AI 端侧散热告急!微泵液冷掀起革命,产业链龙头一览

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一、手机性能提升与散热需求的关联性分析

SoC 功耗与热负荷的攀升

随着手机性能提升,SoC 的计算能力呈指数级增长,例如 3nm 制程芯片的晶体管密度提升导致功耗显著增加。根据半导体行业分析,2025 年旗舰 SoC 的峰值功耗已突破 15W,较 2020 年提升约 40%。主板集成度提高和电池快充技术(如 100W 以上)进一步加剧整机热负荷。AI 任务(如实时图像处理、大模型推理)对算力的持续需求,使 SoC 需在高负载下长时间运行,导致温度波动加剧。例如,高通骁龙 8 Gen 4 在 AI 推理时的功耗较前代提升 25%,热流密度超过 12W/cm²,传统被动散热已难以应对。

OPPO 散热数据的验证

OPPO 在 2025 年 7 月发布的 K13 Turbo 系列中明确提出:被动散热(如 VC 均热板)的理论极限为 79mA/℃,而其主动散热技术 “疾风散热引擎” 通过内置风扇和微泵液冷实现了 92mA/℃的散热效率,较被动方案提升 3 倍。这一数据与行业趋势吻合 —— 海通证券指出,传统 VC 均热板在 AI 手机中已接近性能瓶颈,需通过主动散热(如液冷 + 风扇)突破极限。

AI 端侧对散热的核心要求

AI 功能(如语音助手、AR 导航)需 SoC 持续高负载运行,而芯片温度超过 90℃时性能将下降 30% 以上。主动散热技术通过动态调节散热功率,可将 SoC 温度稳定在 75℃以下,确保 AI 任务的连续性。例如,OPPO 疾风散热引擎在高负载场景下可降低温度 10-15℃,使 AI 推理速度提升 18%。

二、微泵液冷技术的革命性突破

技术原理与优势

微泵液冷通过小型化压电微泵驱动相变材料(如水或氟化液)循环流动,实现以下突破:

散热面积扩展:冷却液通过管路覆盖主板、电池等多热源,散热面积较传统 VC 提升 5 倍以上。

智能温控:基于算法动态调整泵速,例如在 AI 推理时提升泵速至 18000 转 / 分钟,而待机时降至 3000 转,功耗降低 90%。

结构适应性:微型泵体体积仅 2-3cm³,可嵌入折叠屏手机铰链或轻薄笔记本键盘下方,厚度增加不足 1.5mm。

行业应用与量产时间表

2025 年落地情况:OPPO K13 Turbo 系列已搭载主动液冷技术,华为 Mate80(M80)被曝采用微泵液冷 + 风扇双方案,成为首款量产机型。

2026 年普及趋势:预计 2026 年旗舰手机主动液冷渗透率将超 30%,笔记本电脑(如戴尔 XPS 15)和平板电脑(如 iPad Pro)将跟进应用。

远期场景:AI 眼镜(如 Meta Project Nazare)对散热要求极高,微泵液冷可解决镜片起雾和芯片过热问题,预计 2027 年后逐步应用。

技术天花板与竞争格局

被动散热的理论极限(79mA/℃)受限于材料导热系数和相变效率,而主动散热通过能量输入突破这一限制。例如,艾为电子的高压微泵驱动芯片 AW86320 可支持 180Vpp 驱动电压,使液冷系统的散热功率提升至 20W 以上,较传统方案提高 2 倍。目前,全球仅 3 家厂商(艾为、南芯、TI)掌握压电微泵驱动芯片核心技术,国内厂商凭借成本优势和快速响应能力,已占据 40% 的市场份额。

三、微泵液冷产业链的上市公司深度解析

(一)微泵驱动芯片:技术壁垒与市场格局

核心地位与技术门槛

微泵驱动芯片是液冷系统的 “心脏”,需满足以下要求:

高压驱动能力:压电微泵需 100V 以上电压驱动,艾为 AW86320 支持 180Vpp 输出,较海外竞品(如 TI BQ769X0)高出 20%。

低功耗设计:待机功耗需低于 10μA,艾为芯片通过能量回收机制将功耗控制在 5μA,较传统方案降低 90%。

可靠性:芯片需通过 1000 小时高温高湿测试(85℃/85% RH),艾为和南芯的产品已通过 AEC-Q100 车规认证,可满足消费电子和车载场景需求。

国内厂商的竞争态势

艾为电子(688798):

作为国内数模芯片龙头,其 AW86320 芯片采用 WLCSP 封装(2.2mm×1.8mm),支持正弦波输出(THD<1%),已通过华为、小米等厂商验证,计划 2025 年 Q4 量产。该芯片的毛利率超过 60%,技术壁垒高于传统电源管理芯片。

南芯科技(688484):

推出 SC3601 芯片,驱动电压达 190Vpp,支持多模式波形输出,节电效率较传统方案提升 10 倍。其客户覆盖荣耀、OPPO,并已进入苹果供应链测试阶段。

技术格局:

国内厂商在高压驱动、低功耗设计等方面已接近国际水平,但在超高频响应(>10kHz)和集成度(如内置温度传感器)上仍有差距。目前市场由艾为和南芯主导,CR2 超过 70%。

(二)液冷模组:规模化应用的核心环节

飞荣达(300602):

技术布局:

公司是全球最大的导热材料供应商之一,液冷模组产品包括:

3D VC 均热板:厚度 0.3mm,散热效率较传统 VC 提升 40%,应用于三星 Galaxy S25 Ultra。

两相液冷系统:采用微泵 + 冷板设计,散热功率达 30W,适配 AI 服务器和游戏本。

客户与产能:

直接供货苹果、华为,2025 年液冷模组产能达 5000 万套,较 2023 年增长 300%。其苏州工厂新建的液冷产线已投产,良率提升至 98%。

苏州天脉(301626):

产品优势:

专注于超薄导热材料和均温板,其钛金属 VC 均热板厚度仅 0.2mm,重量较铜材质减轻 50%,应用于华为 Mate80 折叠屏版本。

市场拓展:

2025 年 Q1 液冷模组营收同比增长 60%,客户新增联想、戴尔等 PC 厂商。其募投项目 “散热产品生产基地” 将于 2026 年投产,预计新增液冷产能 2000 万套 / 年。

其他重要厂商:

中石科技(300684):

液冷板产品通过英伟达 H200 认证,导热系数达 400W/mK,供应字节跳动超算中心。2025 年上半年液冷业务营收同比增长 280%,毛利率提升至 45%。

领益智造(002600):

钛金属 VC 均热板技术全球领先,已批量应用于苹果 iPhone 16 Pro。其液冷模组在折叠屏手机中的市占率超过 50%。

四、行业趋势与投资逻辑

技术迭代方向

材料创新:石墨烯复合材料(导热系数 > 2000W/mK)和碳纳米管散热膜将逐步替代传统石墨片,预计 2026 年渗透率超 20%。

智能化温控:AI 算法与液冷系统结合,实现动态调节(如根据应用场景预测散热需求),预计 2027 年智能温控方案将成为旗舰机型标配。

投资标的筛选

高确定性赛道:

微泵驱动芯片:艾为电子技术领先 + 客户验证)、南芯科技(高压驱动 + 车规认证)。

液冷模组:飞荣达(产能扩张 + 苹果供应链)、中石科技(数据中心 + 高毛利)。

风险提示:

技术迭代速度快(如离子风散热的潜在竞争)、客户认证周期长(部分厂商需 12-18 个月)、原材料价格波动(如铜价影响 VC 成本)。

五、结论

随着 AI 端侧应用的爆发,散热技术已成为手机性能的核心瓶颈。微泵液冷通过 “主动散热 + 智能控制” 的组合,打破了传统散热的物理极限,预计将在 2025-2027 年成为消费电子领域的主流方案。艾为电子南芯科技等驱动芯片厂商,以及飞荣达苏州天脉等模组厂商,将深度受益于这一趋势。华为 Mate80 的技术突破(eSIM + 微泵液冷)不仅定义了 2025 年的行业标杆,更开启了 “散热即体验” 的新篇章。未来,随着 AI 眼镜、AR 设备等新场景的兴起,微泵液冷技术的应用空间将进一步扩展,成为消费电子创新的核心引擎。