移動通訊、全球定位系統(tǒng)、衛(wèi)星通訊、通訊基站、國防雷達、航天、軍事武器等功率型、低噪聲放大器等相關(guān)MMIC集成芯片。目前第二代半導(dǎo)體國產(chǎn)化處于早期階段，第三代半導(dǎo)體主要是以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）為代表，憑借其寬禁帶、高熱導(dǎo)率、高擊穿電場、高抗輻射能力等特點，在許多應(yīng)用領(lǐng)域擁有前兩代半導(dǎo)體材料無法比擬的優(yōu)點，有望突破第一、二代半導(dǎo)體材料應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展瓶頸，市場應(yīng)用潛力巨大。隨著人工智能發(fā)展，二、三代有望獲得更多應(yīng)用。三、PCB材料：PCB產(chǎn)業(yè)鏈有望重塑AI帶動各類設(shè)備需求增長，PCB需求有望重塑印刷電路板(PCB)是在電路中起固定各種元器件，提供各項元器件之間的連接電路，由絕緣隔熱、有一定強度的材質(zhì)制作而成的板材。印制電路板是電子產(chǎn)品的關(guān)鍵電子互聯(lián)件，被譽為“電子產(chǎn)品之母”。AI的快速發(fā)展要求高算力，對設(shè)備數(shù)量和水平也提出更多更新的要求，將帶動PCB需求增長。根據(jù)Prismask，預(yù)計2026年我國PCB產(chǎn)值將達到546億美元。PCB目前以剛性板為主，未來將向高端PCB板發(fā)展PCB種類豐富，目前國內(nèi)以剛性板為主。PCB按照基材的柔軟性可以分為剛性板（R-PCB）、柔性板（FPC）、剛?cè)峤Y(jié)合板；按照導(dǎo)電圖的層數(shù)分，可分為單面板、雙面板、多層板；另外，還有特殊產(chǎn)品分類，如高速高頻板、高密度連接板（HDI）、封裝基板等。從PCB產(chǎn)品細分結(jié)構(gòu)來看，普通多層板占據(jù)PCB產(chǎn)品的主流地位。隨著電子電路行業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，終端應(yīng)用產(chǎn)品呈現(xiàn)小型化、智能化趨勢，市場對高密度、高多層、高技術(shù)PCB產(chǎn)品的需求將變得更為突出，高多層板、HDI板、封裝基板等技術(shù)含量更高的產(chǎn)品增長速度將更快，未來在PCB行業(yè)中占比將進一步提升。與先進的PCB制造國如日本相比，目前我國的高端印制電路板占比仍較低，尤其是封裝基板、高階HDI板、高多層板等方面。覆銅板是PCB產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵覆銅板是制作印制電路板的核心材料。覆銅板（CCL），全稱為覆銅箔層壓板，覆銅板是制作印制電路板的核心材料，擔(dān)負著印制電路板導(dǎo)電、絕緣、支撐三大功能。覆銅板經(jīng)歷了“無鉛無鹵化”和“輕薄化”，目前正向“高頻高速化”方向發(fā)展。根據(jù)增強材料和樹脂品種的不同，剛性覆銅板主要包括玻纖布基覆銅板、紙基覆銅板、CEM-3、CEM-1(四大類剛性覆銅板)及金屬基板等。在剛性覆銅板中，F(xiàn)R-4環(huán)氧玻纖布基覆銅板是目前PCB制造中用量最大、應(yīng)用最廣的產(chǎn)品；在金屬基板中，鋁基覆銅板是最大的品種。四、光學(xué)材料：AI帶動光學(xué)顯示材料新發(fā)展AI有望引領(lǐng)新型顯示快速發(fā)展新型顯示泛指LCD、OLED、AMOLED、Mini/Micro－LED、QLED、印刷顯示、激光顯示、3D顯示、全息顯示、電子紙柔性顯示、石墨烯顯示等技術(shù)。新型顯示產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)上游為顯影/刻蝕、玻璃基板、檢測、封裝材料、鍍膜/封裝、驅(qū)動IC、液晶材料、電路板等；中游為LED面板、OLED面板、LCD面板等；下游產(chǎn)業(yè)為應(yīng)用領(lǐng)域，主要為手機、VR/AR、可穿戴設(shè)備、車載顯示、平板/顯示、激光投影等。顯示作為數(shù)字時代信息顯示載體與人機交互的明亮窗口，正在成為人們接收視覺信息的重要端口，顯示產(chǎn)業(yè)正在和5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)深度融合。AI的諸多領(lǐng)域需要新型顯示技術(shù)作為呈現(xiàn)載體，AI帶來的新需求將引領(lǐng)新型顯示快速發(fā)展，相關(guān)顯示及光學(xué)材料有望受益。顯示技術(shù)進階，OLED發(fā)光材料有望加速OLED顯示技術(shù)是繼LCD以后新一代平板顯示技術(shù)，相對LCD顯示，OLED顯示技術(shù)具備省電、輕薄、可視角度大、柔性等優(yōu)點，逐漸成為中小尺寸顯示面板的主流方案。OLED產(chǎn)業(yè)鏈下游為應(yīng)用領(lǐng)域，包括智能手機、智能電視、VR/AR、可穿戴電子設(shè)備(智能手表等)、電腦、車載顯示、照明等領(lǐng)域。其中智能手機、電視、VR等領(lǐng)域應(yīng)用范圍最大。OLED材料主要包括兩部分：發(fā)光材料和基礎(chǔ)材料。OLED發(fā)光材料主要包括紅光主體/客體材料、綠光主體/客體材料、藍光主體/客體材料等；OLED通用材料主要包括電子傳輸層ETL、電子注入層EIL、空穴注入層HIL、空穴傳輸層HTL、空穴阻擋層HBL、電子阻擋層EBL等，發(fā)光材料是OLED材料核心。全球OLED發(fā)光材料的供應(yīng)權(quán)基本掌握在海外廠商手中，國內(nèi)企業(yè)主要從事OLED中間體/粗單體生產(chǎn)，空間大。觸摸屏設(shè)備市場需求擴大，推動中國OCA光學(xué)膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展OCA膠是用于膠結(jié)透明光學(xué)元件（如鏡頭等）的特種粘膠劑，要求具有無色透明、光透過率在95%以上、膠結(jié)強度良好，可在室溫或中溫下固化，且有固化收縮小等特點。一般情況下，OCA指的是光學(xué)亞克力壓敏膠做成無基材膠膜，然后在上下底層再各貼合一層離型薄膜的雙面貼合產(chǎn)品。中國OCA膠仍有較大差距。OCA光學(xué)膠企業(yè)主要集中于美國、日本、韓國等國家，如美國的3M和日本的三菱化學(xué)，三星SDI更是成功開發(fā)了世界上首款為可折疊手機設(shè)計的OCA膠。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，國外企業(yè)長期掌握著OCA光學(xué)膠的核心技術(shù)，市場占有率在80%以上。OCA光學(xué)膠供應(yīng)廠商大體分為三個梯隊，3M是全球龍頭，基本占據(jù)了主流全貼合用膠（厚度125um200um）的市場。斯迪克的OCA光學(xué)膠膜產(chǎn)品在部分終端品牌實現(xiàn)突破，并借助成本優(yōu)勢主動切入返修市場和白牌市場。光學(xué)膜技術(shù)含量高，有望迎來可持續(xù)發(fā)展光學(xué)膜作為一種光學(xué)介質(zhì)材料改變光波傳遞特性。光學(xué)薄膜是指在光學(xué)元件或獨立基板上，制鍍上或涂布一層或多層介電質(zhì)膜或金屬膜或這兩類膜的組合，以改變光波之傳遞特性，包括光的透射/反射/吸收/散射/偏振及相位改變。經(jīng)由適當(dāng)