首先,热管理与热控密不可分,热控是热管理的具体实现,下文将直接把热控等同于热管理,所有电的产品必然涉及到热,热管理/热控:在电子设备或系统中通过各种方式控制其温度来保证其正常工作或延长寿命的过程,包括散热设计、温度监测、温度控制等方面,热控包含隔热技术、加热技术、传热技术以及制冷技术等。背后的热传导原理:指热量通过物质内部分子、原子或电子的相互碰撞,从物体温度较高部分传至温度较低部分的过程,公众号-新能源电池热管理-其实质是物质中大量分子热运动互相撞击导致的能量迁移,在固体、液体和气体中均可发生。

热控发展简史如下所示,广泛应用于各工业门类

随着以智能手机、汽车电子、5G基站为代表的新领域散热需求的增加,以及热管、均温板工艺技术的进步,热管、均温板的应用领域不断拓展,未来市场规模将不断扩大。根据研究机构Technavio、Research and Markets 的预测数据,2021年,全球热管、均温板市场规模分别约为29.72亿美元和7.04亿美元,预计2025年将分别达到37.76亿美元和11.97亿美元,年复合增长率分别为6.17%和14.20%。


根据QYResearch的预测数据,近年来,全球导热界面材料市场规模持续增长,2019年全球导热界面材料市场规模达到了52亿元,预测到2026年将达到76亿元,年复合增长率为5.57%。
未来,随着消费电子、汽车电子、通信、安防、智能家居等领域产品持续向轻薄化、高性能化、智能化等方向发展,相关领域散热需求将持续增长,导热散热行业具备广阔的市场空间。从技术发展趋势角度来看,不同细分领域热管理产品发展路线也不尽相同,需同时考虑成本、场景以及性能要求,如新能源汽车领域热管理技术发展趋势为热泵,数据中心、卫星、储能等高散热场景趋势为液冷路线(+其他结构件)。液冷:液冷技术是将大部分热量通过液体循环介质,将设备发热元件所产生的热量带走,实现机器设备的自然散热。按照液体与机器设备的接触方式,大致可分为喷淋式、浸没式以及冷板式。风冷:风冷技术是通过空调制冷产生冷空气,然后利用风道将冷空气输送到电池模块,与电池进行热量交换,从而达到降低电池温度的目的。热泵:热泵可以从低温物体抽取热量给高温物体,其工作原理类似于水泵,水泵能将水从低处送到高处,而热泵则能将热量从低温处 “搬运” 到高温处。其中,高端热泵可分成泵驱单相回路和泵驱两相回路系统,前者利用循环泵驱动单相流体进行热量传输的热控系统,后者利用(两种相态,液态和气态)介质。综上,热管理包含宇航领域(航天器与航空航天发动机等)、新能源领域(新能源汽车、储能、数据中心、光伏风电等)、消费电子领域(电子设备、通信基站、安防设备、光模块等)、工业制造领域、生物医学领域、建筑领域以及轨道交通领域等。根据BCC Research 2023 年发布的研究报告,2023-2028年,全球热管理市场规模复合增长率预计为8.5%,市场规模将从2023年的173亿美元增加至2028年的261亿美元,市场空间广阔。其中,未来主流技术之一的液冷增速将更迅猛。

当前民用市场热控主要增量领域来源于四部分,分别为新能源汽车领域、储能领域、数据中心领域以及消费电子领域,早期领域为空调、消费电子、燃油车、工业制造等。公众号-新能源电池热管理此外,热管理相关企业多从传统领域切入新兴领域,民用领域技术多同源,因此生产厂商纷纷跨界。


单车价值方面,成熟且已规模化的燃油车热管理体系价值在2500元左右,新能源汽车中常规的PTC体系价值约为5500元,智能纯电动车中常见的的热泵体系约为7000元,即将量产上车的CO2冷媒热泵体系约为10000元。整体来说,新能源汽车热管理系统单车价值约为燃油车的3-4倍。

2022年中国新能源汽车热管理系统市场规模约为410亿元,同比增长97%,亿欧智库预测到2025年热管理市场规模将达到938亿元,其中纯电动633亿元,份额67%。随着市场接受度的提高和规模化后制造成本的降低,2022-2025年热泵热管理系统在纯电动中的占有率将从24%平稳增长到51%;公众号-新能源电池热管理少部分高端插混和增程车型也将把热泵标配化,以改善纯电动模式下车辆的热管理效率。此外,在汽车智能化浪潮下,车身电子(汽车信息系统、汽车导航系统和汽车娱乐系统)也对于热管理具有更加严格的要求,散热产品价值量得以提升。综上,当前新能源汽车热管理技术发展趋势呈现系统集成化、智能化、规模化以使得热管理更多增量部件得以降本上车三大趋势。

(二)储能市场

我国储能行业市场规模快速增长,2023年我国储能锂电池出货量达206GWh,同比增长59%。近几年特别是国内各省市配储时长、配储比例的进一步提升,独立储能电站经济性显现,大储和工商储规模进一步扩张,推动储能温控市场规模进一步扩大。其中,中商产业研究院发布的《2024-2029年中国储能温控市场调查与行业前景预测专题研究报告》显示,2023年中国储能温控市场规模为15.5亿元,预测2024年中国储能温控市场规模达到17.6亿元,2025年达到20亿元。

2023年风冷系统在储能温控市场市占率达50%,主要原因是已投运储能项目对温控效率要求相对较低,风冷方案基本可满足项目需求。此外,当前储能项目对成本敏感度高,具备初期投资低优势的风冷方案更易被下游接纳。而液冷系统复杂、技术要求高,具备更高的进入壁垒,对比风冷具备更高的系统集成度、更低的运行能耗和可产生更多的经济效益。

而在中国电子工业标准化技术协会发布的《2024中国新型储能行业发展白皮书-机遇与挑战》报告中,预计2027年中国新增新型储能装机能量达到207GWh,2023-2027年CAGR为 41.85%。2021年和2022年液冷渗透率分别为25.7%和45.0%。预计液冷渗透率将继续增加,2027年达到70%。预计2027年中国储能温控市场空间达74.52亿元,2023-2027年CAGR为32.70%。其中,2027年储能液冷生产规模为65.21亿元,2023-2027年CAGR为38.16%。
(三)数据中心市场

数据中心近年规模化趋势显著,超大型数据中心数量不断增长,风冷逐渐无法满足高功率密度的数据中心温控需求,精密空调技术从风冷向液冷转移。特别是AI浪潮下算力基础设施能耗增长,带动数据中心散热需求提升。目前风冷技术能够满足的芯片部分的极限功率大约是350~400W,这基本符合普通服务器的2~3颗CPU的功率要求。而AI服务器的CPU和GPU功率需求上升到1000W的级别,更需要通过液冷方式来进行降温。

而根据赛迪数据,中国液冷数据中心规模预计将由2019年的154.5亿元增至2025年的1335.5亿元,CAGR 为43.26%,未来液冷散热需求会有较大增长。此外,根据IDC最新报告,2023上半年中国液冷服务器市场规模达到6.6亿美元,同比增长283.3%,预计2023年全年将达到15.1亿美元。IDC 预计,2022-2027 年,中国液冷服务器市场年复合增长率将达到54.7%,2027年市场规模将达到 89 亿美元。机构最新报告预计未来五年数据中心液冷市场规模有望增长千亿。伴随成熟液冷项目落地,产业链上下游企业积攒更多行业经验,以及AI大模型和5G加持,制造、医疗、能源等传统行业也将不断加大液冷相关投入。基于数据中心规模高速扩张和传统行业液冷渗透率提高背景下测算,到2027年全球液冷相关产品市场规模有望达数千亿元。

中商产业研究院发布的《2023-2029中国导电导热材料市场现状研究分析与发展前景预测报告》显示,2022年我国消费电子热管理市场规模为124.7亿元,同比下降6.9%,预测2023年我国消费电子热管理市场规模将达134.2亿元,2024年增至142.2亿元。PS:可以看出增速其实不太吸引人,因此得看新兴领域的结构化增长随着5G建设的持续推进,5G 基站、服务器将承载海量的数据处理和数据传输要求,工作功耗的上升使得散热问题十分突出,同时,伴随电子终端产品不断向轻薄化、多功能化趋势发展,各类电子产品内部器件发热量及散热需求也显著提升。目前,热管、均温板凭借优异的导热性能,在5G通信设备、服务器以及智能手机、笔记本电脑、投影仪等各类电子终端产品中的渗透率正不断提升,未来,相关市场空间有望持续扩大。Business Research Insights 最新报告预测,均热板(包括标准和超薄均热板)市场价值在 2022 年为 9.516 亿美元,预计到2028年将达到 21.108 亿美元,复合年增长率为 14.2% 。Raket Research 报告中预测,超薄均热板 2020 年全球市场规模约为 1.23 亿美元,预计到 2030 年市场规模将达到 4 亿美元(其中智能手机占其应用领域份额近9成)。

此外,还可以前瞻到机器人这一新兴领域(2025被视作量产元年),马斯克喊出一切顺利明年将扩大到10倍,可能达到5万-10万台。而机器人“智能体”同样能需要算力以及更高能量密度电池支撑,大算力芯片采用液冷技术也是趋势。民用领域各大厂商均在原业务基础上跨界,如主营消费电子的进入数据中心、储能等有之,主营乘用车、商用车的进入数据中心、储能的有之。因此,新兴领域热管理也存在如“智驾”市场从广阔蓝海迅速卷成红海广阔的可能性。当前市场竞争格局呈现中低端同质化竞争激烈+中高端仍被外资主导的两特点。汽车市场:随着国内新能源行业快速发展,本土热管理企业快速发展,存在国产替代机遇,但同质化竞争激烈,部分企业已布局出海。

储能市场:当前储能温控系统主要厂商有数据中心温控厂商、工业制冷厂商和车用热管理厂商,成熟的技术与广泛且稳定的客户资源已成为企业核心竞争力,市场集中度高(2023年CR5占市场份额34%)

数据中心市场:进入壁垒较高,热管理细分领域当前处于成长阶段,技术迭代升级中,其中液冷系统技术同源,可参考上面的表格。

消费电子市场:高端热管理技术和产品市场仍由国际巨头主导,如导热界面材料领域的莱尔德、富士高分子、贝格斯等欧美及日本厂商。而国内企业在中低端产品市场竞争较为激烈,产品同质化现象较普遍,但近年来部分在热管、均热板石墨散热片等领域取得了技术突破,占据了一定国内外的份额,供货给了英伟达、苹果等国际客户,如飞荣达、思泉新材、中石科技、苏州天脉等。热管理行业将继续受益于技术进步和下游市场需求增长。随着商业航天蓬勃发展、军工装备迭代升级、新能源汽车与储能追赶“双碳” 目标、数据中心建设进入AI资本开支浪潮、消费电子受益AI应用快速发展以及产品更新周期到来(消费补贴扩围),热管理将有更广泛的应用空间。
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