评级(增持)国信通信∙数字能源专题(二)温控系列:数字能源的“稳定器”
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报告名称 :国信通信∙数字能源专题(二)温控系列:数字能源的“稳定器”
评级 :增持
行业:
证券研究报告 | 2022年03月29日
国信通信 ∙ 数字能源专题(二)温控系列
数字能源的“稳定器”
行业研究 · 深度报告
通信 · 通信设备
投资评级:超配(维持评级)
证券分析师:马成龙 | 证券分析师:付晓钦 |
machenglong@guosen.com.cn S0980518100002 | fuxq@guosen.com.cn S0980520120003 |
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投资摘要 |
温控对于保障电池、芯片、工商业等环境稳定具有重要意义,绿色+智能化升级背景下千亿空间加速到来。温控技术被广泛应用于工业、通信、消费电子、新能源、动力电池等多个场景,用于保障电池等原器件正常稳定的工作运转以及工业等环境稳定。温控行业蓬勃发展的驱动力主要包 括:1)新能源装机量提升开启储能温控蓝海市场;2)数据中心PUE审核趋严背景下温控成为升级改造重点;3)新能源车渗透率持续提升带动汽 车热管理量价齐升;4)4G手机向5G升级带动单位价值量有3-4倍增加,以及在热力密度和智能化持续升级背景下,企业由产品向服务升级,进一 步打开想象空间。
根据我们测算,到2025年国内温控行业市场空间有望超过1900亿元,储能为高弹性赛道:1)从空间上看,预计2025年数据中心、储能、新能源 车电池管理、以及手机温控市场空间分别有望超过400、120、175(整车为507)、620亿元;2)从增速上看,2021-2025年储能、新能源车电池、数据中心、手机温控年均复合增速分别为63%、26%、17%、14%,其余各工业领域、整体维持10%平均增速,储能温控弹性最高。
热力升级+智能化,液冷技术有望成为主要趋势。温控底层技术主要分为:风冷、冷冻水(间接蒸发冷)、液冷、相变材料、电子散热技术(导 热材料散热、热管散热、均热板)等,目前存量场景中以风冷为主,间接蒸发冷、液冷技术的使用比例正不断提升。我们认为,随着算力升级、绿色化和智能化的加速到来,液冷具有散热功率密度高、能耗低、噪音小、效果稳定、散热均匀、能够延长电池/芯片使用寿命等优势,有望成为 未来主要趋势。我们分析,液冷有望在IDC、动力电池、储能电池等实现跨行业的技术共享,降低开发成本,加速普及。
从企业发展战略上看,跨应用场景带来规模效应,平台化开发助力降本增效,赋能长期成长。企业选择在不同的细分行业间跨领域发展能够打破 单一行业规模限制,提升中长期空间,为更好的解决温控行业产品多元化及定制化属性较强等特点,可以采取:1)选择切入具有一定相关度的行 业;2)构建平台化的研发采购模式;3)开发标准化的技术模块;4)加大研发投入提高产品价值量等方式。
长期看好温控蓝海赛道中跨行业布局的优质企业,兼顾高景气赛道中高弹性个股。我们认为,在数字浪潮和能源革命背景下,温控赛道具备长期 广阔的增长空间,值得重点布局,随着热力密度+智能化升级,头部厂商的价值量及占有率有望进一步提升,在技术上重点关注对液冷技术有所布 局和应用的企业。长期看好多赛道布局+平台优势的温控领先企业,同时兼顾数据中心、储能、新能源车等高景气赛道中的高弹性个股。
综合以上分析,重点推荐多元化温控领先企业【申菱环境】、建议关注【英维克】、【同飞股份】、【高澜股份】、【佳力图】、【瑞纳智能】。
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重点推荐公司盈利预测及估值 |
我们重点推荐多元化温控领先企业【申菱环境】、建议关注【英维克】、【同飞股份】、【高澜股份】、【佳力图】、【瑞纳智能】。
表:重点公司盈利预测及估值(截至20220328)
公司 | 公司 | 投资 | 收盘价 | 总市值 | EPS/(元/股) | PE | PB | |||||
代码 | 名称 | 评级 | /元 | /亿元 | 2020 | 2021E | 2022E | 2020 | 2021E | 2022E | ||
002837.SZ | 英维克 | 无评级 | 35.69 | 119.31 | 0.56 | 0.71 | 0.94 | 63.7 | 50.3 | 38.0 | 6.6 | |
603912.SH | 佳力图 | 无评级 | 19.58 | 42.47 | 0.53 | 0.67 | 0.90 | 36.9 | 29.2 | 21.8 | 4.4 | |
300499.SZ 高澜股份 | 无评级 | 11.65 | 32.71 | 0.29 | 0.29 | 0.54 | 40.2 | 40.2 | 21.6 | 3.8 | ||
平均 | 0.72 | 44.6 | 38.9 | 27.0 | 4.8 | |||||||
301018.SZ 申菱环境 | 买入 | 25.90 | 62.16 | 0.69 | 0.97 | 37.5 | 36.0 | 26.7 | 4.5 |
数据来源:公司公告,WIND,国信证券经济研究所整理及预测,(其中申菱环境为国信证券预测,其余为WIND一致预期)
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目录 | ||||
01 | 温控行业概况及发展趋势 |
02 | 温控行业成长空间及技术路径分析 |
(各细分行业空间测算、不同技术路径占比)
03 | 产业链及竞争格局梳理 | ||
(工业温控、机房温控、新能源汽车温控、储能温控、手机温控) | |||
04 | |||
投资建议 |
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温控:保障电池、芯片、工商业环境稳定具有重要意义 |
温控对于保障电池等原器件正常稳定的工作运转以及工业等环境稳定有重要的意义。温控指根据电池等原器件对于工作环境的要求,利用加热 或冷却手段对其温度或温差进行调节和控制的过程,在工业、通信业、消费电子、服务器、储能、新能源汽车等多个场景具有广泛应用,对于保 障电池、服务器、手机芯片等原器件正常稳定运行、以及工业、医疗、激光等场所环境的稳定性具有重要的意义。
图1:温控场景举例 | 图2:热管理对于保持部件/原器件正常工作有重要意义 |
资料来源:中国热管理网,公司官网,国信证券经济研究所整理 | 资料来源:中国热管理网,公司官网,国信证券经济研究所整理 |
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不同场景对温控的要求各异 |
我们按照温控场景的不同主要划分为:工业级别、机房类级别、电池热管理级别、以及电子芯片级别,各个行业因为技术和工作场景差异对于 温控技术具体的要求也存在一定的差异,其中:
Ø 工业级别热管理对于场景理解和定制化程度最高,需满足除了温度以外湿度、洁净度等多方面要求;机房类主要满足降温和节能需求;
Ø 随着动力电池和储能电池功率的不断提升,电池热管理中首要需考虑安全性及降温效果;电子芯片级别对于技术和工艺的水平要求相对较高。
表1:不同热管理场景举例及环境要求
类别 | 场景 | 举例 | 技术/场景要求 |
电力系统热管理 | 光伏发电、高压直流输电系统、输配电、新能源发电、大功率电气传动 | 满足电力升压站降温控制 |
工业级热管理
(主要是对环境 | 工业级场景热管理 | 自动化冶炼、轧制工业、矿工机械等:1)恒温恒湿:多用于精密车间/医药环境; | 满足不同生产条件的工厂对于温度/湿度等 |
降温) | 2)洁净空调:新兴材料、电气机械、专用装备等;3)屋顶式空调:轨道交通、 | 特定环境要求(不仅是温度,通常定制化 | |
医疗净化等领;4)组合式空调机组。 | 较强) | ||
机房类热管理 | 数据中心机房热管理 | IDC机房、专业机房等,主要是为服务器工作运行提供稳定环境 | -40~45℃,温度可实现±1℃和湿度±3~ |
5%RH 的高精度控制 | |||
通信基站热管理 | 为基站工作提供稳定可靠的工作环境,户外机柜温控占比持续提升 | 户外条件,精密控温 | |
新能源车热管理 | 新能源动力电池降温、新能源政策热管理降温 | 1)最佳工作区间:10-35℃ | |
电池热管理 | 储能电池热管理 | 为储能集装箱提供温控系统,场景包括:发电侧及电网侧(容量密度较大)、工 | 2)工作温度区间:-20-45℃ |
3)可承受区间:-40-60℃ | |||
商业储能、户用储能 | |||
手机散热—手机 | 华为、苹果、小米、OPPO手机等散热 | 确保发热电子元器件所产生的热量能够及 | |
电子芯片级别 | 笔记本芯散热 | 芯片CPUs、GPUs、芯片组等 | |
时的排出,尺寸精度要求较高 |
资料来源:公司公告,国信证券经济研究所整理,热力密度举例:1)数据中心采用平均单机柜热力密度;2)储能侧以配网侧落地储能项目为例,3)新能源车热管理为Tesla Model S推出的充电功率
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温控产品分类:工业温控设备和电子散热器件 |
按照大类应用场景可以划分为工业环境级别和原器件级别:
Ø 1)工业环境温控:指的是为工业产品生产过程或工业工艺设备的可靠运行提供环境温度、湿度、洁净度保障的空调设备;Ø 2)电子元器件散热:通过热管理能降低电子器件温度,提升电子器件性能,同时能提高制冷系统的能源利用效率,降低碳排放。智能控制:监测和控制各电力单元运转,实现动态的可视化、可控化、远程化管理,通过控制及优化,提高冷却效率,实现节能环保。
表2:温控大类别划分
名称 | 工业空调类 | 原器件热管理类 |
技术原理 | 为工业产品生产过程或工业工艺设备的可靠运行提供 | 利用加热或冷却手段对器件工作周围的温度或温差进行调节 |
环境温度、湿度、洁净度保障的空调设备 | 和控制 | |
应用场景 | 锂电工厂、炼钢车间、医院手术室、数据中心机房 | 芯片等电子器件散热,电脑散热,动力电池加热与冷却,汽 车发动机散热等 |
效果 | 保障生产环境等温综合条件处于合适水平,确保工业 | 保证电子元器件等处于合适的工作区间,实现最佳的工作性 |
生产条件的良好稳定 | 能、最长的循环寿命等 | |
控制系统 | 监测和控制各电力单元运转,实现动态的可视化、可控化、远程化管理,通过控制及优化,提高冷却效率,实现节 能环保 |
资料来源:热管理网,国信证券经济研究所整理
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温控市场规模:千亿空间,加速到来 |
全球热管理市场规模约160亿美元:根据global Market Insight统计,截至2020年,全球工业温控市场总规模约160亿美元(约1000亿元),预计2027年可超过250亿美元(约1680亿元),对应2021-2027年年均复合增速超过10%,(上述统计口径中主要包含传统的工业场景,例如汽 车、化学、食饮冷链、电力、加油站及油气回收、制药工厂等),未包含后面讨论的数据中心、手机散热等应用场景;
国内传统工业温控市场规模超过160亿元,未来仍将保持高于全球平均水平增速。根据global Market Insight统计,亚太地区占全球工业温 控总份额约35%,其中,中国地区占比约40%,据此推断,国内传统工业温控市场规模为160亿元,未来仍将保持高于全球平均水平增速。
图3:全球热管理产品市场规模/亿美元 | 图4:亚太地区温控市场规模按地区划分(亿美元) |
数据来源:global Market Insight,国信证券经济研究所整理 | 资料来源:global Market Insight,国信证券经济研究所整理 |
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温控市场规模:千亿空间,加速到来 |
根据我们的测算,国内温控市场2025年有望超1900亿元。综合考虑传统工业温控、IDC机房温控、储能温控、新能源车热管理及手机温控空间,预
计2025年空间累计有望超过1900亿元,对应的年均复合增速约17%,增长空间广阔:
Ø Ø | 从空间上看,预计2025年数据中心、储能、新能源车电池管理、以及手机温控市场空间分别有望超过400、120、175(整车为507)、620亿元;从增速上看,2021-2025年储能、新能源车电池、数据中心、手机温控、以及传统工业温控年均复合增速分别为63%、26%、17%、14%、10%,储 |
能温控弹性最高(此处储能温控口径为按照全球储能装机量测算,考虑我国新能源制造产业链在全球占比较高,此处并未单独计算)。
表3:国内温控市场空间测算/亿元(测算过程详见第二章)
2021E | 2025E | CAGR | |
传统工业温控 | 160 | 258 | 10% |
IDC温控 | 227 | 424 | 17% |
储能温控 | 17 | 120 | 63% |
新能源:整车热管理 | 229 | 507 | 26% |
其中:电池热管理 | 70 | 175 | 26% |
手机热管理 | 371 | 625 | 14% |
合计 | 1009 | 1934 | 17% |
数据来源:global Market Insight、IDC、CDCC、工信部、公司公告、雅克新能源、电器工业、三花智控、汽车之家、中切斜、艾瑞咨询、CPAI、北极星光伏网、北极星储能网、DIGITIMES Research,
硕贝德、国信证券经济研究所整理及预测(详细测算过程见第二章节)此处储能温控口径为按照全球储能装机量测算,考虑到我国新能源制造业占全球比例约70%,此处并未单独区分统计。
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加速度一:新能源装机提升,储能温控蓝海市场开启 |
Ø 为了实现碳中和的目标,以风光等为代表的清洁能源装机量仍有较大提升空间。10月24日,《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发 展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中指出,到2030年,非化石能源消费比重达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦 以上;到2060年,非化石能源消费比重达到80%以上;对应未来10年年均复合增速17%以上,空间广阔。
Ø 新能源占比提升加大电网冲击,储能成为重要调节手段,蓝海市场可期。近日,《“十四五”新型储能发展实施方案》指出,到 2025 年,新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段,系统成本降低30%以上,成本端的降低亦有望带动储能高速增长。
Ø 新能源装机的高速增长,将大力带动储能温控行业的投资增加,亦将带动电网电力相关的升压、传输站点有关投资。
图5:全球光伏新增装机预测(GW) | 图6:我国新增光伏装机规划路径(预测)(GW) | 图7:新型电力储能有望实现10倍以上增长 |
资料来源:CPAI,国信证券经济研究所整理 | 资料来源:CPAI,国信证券经济研究所整理 | 资料来源:中关村产业技术联盟,国信证券经济研究所整理 |
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加速度二:PUE审核趋严,IDC温控成为升级改造重点 |
Ø 数据中心PUE考核力度不断加大,部分地区要求控制在1.25以内。2021年起,有关部门加大数据中心能耗和能效的审批,并加大存量机房 PUE的审核指标,进一步加大老旧高耗能数据中心的出清。根据韶关数据中心建设要求披露,要求PUE控制在1.25以内,且平均上架率不低 于65%。
Ø 降低制冷设备能耗为降低数据中心PUE的关键:PUE=(IT设备+制冷设备+供电设备+照明及其它等设备)/IT设备能耗,一般PUE指标越低,IT设备消耗电力资源指标越高,降低空调系统的IT能耗为提升IDC机房资源使用效率,降低数据中心PUE的关键。
表4:数据中心政策PUE要求持续趋严
文件名称 | 内容 |
21年4月,广东省能源局《关于明确全省数据中心能耗保障相 关要求的通知》 | 加大节能技术改造力度,以节能技术标准倒逼传统数据中心加快绿色节能技术改造(“十四五”期间PUE 值需降至1.3以下)。 |
21上半年,北京市数据中心统筹发展实施方案(2021-2023年)(征求意见稿) | 加快对年均PUE高于1.8或平均单机架功率低于3KW的数据中心改造,改造后计算型云计算数据和中心PUE 不得高于1.3;边缘计算数据中心PUE不应高于1.6。 |
21年7月,北京市发改委《关于印发进一步加强数据中心项 目节能审查若干规定的通知》 | 年能源消费量小于1万/2万PUE不得高于1.3/ 1.25,大于2万小于3万吨标准煤,PUE不得高于1.2,消费 量大于3万吨,PUE不得高于1.15;对于高于限定标准值(PUE1.4)数据中心,征收差别电费。 |
21年10月,广东省能源局转发国家发展改革委环资司《关于 做好有序用能用电有关工作通知》 | 对于极少数承载涉及安全或重要数据的违规数据中心,应尽快将相关数据迁移至合法合规数据中心,原 则上相关数据迁移时间不超过10天。 |
22年2月《国家发展改革委等部门关于同意粤港澳大湾区启 动建设全国一体化算力网络国家枢纽节点的复函》 | 韶关:数据中心平均上架率不低于65%.数据中心电能利用效率指标(PUE)控制在1.25以内,可再生能 源使用率显著提升;其余地方亦有严格PUE指标要求 |
资料来源:北京市发改委、广东省能源局、上海市经信委,国信证券经济研究所整理
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加速度三:新能源车渗透率持续提升,汽车热管理量价齐升 |
Ø 新能源汽车年出货量超过350万辆,渗透率超过13%,2060年纯电动乘用车渗透率有望提升至90%。根据中汽协统计数据,2021年国内新能源 车出货量(含纯电动乘用车以及新能源商用车)合计超过350万辆(同比+157%),新能源汽车渗透率为13.4%。华为智能电动领域副总裁彭 鹏在《协同推进“千伏”高压平台,加速电动化进程》主题演讲中提出,为了实现2060年碳中和目标,乘用车单车碳排放需下降到4.3g/km,纯电动汽车(含氢燃料汽车)的占比要提升到90%以上,才能保障实现碳中和的目标,电动汽车渗透率仍有较大的提升空间。
Ø 新能源汽车热管理系统单价是传统汽车两倍以上,新能源汽车热管理系统核心组件单车价值量可达到 6410 元(其中电池热管理价值量超 过2500元/辆),是传统汽车热管理系统核心组件单车价值量的2倍以上。随着新能源车渗透率持续提升,新能源汽车热管理开启量价齐升。
图8:新能源汽车销售量、同比增速及渗透率 | 图9:新能源车渗透率仍有较大提升空间 | 表5:传统燃油车与新能源汽车热管理系统单车价值量对比 | |||
传统热管理核 | 结算价格 | 新能源汽车热 管理核心组件 结算价格(元) | |||
心组件 | (元) | ||||
散热器 | 450 | 电池冷却器 | 600 | ||
蒸发器 | 180 | 蒸发器 | 720 | ||
冷凝器 | 100 | 冷凝器 | 200 | ||
油冷器 | 300 | 热泵系统 | 1500 | ||
水泵 | 100 | 电子系统 | 840 | ||
空调压缩机 | 500 | 电动压缩机 | 1500 | ||
中冷器 | 200 | 电子膨胀阀 | 500 | ||
其他 | 400 | 其他 | 550 | ||
合计 | 2230 | 合计 | 6410 | ||
数据来源:中汽协,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:《协同推进“千伏”高压平台,加速电动化进程》, | 资料来源:电器工业、三花智控、国信证券经济研究所整理 |
国信证券经济研究所整理
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加速度四:4G手机向5G升级,单位价值量有3-4倍增加 |
Ø 随着5G手机出货量逐步提升,有望带动手机温控行业迎来增长拐点。根据Digitimes Research统计,2021年全球智能手机出货量有望超过13 亿部,其中5G手机出货量超过4.7亿部,根据Digitimes Research及硕贝德给出的全球手机出货量预计及4G、5G手机渗透率情况,我们测算,2025年国内智能手机出货量有望超过17亿部,其中5G手机将超过5.5亿部(详细测算过程见第二章节);
Ø 相较于4G手机,5G手机散热部件的价值量约有3-4倍左右的提升,亦将带动整个手机温控市场价值量的增加。
图10:手机销售量、同比增速及渗透率 | 表6:4G手机与5G手机散热器件价值 |
器件 | 4G手机价值量 | 5G手机价值量 | |
石墨散热膜 | 2-3元 | 3-4元 | |
导热界面材料 | 4-15元 | 10-25元 | |
热管 | 仅在高端游戏机中使用 | 5-10元 | |
均热板 | 仅在高端游戏机中使用 | 10-25元 | |
合计 | 6-18元 | 28-64元 | |
数据来源:DIGITIMES Research,硕贝德、国信证券经济研究所整理及预测(详细测算过程见第二章节) | 数据来源:产业信息网,国信证券经济研究所整理 |
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远期趋势:产品向服务升级,进一步打开行业想象力 |
智能化+合同能源管理的商业模式正在逐步成熟。在碳中和背景下,各行业节能改造的需求持续增加,温控企业也从单一的出售产品的模式 积极探索延伸为提供涵盖“数据采集、智能控制、数据交互与分析管理、节能服务”等完整的智慧一体的产业链服务,智能化管理系统的 引进和开发也是头部温控企业转型升级的重点;
未来,部分温控企业有望参与到节能改造环节,通过提供更高附加价值的温控解决方案,企业有望按照节能价值量享受分成,进一步打开 行业想象空间(商业模式仍在积极探索)。
图11:瑞纳智能参与到供热热管理层面,提供综合节能服务 | 图12:华为在数据中心产品方案中引入级能效调优@iCooling,通过AI降低PUE8%-15% |
数据来源:瑞纳智能,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:华为数字能源,国信证券经济研究所整理 |
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目录 | ||||
01 | 温控行业概况及发展趋势 |
02 | 温控行业成长空间及技术路径分析 |
( 各 细 分 行 业 空 间 测 算 、 不同技术路径占比)
03 | 产业链及竞争格局梳理 | ||
(工业温控、机房温控、新能源汽车温控、储能温控、手机温控) | |||
04 | |||
投资建议 |
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温控各细分行业空间测算 |
我们认为,未来温控企业选择在不同场景之间的横向延伸是重要的发展趋势,本章针对各行业空间进行了详细测算,综合来看,到2025年国内温
控行业市场空间有望超过1900亿元,其中,储能温控、新能源车热管理、数据中心机房温控是我们建议重点关注的细分赛道:
Ø Ø | 从空间上看,预计2025年数据中心、储能、新能源车电池管理、以及手机温控市场空间分别有望超过400、120、175(整车为507)、620亿元;从增速上看,2021-2025年储能、新能源车电池、数据中心、手机温控年均复合增速分别为63%、26%、17%、14%,储能温控弹性最高;其余各 |
工业领域、电网发电传输等温控市场由于各自行业所处的阶段不同,我们推算,整体平均增速有望维持5%-10%增速,细分子领域存在较大差异。
表7:温控各细分行业空间测算
年新增规模(出货量/装机量等) | 单位价值量 | 温控市场空间/亿元 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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行业间差别较大 |
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数据来源:IDC、CDCC、工信部、公司公告、雅克新能源、电器工业、三花智控、汽车之家、中切斜、艾瑞咨询、CPAI、北极星光伏网、北极星储能网、DIGITIMES Research,硕贝德、国信证券经济研究所整理及预测。(此处储能
温控口径为按照全球储能装机量测算,考虑我国新能源制造产业链在全球占比较高,此处并未单独计算)
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Ø | 场景一:数据中心温控空间测算 | |
数据中心长期受益于流量增长,按照IDC给出的服务器增长规划预期,假定平均单机柜服务器数量及综合上架率,我们推测2025年国内IDC机 |
柜总数有望超过700万架(按照2.5KW标准机柜折算),按照平均单台机柜造价20万,温控投资占比约20%(随着更加高效节能设备采用,我们
推断温控单位价值量持续提升),基于上述假设,我们预测2025年国内新增数据中心温控市场规模有望超过420亿元,2021-2025 CAGR 17%。
表8:数据中心温控空间测算
服务器出货量/万台 | 2020 | 355 | 2021E | 381 | 2022E | 410 | 2023E | 452 | 2024E | 490 | 2025E | 536 |
净增服务器/万台 | 284 | 305 | 328 | 361 | 392 | 429 | ||||||
净增机柜数/万架 | 52 | 56 | 62 | 69 | 75 | 82 | ||||||
存量机柜数/万台 | 316 | 415 | 477 | 546 | 620 | 702 | ||||||
平均温控造价/万元 | 3.8 | 4.03 | 4.35 | 4.61 | 4.89 | 5.18 | ||||||
yoy | — | 6% | 8% | 6% | 6% | 6% | ||||||
数据中心建设投资规模/亿元 | 1,031 | 1,128 | 1,237 | 1,377 | 1,494 | 1,636 | ||||||
yoy | — | 9.4% | 9.7% | 11.3% | 8.5% | 9.5% | ||||||
温控价值量/亿元 | 196 | 227 | 269 | 317 | 365 | 424 | ||||||
yoy | — | 16.0% | 18.4% | 17.9% | 15.0% | 16.0% |
数据来源:IDC、CDCC、工信部、公司公告,国信证券经济研究所整理及预测(上述温控系统平均造价包含空调末端、冷水机组、冷却塔等,并假设随着先进制冷技术的应用,整体温控端的价值量会整体提升,但是具体的 价格变动节奏跟随政策推行的力度及渗透情况仍存在一定差异)
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Ø | 场景二:新能源车电热管理及温控价值量 | |
根据中汽协统计数据,2021年国内新能源车出货量(含纯电动乘用车以及新能源商用车)合计达到350万辆(同比+157%),根据中汽协、工信 |
部、艾瑞咨询关于十四五期间国内乘用车出货量及新能源车渗透率的比例,我们预计2025年国内新能源汽车出货量将达到780万台,对应2021-2025年年均复合增速22%;
Ø 我们认为,目前存量的新能源汽车仍以风冷技术为主,但是随着动力电池功率的提升,续航里程增加,液冷技术的渗透率有望持续提升,我们 基于单位价值量及渗透率等综合预期,预计2025年国内新能源汽车电池温控价值量有望达到175亿元(整车超过500亿元),2021-2025年年均复 合增速26%。整车热管理规模有望超过500亿元。
表9:新能源车电热管理及温控价值量空间测算
2020 | 2021E | 2022E | 2023E | 2024E | 2025E | |
新能源汽车出货量/万台 | 137 | 350 | 500 | 600 | 692 | 780 |
yoy | 13% | 157% | 42% | 20% | 15% | 13% |
渗透率 | 5% | 13% | 18% | 20% | 22% | 24% |
风冷电池温控系统平均单价 (元/台) | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 |
风冷渗透率% | 60% | 50% | 40% | 35% | 30% | 25% |
风冷电池温控系统空间/亿元 | 12 | 26 | 30 | 32 | 31 | 29 |
液冷电池温控系统平均单价(元/台) | 2500 | 2500 | 2500 | 2500 | 2500 | 2500 |
液冷渗透率% | 40% | 50% | 60% | 65% | 70% | 75% |
液冷电池温控系统空间/亿元 | 14 | 44 | 75 | 98 | 121 | 146 |
新能源汽车电池温控空间/亿元 | 26 | 70 | 105 | 129 | 152 | 175 |
yoy | 171% | 49% | 23% | 18% | 15% | |
新能源整车热管理单位价值(元/台) | 6500 | 6500 | 6500 | 6500 | 6500 | 6500 |
新能源汽车整车温控空间(亿元) | 89 | 229 | 325 | 390 | 450 | 507 |
数据来源:电器工业、三花智控、汽车之家、中汽协、工信部、艾瑞咨询,国信证券经济研究所整理及预测
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场景三:全球电化学储能市场空间测算 | ||||||||||||
未来全球储能的需求主要分为光伏/风电等新能源发电 | 表10:全球电化学储能市场空间测算 | 2020 | 2021E | 2022E | 2023E | 2024E | 2025E | |||||
Ø | 单位 | |||||||||||
侧配置需求、海外分布式户用侧配置需求、电网侧需求、 | 全球新增光伏装机总容量 | GW | 130 | 170 | 225 | 270 | 300 | 330 | ||||
yoy | 31% | 32% | 20% | 11% | 10% | |||||||
以及国内工商业户用侧的需求。随着新能源占比的持续 | 其中:集中式光伏 | 59 | 77 | 101 | 122 | 135 | 149 | |||||
储能配置比例 | 12% | 13% | 15% | 20% | 25% | 35% | ||||||
提升以及电化学储能系统单位成本降低,根据CPAI及 | 电化学储能渗透率 | 22% | 23% | 24% | 25% | 26% | 28% | |||||
风电装机预期综合测算: | 配置时长 | h | 2 | 2 | 2.2 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | ||||
新增集中式光伏储能 | GWh | 3 | 5 | 8 | 15 | 23 | 41 | |||||
Ø | 到2025年全球电化学储能市场空间有望接近2200亿元 | 全球年均新增风电装机 | 95 | 89 | 92 | 102 | 131 | 155 | ||||
yoy | -6% | 3% | 11% | 28% | 19% | |||||||
(包含国内电网、工商业用户侧,不含国内用户侧储能 | 电化学储能配置比例 | 12% | 13% | 15% | 20% | 25% | 35% | |||||
需求),国内电化学储能空间有望接近800亿元, | 储能渗透率 | h | 22% | 23% | 24% | 25% | 26% | 28% | ||||
配置时长 | 2 | 2 | 2.2 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | ||||||
Ø | 按照上述假设测算,我们预计,2025年全球储能温控 | 新增风电储能装机预期 | GWh | 5 | 5.3 | 7.3 | 12.2 | 22.1 | 42.6 | |||
户用端 | ||||||||||||
市场价值量有望超过120亿元,对应2021-2025年年均 | 全球新增分布式光伏装机 | GW | 65 | 85 | 113 | 135 | 150 | 165 | ||||
复合增速62%。 | 储能配比 | 10% | 15% | 20% | 25% | 30% | 35% | |||||
电化学渗透率 | 20% | 22% | 24% | 26% | 28% | 30% | ||||||
配置时长 | h | 2 | 2 | 2.2 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | |||||
新增户用储能装机预期 | GWh | 3 | 6 | 12 | 21 | 33 | 49 |
全球风光+用户侧储能需求合计(不含中国工商业用储能) | |||||||
新增储能装机规模合计 | GWh | 11 | 16 | 27 | 48 | 78 | 132 |
全球储能系统均价 | 元/KWh | 1900 | 1805 | 1715 | 1629 | 1548 | 1470 |
yoy | -5% | -5% | -5% | -5% | -5% | ||
全球储能系统空间 | 亿元 | 203 | 280 | 466 | 780 | 1,201 | 1,938 |
温控价值量 | 亿元 | 10 | 14 | 23 | 39 | 60 | 97 |
yoy | 38% | 66% | 67% | 54% | 61% |
数据来源:CPAI、北极星光伏网、北极星储能网、国信证券经济研究所整理(其中:新增光伏装机预期来自CPAI、新增风电装机预期来 自GWEA,储能配置时长以2h为基础,并假设随着储能成本的下降储能配置时间长度会逐步提升;电化学储能的渗透率及占比亦将随着电 化学储能成本的下降不断优化,电化学储能系统单位成本假设每年按照5%的比例下降。)
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场景三:国内电化学储能市场空间测算 | |||||||||||||||||||||||
表11:国内电化学储能市场空间测算 | 表12:国内工商业储能空间测算 | ||||||||||||||||||||||
2020 | 2021E | 2022E | 2023E | 2024E | 2025E | 场景一:数据中心配置储能需求 | |||||||||||||||||
新增光伏装机/GW | 48 | 65 | 75 | 90 | 100 | 110 | 数据中心总功率/GW | 2020 | 2021E | 2022E | 2023E | 2024E | 2025E | ||||||||||
9.93 | 10.7 | 11.55 | 12.55 | 13.56 | 13.65 | ||||||||||||||||||
yoy | 10% | 35% | 15% | 20% | 11% | 10% | |||||||||||||||||
yoy | 7.8% | 7.9% | 8.70% | 8.00% | 0.70% | ||||||||||||||||||
储能配比 | 10% | 15% | 25% | 30% | 35% | 3% | |||||||||||||||||
储能配比 | 5% | 10% | 15% | 20% | 25% | ||||||||||||||||||
电化学储能渗透率 | 10% | 10% | 15% | 20% | 25% | 30% | |||||||||||||||||
配置时长/h | 2 | 2 | 2.2 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | |||||||||||||||||
配置时长/h | 2 | 2 | 2.2 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | |||||||||||||||||
电化学储能装机/GWh | 0.6 | 1.07 | 2.54 | 4.52 | 7.05 | 9.56 | |||||||||||||||||
光伏发电侧新增储能装机/GWh | 1 | 1.3 | 3.7 | 10.8 | 19.5 | 32.3 | 净增储能装机/GWh | 0.47 | 1.47 | 1.98 | 2.53 | 2.51 | |||||||||||
年均新增风电装机/GW | 58 | 43 | 52 | 64 | 83 | 97 | 场景二:5G基站储能配置需求 | ||||||||||||||||
yoy | -27% | 22% | 22% | 31% | 17% | 国内基站总数/万个 | 60 | 66 | 72 | 78 | 84 | 90 | |||||||||||
储能配比 | 10% | 10% | 15% | 25% | 30% | 35% | 平均基站功率/KW | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | ||||||||||
储能渗透率 | 1% | 10% | 15% | 20% | 25% | 30% | 国内基站总功率/GW | 1.5 | 1.65 | 1.8 | 1.95 | 2.1 | 2.25 | ||||||||||
yoy | 10% | 9% | 8% | 7.7% | 7.1% | ||||||||||||||||||
配置时长/h | 2 | 2 | 2.2 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | 5% | ||||||||||||||||
储能配比 | 10% | 15% | 20% | 30% | 40% | ||||||||||||||||||
发电侧风电新增储能/GWh | 0.1 | 1 | 3 | 8 | 16 | 29 | |||||||||||||||||
配置时长/h | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |||||||||||||||||
国内电网侧储能空间 | |||||||||||||||||||||||
电化学储能装机GWh | 0.3 | 0.66 | 1.08 | 1.56 | 2.52 | 3.6 | |||||||||||||||||
2020 | 2021E | 2022E | 2023E | 2024E | 2025E | 净增储能装机/GWh | 0.36 | 0.42 | 0.48 | 0.96 | 1.08 | ||||||||||||
调峰需求/GWh | 109.8 | 126.3 | 145.2 | 167 | 192 | 220.8 | 国内发电、电网、工商业用户侧合计 | ||||||||||||||||
yoy | 10% | 15% | 15% | 15% | 15% | 15% | 电化学储能装机GWh | 2.29 | 4.63 | 10.16 | 23.24 | 41.98 | 67.76 | ||||||||||
电化学储能渗透率 | 1.1% | 1.3% | 1.5% | 1.7% | 1.9% | 2.1% | 净增电化学储能GWh | 2.34 | 5.53 | 13.09 | 18.74 | 25.78 | |||||||||||
电化学储能装机/GWh | 1.21 | 1.64 | 2.18 | 2.84 | 3.65 | 4.64 | 储能系统单价(元/KWh) | 1500 | 1,425 | 1,354 | 1,286 | 1,222 | 1,161 | ||||||||||
yoy | -5% | -5% | -5% | -5% | -5% | ||||||||||||||||||
yoy | 36% | 33% | 30% | 29% | 27% | ||||||||||||||||||
配置时长/h | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 国内电化学储能规模/亿元 | 34 | 66 | 138 | 299 | 513 | 786 | ||||||||||
电化学储能装机/GW | 0.6 | 0.82 | 1.09 | 1.42 | 1.82 | 2.32 | 储能温控市场/亿元 | 1.7 | 3.3 | 6.9 | 14.95 | 25.65 | 39.3 | ||||||||||
新增调峰+调频电化学储能/GW | 1.21 | 1.64 | 2.18 | 2.84 | 3.65 | 4.64 | yoy | 94% | 109% | 117% | 72% | 53% |
数据来源:CPAI、北极星光伏网、北极星储能网、国信证券经济研究所整理(其中:新增光伏装机预期来自CPAI、新增风电装机预期来自GWEA,储能配置时长以2h为基础,并假设随着储能成本的下降储能配置时间长度会逐步提升;电化学储能的渗透率及占比亦将随着电化学储能成本的下降不断优化,电化学储能系统单位成本假设每年按照5%的比例下降。)
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场景四:全球4G及5G手机热管理空间及测算 | ||
Ø | 根据Digitimes Research统计,2021年全球智能手机出货量有望超过13亿部,其中5G手机出货量超过4.7亿部,根据Digitimes Research及 |
硕贝德给出的全球手机出货量预计及4G、5G手机渗透率情况,我们测算,2025年国内智能手机出货量有望超过17亿部,其中5G手机将超过
5.5亿部;
Ø | 随着4G向5G手机升级,手机性能的提升亦带来温控价值量的进一步提升,我们预计2025年,国内手机热管理市场的总规模将达到625亿元。 |
表14:全球4G及5G手机热管理空间及测算
2020 | 2021E | 2022E | 2023E | 2024E | 2025E | |
4G手机出货量/百万部 | 1044 | 889 | 811 | 691 | 592 | 479 |
yoy | -29% | -15% | -9% | -15% | -14% | -19% |
手机散热平均价格/元 | 16 | 15 | 15 | 15 | 14 | 14 |
yoy | -2% | -2% | -2% | -2% | -2% | -2% |
4G手机热管理空间/亿元 | 164 | 137 | 122 | 102 | 86 | 68 |
5G手机出货量/百万部 | 250 | 479 | 664 | 880 | 1053 | 1233 |
yoy | 1463% | 92% | 39% | 33% | 20% | 17% |
手机散热平均价格/元 | 50 | 49 | 48 | 47 | 46 | 45 |
yoy | -2% | -2% | -2% | -2% | -2% | |
5G手机热管理空间/亿元 | 125 | 235 | 319 | 414 | 486 | 557 |
4G+5G出货合计/百万部 | 1294 | 1368 | 1475 | 1571 | 1645 | 1712 |
手机散热空间/亿元 | 289 | 371 | 441 | 516 | 571 | 625 |
yoy | 29% | 19% | 17% | 11% | 9% |
数据来源:DIGITIMES Research,硕贝德、国信证券经济研究所整理及预测
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目录 | ||||
01 | 温控行业概况及发展趋势 |
02 | 温控行业成长空间及技术路径分析 |
( 各细分行业空间测算、不 同 技 术 路 径 占 比 )
03 | 产业链及竞争格局梳理 | ||
(工业温控、机房温控、新能源汽车温控、储能温控、器件芯片温控) | |||
04 | |||
投资建议 |
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温控技术原理与路径 |
目前温控底层技术主要分为:风冷、冷冻水(间接蒸发冷)、液冷、相变材料、电子散热技术(导热材料散热、热管散热、均热板等),不同场 景在技术路径选择上存在一定的相似性和差异性:
Ø 1)工业级别热管理对于场景的定制化理解程度最高,需满足除了温度以外湿度、洁净度等多方面要求,以传统的风冷/水冷为主;2)机房类(数据中心、通信基站等)主要满足降温和节能需求,由风冷逐步向间接蒸发冷过渡;3)电池热管理(新能源车电池及储能电池等)中首要需 考虑安全性及降温效果,由风冷由液冷逐步过渡;4)手机及电子散热由于空间有限,零部件体积较小,对于技术和工艺的水平要求相对较高,主要为电子芯片散热工艺级别。
表14:不同热管理场景环境要求及技术路径举例
类别 | 场景 | 热源参数 | 技术/场景要求 | 技术路径选择 | |
2015 | 2020 | ||||
传统工业热管理(主 | 电力系统热管理 | 升压站110~220KV | 满足电力升压站降温控制 | 强迫风冷—热管散热—液冷(主要是纯水冷却) | |
工厂及其它工商业环境等 | 不同场景存在差异 | 满足不同生产条件的工厂对于温度/湿度等特定 环境要求(不仅是温度,通常定制化较强) | 以冷媒冷却空气,或以热媒加热空气。 | ||
要是对环境降温) | |||||
机房类热管理 | 数据中心机房热管理 | 2.5KW | 4.4KW | -40~45℃,温度可实现±1℃和湿度±3~5%RH 精密空调→间接蒸发冷→液冷(含冷板式及浸没 | |
的高精度控制 | 式) | ||||
通信基站热管理 | ≈1KW | 3-4KW | 户外条件,精密控温 | 精密空调→液冷逐步过渡 | |
电池热管理 | 新能源车热管理 | 110KW | 250KW | 1)最佳工作区间:10-35℃ | 风冷、液冷、直冷和相变材料四种 |
2)工作温度区间:-20-45℃ | |||||
储能电池热管理 | 110MWh(电网配电侧) | ||||
3)可承受区间:-40-60℃ | 风冷、液冷、直冷和相变材料四种 | ||||
部件级散热——手机 | 电池容量:2500~4500mAh | 确保发热电子元器件所产生的热量能够及时的 排出,尺寸精度要求较高 | 石墨片/石墨烯/石墨+热管/均温管 | ||
手机及电子散热 | 电子散热——芯片级 | 热流密度:100-790W/cm² | 自然散热→风冷→液冷;VC散热器、间接式冷板散热、液体喷雾冷却 |
资料来源:公司公告,国信证券经济研究所整理,热力密度举例:1)数据中心采用平均单机柜热力密度;2)储能侧以配网侧落地储能项目为例,3)新能源车热管理为Tesla Model S推出的充电功率。
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风冷:通过气体制冷剂循环降温 |
风冷式冷水机组主要是利用制冷剂气体的循环达到冷却效果:
图13:风冷式冷水机组工作原理
1)压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体后压缩成高温高压气体 送入冷凝器;2)高压高温气体经泠凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压 液体;3)常温高压液体流入热力膨胀阀经节流形成低温低压湿蒸汽,后 再经过冷却后回到压缩机形成循环。 Ø优点:体积相对较小,免去冷却塔等安装设施; Ø缺点:制冷效果相对有限,易受到环境温度影响; Ø主要应用场景:数据中心、新能源、工厂、服务器等。(目前应用 最为广泛) 表15:风冷式冷水机组核心部件及工作原理 | ||
部件名称 | 原理 | |
压缩机 | 将经过蒸发器后吸收了热能的制冷剂气体压缩成高压气体,然后送到 室外机的冷凝器 | |
冷凝器 | 将高温高压气体的热能通过风扇向周围空气中释放,使高温高压的气 体制冷剂重新凝结成液体,然后送到膨胀阀 | |
膨胀阀 | 使中温高压的液体制冷剂通过其节流成为低温低压的湿蒸汽,然后制 冷剂在蒸发器中吸收热量达到制冷效果 | |
风机 | 通过风机将热能向周围空气中释放(通常精密空调制冷量越大所需风 机数量越大) | |
资料来源:瀚信德官网,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:瀚信德官网,国信证券经济研究所整理 |
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水冷:通过水与冷源交换降温 |
水冷冷水机工作原理:主要利用液体的循环&交换降温:
图14-1:水冷式冷水机组工作原理 | |
利用壳管蒸发器使水与冷媒进行热交换,冷媒系统在吸收水中的热负荷,使水降温产生冷水后﹐通过制冷压缩机的作用将热量带至壳管式冷凝器,由冷媒与水进行热交换﹐使水吸收热量后通过水管将热量带出外部的冷却 塔散失(水冷却))。 Ø优点:能耗方面相对风冷更节能、受季节影响小全年降温效果更好; Ø缺点:前期设备投入较大、消耗水资源、后期维护成本高; Ø主要用用场景:工厂、互联网IDC、输配电升压站等。 图14-2:水冷型产品主要应用场景举例 | |
数据来源:华为、高澜股份招股说明书,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:瀚信德官网,国信证券经济研究所整理 |
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液冷:通过液体和冷源直接接触降温 | ||
液冷通过液体和热源的直接接触将发热元器件(可以是服务器、电池、电子元器 | 图16:浸没式液冷工作原理 | |
件等)产生的热量直接带走,可以分为冷板式、浸没式、喷淋式三种类型:Ø冷板式液冷:将液冷冷板固定在服务器主要发热器件上, 依靠液体流经冷板 带走热量; Ø喷淋式:采用冷却液对发热体进行喷淋达到设备冷却效果; Ø浸没式:将发热元器件直接浸没在液体冷却液中,依靠液体的循环带走热量。 |
数据来源:《图解液冷技术》,国信证券经济研究所整理
图15:冷板式液冷工作原理 | 图17:喷淋式液冷工作原理 |
数据来源:《图解液冷技术》,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:《图解液冷技术》,国信证券经济研究所整理 |
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液冷:通过液体&冷源直接接触降温 |
随着单位算力密度的持续提升,和PUE等级的持续提高,液冷在多行业的应用日益广泛,目前的应用场景主要包括:1)高功率的动力电池;2)100MWh以上的储能柜;3)超算等数据中心工作站;4)5G基站等。
常用的液冷冷却液主要分为三种:水、矿物油、氟化液等,其中氟化液由于具有较好的绝缘性、不易燃等特点,目前应用较为广泛,服务器浸 没式液冷主要采用氟化液为冷却液。
图18:液冷技术应用场景举例 | 表16:常用液冷冷却液及优缺点 | ||
冷却液 | 优点 | 缺点 | |
水 | 具有良好的比热容,成本较低,无污 染 | 非绝缘体,只能应用于非直接 | |
接触的液冷技术中 | |||
矿物油 | 价格相对低廉,绝缘冷却液、单项矿 物油无毒不易挥发,环境相对有好 | 1)矿物油粘性相对较高,易留 | |
残留;2)易燃风险 | |||
氟化液 | 绝缘性好、不易燃,不会对设备造成 损伤,目前应用较为广泛 | 成本相对较高 | |
数据来源:《图解液冷技术》,国信证券经济研究所整理 |
数据来源:中国热管理网,国信证券经济研究所整理
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液冷:代表中长期技术方向 |
液冷技术具有降温效果好,节能效果好、不同季节&环境下效果可持续等优点,在电池功率持续升级、PUE要求提升等背景下能够切实解决散热 不均匀、热量过高等问题,未来在数据中心、储能、芯片及散热等具有广泛应用前景,代表中长期技术方向。
表17:液冷技术应用优势
液冷优势 | 描述 |
能源成本低 | 液冷可以利用 45°C /113°F 的水进行冷却,大部分时间都可以使用无需压缩机的制冷方式。液冷的节能效果更为显著。 |
散热功率密度高 | 风冷对20kW以上机柜效果显著降低,芯片级液冷和浸没式液冷对20kW/以上能效较高,并可支持超过100kW/机柜的密度。 |
耗水量低 | 可以消除或大幅减少蒸发冷却,同时仍能达到较高的效率。 |
适应恶劣环境 | 浸没式液冷不需要任何气流,且与外部环境隔离,它几乎可部署于任何地点。 |
噪音小 | 芯片级液冷仅需要少量气流,从而大幅降低 IT 设备和精密空调风扇的转速,进而降低噪音。浸没式液冷无需风扇,因此,除了用于绝缘液的循环泵,即可在室内实现近乎无噪音运行。 |
散热均匀 | 对于储能及动力电池具有平均较好的散热效果,能够降低风冷散热的不均匀性,延长电池寿命。 |
能耗显著降低 | 总体耗电量低,相同制冷量条件下耗电仅为风冷机组的70%。 |
全年效果可持续 | 受天气影响小,季节性波动性小。 |
数据来源:施耐德、《图解液冷技术》、产业信息网、国信证券经济研究所整理
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液冷:渗透率有望持续提升 |
2025年采用液冷数据中心规模预期可超过1200亿元。根据赛迪顾问的数据,以液冷数据中心对传统市场进行替换作为市场规模测算基础,结合 华为、阿里巴巴和中科曙光对液冷数据中心的替换率调查,预计2025年我国液冷数据中心的市场规模将破1200亿元,2021-2025年均复合增速 25%。(此处口径为液冷对应的数据中心规模),冷板式及浸没式液冷占比分别达到59%/41%。
根据未来NE时代统计,2017年国内新能源汽车动力电池液冷占比约22%,并预计2025年新能源汽车动力电池液冷渗透率有望提升至80%。
图19:2019-2025年中国液冷IDC市场规模统计 | 图20:2019-2025年中国液冷数据中心市场结构分布(%) | 图21:2025年新能源汽车动力电池液冷渗透率有望提升至80% |
数据来源:赛迪顾问、前瞻产业研究院,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:赛迪顾问、前瞻产业研究院,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:NE时代,国信证券经济研究所整理 |
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液冷:行业协同助力降本增效 |
液冷目前在推广过程中,价格较高、企业的研发成本、技术变革等是面临的主要问题:
Ø成本是液冷技术推广的一大难点。由于单车价值量较高,液冷已经在新能源车实现较广泛应用,数据中心/储能使用液冷方案的成本仍然是 风冷或者冷冻水冷技术的5-10倍,从经济性的角度推广面临一定困难,试点项目和一些补贴性的政策扶持(如有)能够帮助前期液冷进行推广;Ø液冷技术若能在数据中心、新能源车、储能等场景上实现技术共享能够降低开发成本,可以加快降本及商业化进程。从时间上看,新能源汽 车液冷普及有望最早实现,其次为储能液冷普及,而成本和技术以及高PUE要求带动下IDC液冷使用比率有望进一步提升。
Ø从技术门槛上看,液冷技术涉及到的管路、接头等较多(风冷主要是压缩机),液冷设计还需要更贴合服务器/机柜等,更加考核企业的综 合解决能力,头部企业可获得的价值量远高于风冷技术(eg.数据中心中液冷把冷却塔、冷水机组几部分整合提供,价值量明显提升)。
图22:英维克数据机房冷板式液冷解决方案 | 图23:液冷技术在不同行业间共享可以降低研究开发成体提高推广速度 |
数据来源:公司官网,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:NE时代,国信证券经济研究所整理 |
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手机散热基本原理 |
手机常用的冷却方法包括石墨烯散热、热管散热、均热板散热:
Ø 石墨烯散热:通过将石墨膜贴到手机的电路板背后,就可以将芯片发出的热量分散到手机的其他地方后再散出去,有效降低手机芯片的温度;Ø 热管散热:主要利用热传导原理与制冷介质的快速热传递,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外;
Ø 均热板散热:当热源将热量传导至蒸发区时,腔体里的冷却液(以水为主)在低真空度的环境中受热进行气化,此时吸收热能并且体积迅速 膨胀,气态冷却液迅速充满整个腔体,当气体接触到较冷区域时会凝结成液态。
图24:石墨烯散热示意图 | 图25:热管散热原理图 | 图26:均热板散热原理图 |
数据来源:热管理原理、中国热管理网,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:热管理原理、中国热管理网,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:热管理原理、中国热管理网,国信证券经济研究所整理 |
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不同技术应用情况汇总 |
从渗透率来看,目前使用比例最高的技术仍然是风冷技术和水冷技术:
Ø工业类空调主要用于工业制造环境、电力升压站等场景,成本为重要考虑因素,目前风冷和水冷技术已经基本能够满足环境温控要求;Ø数据中心目前存量机房主要以传统的风冷式空调末端为主,新增的数据中心机房以精密空调、间接蒸发冷、以及试点性的液冷技术为主。
从客户结构上看运营商主要还是采用风冷+精密空调,互联网机房中间接蒸发冷技术使用的较为广泛(特别是腾讯);
Ø液冷在新能源车动力电池的使用比例较高,新增逐渐以液冷为主,驱动力:1)动力电池功率密度高(200KWh以上);2)单车价值量高;3)新能源汽车产业链中对于部件级别工业生产技术较为完善,切换门槛低。
Ø储能温控的选择海外因为UL标准高,对降温的均匀性要求较高,目前主要以液冷为主,国内目前中高功率的储能产品方案中液冷的占比逐 步提升。
表18:不同技术路径产品应用情况
水冷 | 液冷 | ||||
风冷 | 冷冻水冷/纯水冷却等 | 间接蒸发冷 | 冷板式液冷 | 浸没式液冷 | |
IDC温控 | √(存量占比较高) | √ | √(新增案例较多) | 试点,超算中心 | 试点:阿里、曙光等 |
储能温控 | √(低功率存量占比高) | — | — | 36KWh以上、海外产品使用 | — |
比例高 | |||||
新能源车热管理 | √ | — | — | 高端车型主要以液冷为主 | — |
手机 | √ | — | — | 热管散热原理亦为液冷 | — |
电力及传统工业 | √ | √ | — | — | — |
电力发电侧 | √ | √(高压输电较多采用) | — | — | — |
数据来源:公司公告、国信证券经济研究所整理及预测
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温控技术小结:热力升级+节能化,液冷技术有望成为主要趋势 | 缺点 | ||||
冷却方式 | 使用场景 | 举例 | 渗透率 | 优点 | |
数据中心 | 运营商、第三方IDC、政企等 | 存量70%以上,新增占比下降 | 能耗相对较高,低PUE下发展受到 相对节省场地,形态多样(列间、行间等)、 一定限制(一般PUE 1.2以下用传 提高空间利用率、经济效应相对好 统的风冷比较难实现) | ||
中小型IDC | |||||
风冷 | 动力电池 | 奇瑞、江淮、北汽 | 存量多以风冷为主 | 1)适用于所有类型电池,构造简单成本低; | 大功率电池上使用发展受限,空气 |
储能电池 | 100MWh以下风冷为主 | 存量90%以上,新增高容量电池 | 出口/出口温差较大,降温效果无 | ||
2)安全性能相对好,不用担心液体泄露等 | |||||
占比下降 | 法保障 | ||||
间接蒸发冷 | 数据中心 | 腾讯IDC、部分新增大型IDC | 对于PUE要求在1.3以下的超大 | 1)相对风冷能够有效降低PUE水平;2)相对 | 1)占地面积较大;2)需要消耗水 |
于液冷在成本端节省;3)“三合一”省去组 | 资源;3)相对于液冷降温效果有 | ||||
型数据中心渗透率持续提升 | |||||
装等步骤 | 限。 | ||||
数据中心 | 阿里云、中科曙光超算数据 | 渗透率较低,除部分超算外较 | 降温效果好,对于高密度场景(eg功率密度 | 成本较高,浸没式液冷可放置服务 | |
中心等 | 少采用目前 | >15KW)有明显优势 | 器数量大大减小 | ||
液冷 | 动力电池 | 众泰、帝豪、比亚迪、蔚来、 逐渐成为主流趋势 东风御风、宇通公交 | 与电池壁接触面之间换热系数高;冷却、加 | 存在漏液的可能;重量相对较大; | |
维修和保养复杂;需要水套、换热 | |||||
热速度快;体积较小;散热效果好 | |||||
储能电池 | 新增中高功率储能以液冷为主 | 器等部件,结构相对复杂 | |||
相变冷 | 工业为主(未来 | 如农业、科研等 | 目前主要以工业的一些场景为 | 1)空间需求小;2)换热速率大;3)允许电 | 1)在新能源领域缺乏应用案例;2) |
可能用于动力电 | 池在大功率条件下运行避免电池过早退化(是 | ||||
(直冷) | 主 | 缺乏热机械性于散热性能定量描述 | |||
池) | |||||
未来动力电池发展的重要技术路径之一) | |||||
1)天然石墨散热膜具有高导热性、易加工、 | 1)石墨片厚度有一定限制,不能 | ||||
石墨 | 电子芯片散热 | 手机散热 | 主要机型:iPhone 11 | 柔韧、无气体液体泄露性等;2)人工石墨散 | 够太薄;2)价格偏高 |
热速度较快;
石墨烯 | 电子芯片散热 | 手机散热 | 主要机型:华为mate 30 | 石墨烯具有耐高温、良好的导热性、化学稳 | 无法与芯片直接接触,一定程度上 |
定性等,性价比较高 | 影响了散热效果 | ||||
热管散热 | 电子芯片散热 | 手机散热 | 主要机型:华为 mate 30 | 1)使用寿命长:典型的使用寿命约为20年; | 传导方式相对于均热板较为单一, |
2)布置灵活:液冷散热可以打扁、折弯,可 | |||||
接触面积小于均热板接触面积 | |||||
以放在任何需要散热的位置 | |||||
均热板散热 电子芯片散热 | 手机散热、笔记本散热等 | 主要机型:vivo NEX S 5G | 散热效果较好,实现多维度多水平导热 | 成本较高 |
数据来源:《图解液冷技术》、中国热管理网、施耐德、IDC、CDCC、公司公告,国信证券经济研究所整理
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温控技术小结:热力升级+节能化,液冷技术有望成为主要趋势 |
算力升级、绿色化、智能化是未来温控场景需求的衍变趋势。目前温控底层技术主要分为:风冷、冷冻水(间接蒸发冷)、液冷、导热材料散热、热管散热、均热板等。我们认为,未来技术需求的几大趋势是:1)算力密度持续升级(e.g.数据中心 单机柜功率从2.5KW→4KW→8KW→15KW);2)绿色转型升级,持续追求更高效节能的降温方式;3)智能化升级,由传统的机 械化式的降温场景转变为“温控+数字化”、“温控+智能化”;
液冷技术有望成为主要趋势。随着算力升级、绿色化和智能化的加速到来,液冷技术具有降温效果好,节能效果好、不同季 节&环境下效果可持续等优点,能够切实解决散热不均匀、能耗过高等问题,未来在数据中心、储能、芯片及散热等具有广泛 应用前景,代表中长期技术方向。根据赛迪顾问的数据,预计2025年我国液冷数据中心的市场规模将破1200亿元,2021-2025 年均复合增速25%,冷板式及浸没式液冷占比分别达到59%/41%。根据未来NE时代预计2025年新能源汽车动力电池液冷渗透率 有望提升至80%。我们分析,液冷有望在IDC、动力电池、储能电池等实现跨行业的技术共享,降低开发成本,加速普及。
我们看好在液冷技术上有布局和应用的企业,并认为在技术转型升级的过程中头部企业的价值量有望进一步提升,主要体现 在:1)传统的风冷涉及到冷却塔、空调机等各个环节,未来技术升级过程中会朝向“一体化”的趋势不断衍变,产品价值量 持续提升(e.g.传统解决方案分为冷水机组、冷却塔、空调末端,间接蒸发冷“三合一”;2)随着技术等级要求不断升级,头部厂商在技术水平、新产品推出节奏等创新能力上有望进一步形成壁垒,享有更高的占有率;3)随着智能化的引入,温控 企业有望进一步参与到能源管理分成中,提升产品的价值量。
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目录 | ||||
01 | 温控行业概况及发展趋势 |
02 | 温控行业成长空间及技术路径分析 |
( 各细分行业空间测算、不同技术路径占比)
03 | 产业链及竞争格局梳理 | ||
(机房温控、新能源汽车温控、储能温控、器件芯片温控、工业温控) | |||
04 | |||
投资建议 |
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温控产业链全景图(本篇报告重点研究中游温控厂商环节) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
上游:散热组件 | 中游:温控厂商 | 下游:三大应用场景 | ||||||||||||||||||||||||||||||
换热器 | • | 中山深宝电器 | • | 数据中心温控厂商 | • | 华为 | 数据中心运营商/设备商 | 万国数据 | ||||||||||||||||||||||||
• | 奥太制冷 | 英维克(002837) | • | 佳力图(603912) | ||||||||||||||||||||||||||||
• | 中国移动 | • | ||||||||||||||||||||||||||||||
• | 汉钟精机(002158.SZ) | • | 依米康 | • | 黑牡丹 | • | 阿里巴巴 | • | 中国电信 | • | 曙光 | |||||||||||||||||||||
• | 海立股(600619.SH) | (300249.SZ) | (600510.SH) | • | 秦淮数据 | • | 中国联通 | • | 浪潮 | |||||||||||||||||||||||
压缩机 | • | 松下压缩机 | 风 | • 申菱环境 | • | 高澜股份 | • | 百度 | • | 世纪互联 | • | 数据港 | ||||||||||||||||||||
(301018.SZ) | (300499.SZ) | |||||||||||||||||||||||||||||||
冷 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
核心 | • | 丹弗斯 | 核 | |||||||||||||||||||||||||||||
部件 | • | 谷轮 | 心 | • | 储能温控厂商 | 储能集成商 | ||||||||||||||||||||||||||
部 | 英维克(002837) | • | 同飞股份(300990) | |||||||||||||||||||||||||||||
风机 | • | 依必安派特电机 | 件 | 液 | • | 松芝股份 | • | 高澜股份 | • | 宁德时代 | • | 阳光电源 | • | 华为 | ||||||||||||||||||
• | 施乐百机电设备 | 冷 | • | 平高集团 | • | 科陆电子 | • | 国家电网 | ||||||||||||||||||||||||
(002454.SZ) | • | (300499.SZ) | ||||||||||||||||||||||||||||||
核 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
• | 微光股份(002801.SZ) | • | 科创新源 | • | 黑盾股份 | • | 海博思创 | • | 亿纬锂能 | • | 南都电源 | |||||||||||||||||||||
心 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
部 | • | (300731.SZ) | • | 上海电气 | • | 比亚迪 | ||||||||||||||||||||||||||
• | 艾尔凡机电 | |||||||||||||||||||||||||||||||
件 | 奥特佳(002239) | |||||||||||||||||||||||||||||||
• | 格兰富水泵 | • | 申菱环境(301018.SZ) | |||||||||||||||||||||||||||||
水泵 | • | 中金环境(300145.SZ) | 新能源汽车热管理 | 新能源汽车厂商 | ||||||||||||||||||||||||||||
泵类 | 热泵 | • | 利欧股份 | • | 高澜股份 | • | 松芝股份 | • | 法雷奥 | • | 大众 | • | 蔚来 | |||||||||||||||||||
• | 三花智控(002050.SZ) | • | (300499.SZ) | • | (002454.SZ) | 宝马 | 比亚迪 | |||||||||||||||||||||||||
• | 奔驰 | • | • | |||||||||||||||||||||||||||||
三花智控 | 银轮股份 | |||||||||||||||||||||||||||||||
• | 德业股份(605117.SH) | • 丰田 | • | 沃尔沃 | • | 上汽 | ||||||||||||||||||||||||||
(002050.SZ) | (002126.SZ) | |||||||||||||||||||||||||||||||
其他 | 电子膨胀阀 | • | 三花智控 | • | 中鼎股份(000887) | • 奥特佳(002239) | • 通用 | • | 吉利 | • | 特斯拉 | |||||||||||||||||||||
部件 | 冷却液 | • | 巨化股份(600160.SH) | • | 同飞股份(300990) | • | 飞荣达(300602.SZ) | • 长安 | • | 广汽 | • | 小鹏 |
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温控厂商竞争格局探讨一:跨应用场景扩张 |
大多数温控企业都会结合公司的优势选择多场景发展模式或者采取纵向扩展的方式,选择技术同源或者切换壁垒相对较低的行业进行拓展,能够 降低进入门槛,从不同场景的切入难度来看:
1)传统工业温控细分领域较多;2)其中,数据中心为代表的机房温控是工业温控中相对标准化且空间广阔的细分赛道;3)储能作为高速发展的 蓝海赛道,不同技术背景出身的企业相继布局,整体来看从技术上储能温控和新能源车温控在技术上重合度最高,储能柜和通信机柜在交付形态 及应用环境(都是户外耐受度高的环境)相似度更高,不同出身背景的公司切入有不同优势;4)电子散热技术相对其它环节对工艺和精度要求程 度较高,目前核心的手机电子散热技术外资在技术上相对布局较早,有待进一步突破。
图27:不同温控赛道切入难度及壁垒探讨
数据来源:各公司公告,国信证券经济研究所整理
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跨应用场景带来规模效应 |
从温控厂商的发展模式上看,大多数选择多场景发展的策略,场景内也存在型号和客户需求差异化较强的特点,导致公司的采购的种类和定 制化程度较高,难以实现规模效应。随着对场景的理解和研发的不断深入,在研发费用上的开支亦有所提升。
因此,我们认为,加强场景之间的相关度、选择标准化程度相对较高的领域、加强底层研发平台的搭建能够一定程度上提升企业盈利能力。
图28:温控厂商定制化开发诉求较高 | 图29:温控厂商盈利模型构建 |
数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理,上述成本占比为平均值,各家之间仍存在较大差异。如,佳力图风机占比约17%,压缩机占比仅7%; |
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跨场景难点(一)原材料种类繁多,定制化材料占比较高 |
原材料种类较多,定制化属性强,制冷设备占成本比例较高。温控企业成本端主要包括制冷设备组、电子元器件组、铜铝线缆 等基础材料组几大部分,由于各家应用场景以及下游客户不同,整体比例存在一定差异,基本呈现种类多样化、定制化程度高、型号种类较多等特点。平均外购标准化的原材料占比约60%,定制化的材料占比30%。
以高澜股份为例,公司招股书披露的原材料种类超过 8,000 种之多,各期采购的主要原材料具体型号亦有较大变化。
图30:英维克成本构成 | 图31:高澜股份成本构成 | 图32:同飞股份成本构成 | 图33:佳力图成本构成 |
数据来源:招股说明书,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:招股说明书,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:招股说明书,国信证券经济研究所整 | 数据来源:招股说明书,国信证券经济研究所整理 |
理
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跨场景难点(二)不同场景交付周期相差较大 |
表19-1:不同行业产品交付周期
产品应用场景 | 细分行业 | 3M | 6M | 9M | 12M | 15M | 交付周期 | 24M | 27M | 30M | 33M | 36M | |
18M | 21M | ||||||||||||
数据中心场景产品 | 数据中心温控空调 | ||||||||||||
工业场景产品 | 化工行业 | ||||||||||||
电网行业 |
机场
特殊场景产品 | 核电 |
轨道交通
公共场景产品 | 公建及商用空调 |
表19-2:电力相关产品交付时间差异情况(主要场景为电力应用)
产品 | 30天 | 60天 | 90天 | 交付周期 | 120天 | 150天 | 180天 |
直流水冷产品
新能源发电水冷产品
柔性交流水冷产品
电气传动水冷产品
纯水冷却设备
数据来源:高澜股份招股说明书,国信证券经济研究所整理
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解决方案:构建平台化的研发采购模式,有效降本增效 |
从商业模式上看,温控行业的特点包括:1)场景选择多元化;2)产品定制化属性强;3)原材料种类多样化(根据高澜股份披露,公司 原材料采购超过8000多种不同型号,订制化的原材料采购占比约30%);4)解决方案多样化;5)交付实施周期差异较大;
参考国内海内外龙头温控企业的发展我们认为有以下几点重要的借鉴意义:1)选择合适的下游场景切入;2)注重最底层研发平台的构 建,标准化技术的共享;3)开发一定标准化技术模块,提高解决方案的通用性,通过“半预制化”的方式提高开发的复用度;3)高效的 研发能力及创新能力,领先技术升级及创新;4)采购上通过平台性物流集中采购等模式,降低平均采购单价。
图34:工业温控整体多元化及定制化较高 | 图35:打破定制化限制争取创新及成本优势 |
数据来源:各公司公告,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:各公司公告,国信证券经济研究所整理 |
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方案(一)——核心设备投入+零散化部件外协相结合 |
考虑到温控企业设备种类较多,定制化需求较强的特点,部分企业采取核心产品自生产+部分硬件外协加工的方式:
Ø 英维克外协加工主要的产品包括主控板等,一定程度上降低了公司采购设备的种类,降低前期投入;
Ø 同飞股份外协产品主要为部分外壳钣金件、外壳喷塑、接头等;
Ø 高澜股份外协采购主要包括:散热器芯体、散热器风室、风筒、换热器、空气冷却器等,从而降低纯水冷却设备产品小批量、零部件较 多,定制化强的特点。
综合对比几家温控企业的机械设备投入/营业收入,英维克整体低于可比公司。我们认为,通过提高设备的通用性,对于部分非核心硬件 产品采取外协加工的方式能够一定程度上降低设备上的投入。
表20:机械设备投入
高澜股份 | 佳力图 | 英维克 | 同飞股份 | 申菱环境 | ||
机械设备原值/亿元 | 1.18 | 0.44 | 0.40 | 0.25 | 1.13 | |
营业收入/亿元 | 12.28 | 6.25 | 13.38 | 6.12 | 14.67 | |
机械设备原值/营业收入 | 0.096 | 0.070 | 0.030 | 0.040 | 0.077 | |
外协采购/外协加工 | 26%* | 主要为自加工 | 1.44% | 0.94% | 主要为自加工 |
数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理,*外协加工占比为外协加工原材占营业成本比例,英维克、同飞为外协加工费用占成本的费用
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方案(二)注重搭建统一研发平台+构建标准化研发模块 |
由于温控企业所面临的的场景和需求的多样性,不可能实现完全的标准化的流程,参考头部企业在技术和研发平台的构建,我们认为应侧 重以下几方面:
1)底层研发平台的构建,标准化技术的共享:我们认为,每一种技术路径最底层的原理(如风冷之间、液冷之间)具有一定的通用性,公司通过搭建研发平台底层技术能够不断优化可重复使用的研发共用基础技术模块,提升长期技术积淀;
2)一定标准化技术模块之间的共享:对于同一场景、同一技术路径之间温控企业可以侧重开发具有一定通用性的技术模块,比如对同一 客户不同功率等级的产品的选择,通过“半预制化”的方式提高开发的复用度,降低费用率水平。
图36:申菱环境研发模式 | 图37:英维克研发模式 |
数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 |
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方案(三)头部厂商加大研发投入,进一步提高价值量 |
Ø 从各家研发投入的情况来看,各家研发费用率占比平均为3%-8%,其中英维克在研发端投入的力度最大,英维克研发人员 总数超过850人,占比约36%;
Ø 从内容上看,智能化控制节能技术是企业研发重点,通过提高产品价值,企业有望提升产品附加值。
图38:研发费用率及各公司研发人员占比 | 表21:温控向智能化的升级是企业重点投入方向 | ||||||||
公司 | 项目名称 | 研发进度 | 拟达到目的 | ||||||
数据中心空调AI控制 系统 | 小试阶段 | 基于大数据的节能控制算法优化 | |||||||
英维克 | 环控云智能设备管理 | 发布阶段 | 维护大数据采集、分析和预警 | ||||||
软件 | |||||||||
新一代车载热管理集 成控制系统 | 量产阶段 | 实现现有多热管理系统集成控制 | |||||||
松芝股份 | 新能源车智能控制技 | 推广测算 | 适合主机厂整车的OTA(远程下载程 | ||||||
序)控制器,以及独立的远程监控 | |||||||||
术 | 和程序上下载的模块,实现空调和 | ||||||||
热管理产品的远程诊断和程序升级 | |||||||||
资料来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 | 华为 | 配备精密降温系统 | 成熟推广 | 通过引入AI算法高效制冷, | |||||
表:研发人员及占比 | icooling | 降低能耗 | |||||||
其它 | 集群系统综合调度节 | 推广阶段 | 为计算机集群提供错峰关闭、开机 | ||||||
同飞股份 | 申菱环境 | 英维克 | 高澜股份 | 佳力图 | 能方法/装置 | 预热、过热耗电保护等 | |||
研发人员 | 95 | 424 | 853 | 285 | 55 | 其它 | IDC能耗监控及智能运 | 推广阶段 | 比常规节能>30% |
维管理系统 | |||||||||
占员工比例 | 14% | 11% | 36% | 23% | 11% | ||||
资料来源:公司公告、公司官网,国信证券经济研究所整理 | |||||||||
数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理及预测 |
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行业盈利能力总结:平均毛利&净利率水平 | |||||||
综合对比,一般温控企业的平均毛利率为30%-35%,平均净利润为10%- | 图40:不同业务板块毛利率水平(以英维克为例) | ||||||
11%。 | 机房温控节能设备 | 户外机柜温控节能设备 | |||||
轨交列车空调及服务 | 新能源车用空调 | ||||||
不通行业产品之间的毛利率存在一定差别,以英维克为例: | 50% | ||||||
40% | |||||||
Ø 数据中心温控毛利率平均25%-35%水平; | |||||||
30% | |||||||
Ø 储能&通信基站等机柜温控平均毛利率25%左右; | 20% | ||||||
Ø 轨交及乘用车温控平均毛利率35%-40%。 | 10% | ||||||
0% | |||||||
2015Y | 2016Y | 2017Y | 2018Y | 2019Y | 2020Y |
数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理
图39:可比公司净利润水平 | 图41:可比公司毛利率水平 |
数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 |
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温控厂商竞争格局探讨二:工业温控VS民用空调 |
目前国内民用空调市场主要由格力电器、美的等龙头公司所垄断,多个龙头市值已经达到千亿以上,目前工业温控企业相对市值较小,对 比民用空调,工业空调主要特点包括:1)温度控制精度较高;2)除温控外对湿度等环境理解和要求更加严格,更加注重综合解决方案的 提供;3)要求长时间不间断工作,对产品的技术要求更高;4)不同场景之间存在较大的差异,难以实现完全的标准化。
我们认为,工业温控难以实现像民用空调一样高度的标准化和规模效应,同样工业温控企业由于对温控之外的高附加值的解决方案能力也 是较民用空调巨头主要竞争优势。
表22:工业空调与民用空调的对比
项目 | 机房专用空调 | 民用舒适空调 |
应用场合 | 机房设备工作环境,确保机房设备正常运作,提高效率,减少运行成本 | 商业、家居等调节人体的舒适性的环境,保护身心健康,提高工作 |
效率、生活质量 | ||
热稳定性 | 温度波动±1℃ | 一般控制在±3℃~5℃ |
湿度管理 | 湿度波动±3~5%RH | 按卫生及舒适要求,控制在40~65%RH |
空气循环 | 大风量、小焓差,出风温度高,要求空间环境各个参数均匀性高,单位 | 小风量、大焓差,对整个空间均匀性要求不高,单位时间空气循环 |
时间空气循环次数大,避免凝露现象;显热比一般为0.9或更高 | 次数小,显热比一般为0.65或更低 | |
过滤功能 | 配置高性能过滤器,以保障机房洁净程度 | 简单过滤 |
设计寿命 | 设计寿命长,按照全年365天,每天24小时连续运行考虑 | 设计寿命短,一般每年运行1~3个季度,每天一般运行少于8小时 |
运行环境 | -40℃~45℃ | -5℃~43℃ |
可靠性 | 设计、部件、材料均为高可靠性,其系统可实现多机管理 | 可靠性相对较低 |
监控 | 本机或远程监控,可满足无人值守要求 | 无 |
资料来源:英维克、申菱环境招股说明书,国信证券经济研究所整理
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温控厂商发展模式小结 |
从商业模式上看,温控行业的特点包括:1)场景选择多元化,但是单一细分的场景之内成长空间相对有限;2)产品定制化属性强,即使同一 应用场景也存在较大的型号之间的差别;3)原材料种类多样化(根据高澜股份披露,公司原材料采购超过8000多种不同型号,订制化的原材料 采购占比约30%);4)解决方案多样化;5)交付实施周期差异较大。
从企业发展战略上看,跨应用场景带来规模效应。企业选择在不同的细分行业间跨领域发展能够打破单一行业规模限制提升中长期空间,海内 外大多数龙头温控企业都会结合公司的优势选择多场景发展模式或者采取纵向扩展的方式,选择技术同源或者切换壁垒相对较低的行业进行拓 展,能够降低进入门槛。
平台化开发助力降本增效,赋能长期成长。为更好的解决温控行业产品多元化及定制化属性较强等特点,有以下值得借鉴:1)注重最底层研发 平台的构建,标准化技术的共享,以及开发一定标准化技术模块,提高解决方案的通用性,降低重复开发成本,通过“半预制化”的方式提高 开发的复用度,降低费用率水平;2)注重研发投入,从制造的属性更多的向解决方案的属性过渡,通过智能化的方式为企业赋能;3)采购上 通过平台性物流集中采购等模式,降低平均采购单价;4)核心设备投入+零散化部件外协相结合,对于非核心的单位价值量相对较低的产品可 以积极考虑引入外协加工协助的方式来完成。
综合对比行业的可比公司,从财务指标上看:温控企业的平均毛利率为30%-35%,平均净利润为10%-11%。原材料构成主要包括制冷设备组、电 子元器件组、铜铝线缆等基础材料组几大部分,风冷型冷却产品制冷设备组主要包含压缩机、风机、及其它配件,整体占成本比例约40%;水冷(液冷)型产品成本制冷设备组主要包含:压缩机、水泵、风机等,整体成本端占比约50%。(不同公司之间具体的比例可能存在一定的差异)。
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目录 | ||||
01 | 温控行业概况及发展趋势 |
02 | 温控行业成长空间及技术路径分析 |
( 各细分行业空间测算、不同技术路径占比)
03 | 产业链及竞争格局梳理 | ||
(机 房 温 控 、储能温控、新能源汽车温控、手机散热、工业温控) | |||
04 | |||
投资建议 |
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机房温控:绿色转型下,高功率低PUE成为发展趋势 |
Ø 目前,多地政府出台了相关文件规定对新建数据中心PUE值做出规定(eg.深圳地区规定新增IDC PUE值不高于1.3),随着算力密度不断 升级以及能耗管控驱严,新增数据中心在技术路径选择上有望持续向“更高效、更节能、更智能”的方向演进。
表23:数据中心政策对PUE的要求持续趋严
时间 | 政策方向 | 文件名称 | 内容 |
21年4月,广东省能源局《关于明确全省数据中心能耗保障 | 加大节能技术改造力度,以节能技术标准倒逼传统数据中心加快绿色节能技 | ||
相关要求的通知》 | 术改造(“十四五”期间PUE值需降至1.3以下)。 | ||
2021H1 | 控制新增能耗、注 | 北京市数据中心统筹发展实施方案(2021-2023年)(征求 | 加快对年均PUE高于1.8或平均单机架功率低于3KW的数据中心改造,改造 |
意见稿) | 后计算型云计算数据和中心PUE不得高于1.3;边缘计算数据中心PUE不应高 | ||
于1.6。 | |||
重能效、鼓励集约 | |||
上海市经信委关于做好2021年本市数据中心统筹建设有关 | 积极采用绿色节能技术,提升数据中心能效水平,新建项目综合PUE控制在 | ||
建设(东数西算) | |||
事项的通知 | 1.3以下,改建项目综合PUE控制在1.4以下。 | ||
21年5月,《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽 | 推动数据中心绿色可持续发展,加快节能低碳技术的研发应用,提升能源利 | ||
实施方案》(东数西算) | 用效率,降低数据中心能耗。加大对基础设施资源的整合调度,推动老旧基 |
础设施转型升级。 | |||
2021H2 | 加速老旧 | 7月,北京市发改委《关于印发进一步加强数据中心项目节 | 年能源消费量小于1万/2万PUE不得高于1.3/ 1.25,大于2万小于3万吨标准 |
能审查若干规定的通知》 | 煤,PUE不得高于1.2,消费量大于3万吨,PUE不得高于1.15; | ||
对于高于限定标准值(PUE1.4)数据中心,征收差别电费。 | |||
IDC出清 | 10月,广东省能源局转发国家发展改革委环资司《关于做 | 对于极少数承载涉及安全或重要数据的违规数据中心,应尽快将相关数据迁 | |
好有序用能用电有关工作的通知》 | 移至合法合规数据中心,原则上相关数据迁移时间不超过10天。 | ||
2022Q1 | 更低PUE要求,更 | 《国家发展改革委等部门关于同意粤港澳大湾区启动建设 | 韶关:数据中心平均上架率不低于65%.数据中心电能利用效率指标(PUE) |
高清洁能源占比 | 全国一体化算力网络国家枢纽节点的复函》 | 控制在1.25以内,可再生能源使用率显著提升;其余地方亦有严格PUE指标 |
要求。
资料来源:北京市发改委、广东省能源局、上海市经信委,国信证券经济研究所整理
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老旧机房改造:政策发力,存量改造空间可超过百亿 |
Ø 政策加大高耗能数据中心改造,老旧IDC改造空间预计百亿以上。北京深圳地区先后出来了相关文件规定存量数据中心改造后PUE不得高于 1.4,根据工信部数据,截至2019年,我国在用数据中心机架总规模达到314.5万架,其中一线城市占比接近64%,根据《2019中国企业绿色 计算机研究报告》,中国企业数据中心PUE高于1.5机房占比约88%,假定未来一线城市内PUE高于1.5的机房都存在潜在整改需求,按照平均 单机柜整改1-2万元成本支出,我们推断目前国内老旧机房改造空间在170-350亿元;
Ø 改造技术路径探讨:从路线上,主要有1)老旧设备替换(按设备成本计费)、2)对机房进行物理分割(平均4-5千元/机柜)、3)系统调 优和改造自然冷却空调、4)其它针对性的改造方式等。
图 42:中国企业数据中心平均PUE情况 | 表24:老旧数据中心改造路径探讨 | |||||
技术路径 | 举例 | 难易程度 | 成本测算 | |||
更新更高效设备 | 更换制冷设备 | 可行性高,核心手段 | 平均1.8-2.3万元 | |||
更换配电设备 | ||||||
/机柜 | ||||||
冷热通道隔离 | ||||||
物理分割 | 高低密分隔离 | 可行性高,核心手段 | 平均 | |||
4-5千元/机柜 | ||||||
室内微模块 | ||||||
空调控制系统更新优化、引入分析系统 | 1-2千元/机柜 | |||||
系统调优和改造 | 安装氟泵 | 视频场景采用,需高颗粒度灵 | 1.5-2.5 | |||
自然冷却空调 | 敏选择方式实现 | |||||
采用间接蒸发冷 | ||||||
万元/机柜 | ||||||
水冷及干冷器 | ||||||
其它 | 个性化订制 | 针对性降低,根据场景 | ||||
数据来源:CNESA,国信证券经济研究所整理 | 资料来源:国信证券经济研究所整理(*成本测算:假设数据中心设备原始建造环节支出15万元,各种技术路径按照模块在总成本 中占比进行估算) |
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传统空调市场:百亿级别市场,国产化率有望进一步提升 |
Ø 数据中心机房空调包括列间空调、定点空调、机柜式空调等,目前我国空调机市场总规模保持平稳增长,2019年国内机房空调总销售
额为57.4亿元(同比+8.70%),头部供应商包括维谛/佳力图/艾特网能/依米康/华为/英维克等, 2019年空调冷却设备按销售额排名,
前三大厂商累计占比52%,前五大厂商累计占比71%;
Ø 空调冷却具有占地空间小,摆放灵活等优势,在运营商、金融客户机房等具有广泛的应用。
图43:数据中心机柜/机架式空调 | 图44:中国机房空调市场规模及增速(亿元,%) | 图45:国内空调机房冷却设备份额(按销售额) |
资料来源:赛迪顾问,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:赛迪顾问,国信证券经济研究所整理 | 资料来源:ICTresearch,国信证券经济研究所整理,(内2018Y,外2019Y) |
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间接蒸发冷:广泛应用于新增大型数据中心,渗透率持续提升 |
Ø 间接蒸发冷却是指通过非直接接触式换热器将直接蒸发冷却得到的湿空气(二次空气)的冷量传递给待处理空气(一次空气)实现空气等湿降温的 过程,相较于传统的机柜空调冷却技术,可以显著降低PUE水平,与一般常规机械制冷相比,在炎热干燥地区可节能80%~90%,在炎热潮湿地区 可节能20%~25%,在中等湿度地区可节能40%,从而大大降低空调制冷能耗。
Ø 间接蒸发冷现主要应用于大型/超大型数据中心,未来渗透率有望持续提升。间接蒸发冷在新增大型、超大型数据中心中有广泛应用。从体积上 看,占地相较于传统的机房空调增加,目前尚没有间接蒸发冷占比官方统计口径,主要应用场景包括互联网厂商大型数据中心项目等,随着对 PUE能耗指标的管控趋严,间接蒸发冷技术有望得到更为广泛的应用。
图46:数据中心间接蒸发冷设备内外部图示 | 图47:间接蒸发冷却机组运行模式 | |
资料来源:公司官网,国信证券经济研究所整理 | 资料来源:澳蓝官网,国信证券经济研究所整理 |
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液冷技术:高密度算力解决方案,逐步推进商业化应用 |
Ø 液冷散热器通过液体流动与散热器内部表面摩擦带走大量的热量而起到散热作用,与一般的风冷散热器相比,液冷能够大幅提高降温效果,目 前主要分为间接式/直接式液冷技术。其中,间接液冷技术是指服务器热源与液冷剂之间没有直接接触的换热过程,主要分类有冷板式与热管式;直接液冷技术是指冷却剂与电子元器件直接接触的换热过程,主要分类有喷雾式、喷淋式、浸没式三种。
Ø 液冷技术现主要应用在超高算力密度场景,例如今年双十一峰值的时候阿里云采用全球最大液冷数据中心实现对服务器降温,目前浸泡式液冷使 用场景单机柜密度可以达到200KW左右,冷板式液冷技术可达50-80KW,随着服务器算力密度提升以及液冷技术成本的优化,未来有望得到更广泛 的应用。
图48:华为CH121L V5液冷计算节点 | 图49:间接蒸发冷却机组运行模式 | 图50:间接蒸发冷却机组运行模式 |
资料来源:公司官网,国信证券经济研究所整理 | 资料来源:澳蓝官网,国信证券经济研究所整理 | 资料来源:阿里云,国信证券经济研究所整理 |
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佳力图:数据中心精密温控一体化解决方案提供商 |
Ø 公司成立于2003年主要为数据机房等精密环境控制领域提供节能、控温设备、一体化解决方案,主营业务分为机房温控、IDC运营服务两部分:
Ø 1)机房温控:公司拥有核心的机房温控制冷解决方案,公司在运营商市场、电力等政企市场占有率较高;2)IDC运营服务:公司通过在南京地 区自建持有数据中心机房收取运营租赁服务费,同时进一步促进机房温控和IDC业务的双轮驱动发展。
Ø 公司2020年实现营业收入6.25亿元(同比-2.04%),其中精密空调收入2.48亿元(同比-34.35%,占比40%),代维服务(同比-27.3%,占比 0.04%),机房环境一体化产品收入3.39亿元(同比+63.33%,占比54.2%)。
图51:公司产品线 | 图52:公司营业收入及增速(单位:亿元,%) | 图53:公司不同业务板块占比(单位:亿元,%) |
资料来源:公司官网,国信证券经济研究所整理 | 资料来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 | 资料来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 |
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数据中心温控可比公司综合对比 |
表25:数据中心温控可比公司综合对比
名称 | 简介 | 细分领域 | IDC策略 | 产品技术 | 20Y机房温控 | 客户 |
收入/亿元 | ||||||
英维克 | 致力于为云计算数据中心、服务器机房、通信 | 数据中心、服务器机 | 产品直接或通过系统集成 | 风冷、间 | 8.67 | 腾讯、阿里巴 |
商提供给数据中心业主、 | ||||||
网络、电力电网、储能系统、电源转换等领域 | 房、通信机房、高精 | 巴、秦淮数据、 | ||||
IDC运营商、大型互联网公 | ||||||
提供设备散热解决方案,为客车、重卡、冷藏 | 度实验室、无线通信 | 万国数据、数 | ||||
司,可根据项目情况提供 | 接蒸发冷、 | |||||
车、地铁等车辆提供相关车用的空调、冷机等 | 基站、储能电站、电 | 据港、中国移 | ||||
模块化数据中心系统、数 | 液冷 | |||||
产品及服务,并为人居健康空气环境推出系列 | 动汽车充电桩、公交、 | 动、中国电信、 | ||||
据中心基础设施等整体方 | ||||||
的空气环境机。 | 通勤、旅运等 | 中国联通等 | ||||
案和集成总包服务 | ||||||
申菱环 | 为数据服务产业环境、工业工艺产研环境、专 | 数据中心、特种环境 | 提供IDC温控一体化解决方 | 间接蒸发 | 4.68 | 华为、中国移 |
业特种应用环境、公共建筑室内环境等应用场 | (核电、机场温控、 | |||||
景提供人工环境调控整体解决方案数据中心、 | 油气回收等)、新能 | 动、曙光、浪 | ||||
冷、液冷 | ||||||
境 | 特种环境(核电、机场温控、油气回收等)、 | 源(海上风电、储能、 | 潮、百度、世 | |||
案 | ||||||
等 | ||||||
新能源(海上风电、储能、电池厂、发电厂 | 电池厂、发电厂等)、 | 纪互联等 | ||||
等)、工业温控 | 工业温控 | |||||
佳力图 | 专注于数据机房等精密环境控制技术的研发, | 主要聚焦数据中心温 | 提供数据中心温控解决方 | 风冷为主 | 6.25 | 中国电信、中 |
为数据机房等精密环境控制领域提供节能、控 | 控解决方案、通信基 | 国联通、中国 | ||||
案+自运营IDC | ||||||
温设备以及相关节能技术服务 | 站等 | 移动、华为等 | ||||
依米康 | 聚焦信息数据领域,专注为云计算及数据中心 | 数据中心、环保治理 | IDC精密温控设备、微模块 | 风冷为主 | 11.03 | 阿里巴巴等 |
数据中心、系统集成、运 | ||||||
等数字物理基础提供全生命周期解决方案及服 | ||||||
维服务等全生命周期整体 | ||||||
务 | ||||||
解决方案 |
数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理(*上述公司机房温控主要收入为在数据中心机房收入)
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目录 | ||||
01 | 温控行业概况及发展趋势 |
02 | 温控行业成长空间及技术路径分析 |
( 各细分行业空间测算、不同技术路径占比)
03 | 产业链及竞争格局梳理 | ||
(机房温控、储 能 温 控 、新能源汽车温控、手机散热、工业温控) | |||
04 | |||
投资建议 |
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储能温控单位价值量:占储能系统价值量3%-5% |
Ø 按照2020年披露的数据,储能温控部分价值量约占到整个储能系统价值量的3%-5%;
Ø 储能系统降本持续推进,温控价值量占比有望进一步提升。目前储能正处于大规模应用的初期,根据国家能源局与发改委对储能系统降本 30%的要求,有望进一步推动储能行业的高速发展并形成智能化与多元化储能系统,储能温控环节的价值量有望持续提升。
表26:电化学储能参数 | 图54:储能系统成本构成及占比 |
参数 | 电化学储能 | |
能量密度 | 30-200Wh/kg | |
功率规模 | 几千瓦-数十万千瓦级(单机容量一万千 瓦) | |
放电时间 | 分钟至小时级 | |
系统成本 | 1000-1500元/kWh | |
系统效率 | 70-90% | |
建设条件 | 无 | |
建设周期 | 3个月 | |
系统寿命 | 3-20年 | |
数据来源:新能源网,国信证券经济研究所整理 | 资料来源:阳光电源,国信证券经济研究所整理 |
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技术路径:存量以风冷为主,液冷渗透率有望持续提升 |
目前的储能温控方案主要包括液冷与风冷两类,由于储能温控仍出入发展起步阶段,尚未有各种路径明确的统计占比,我们推测;Ø中低功率的储能电池温控仍以风冷为主:储能温控的选择海外因为UL标准高,对降温的均匀性要求较高,目前主要以液冷为主,国内 中低功率的储能系统中仍然以风冷技术为主;
Ø我们推测,新增装机量中越有10%的项目使用液冷温控系统,液冷渗透率有望持续提升。随着储能电池容量的提升,传统的风冷系统降 温效果有限,液冷目前在电网/发电侧新增大储能项目中占比快速提升,目前已确定安徽省淮北皖能103MW/206MWh储能项目使用液冷温控 系统。
图55:黑盾风冷方案 | 图56:液冷储能系统示意图 | 表27:风冷与液冷机组优缺点比较 | ||
优点 | 缺点 | |||
1、不需要占用专门的机房, | ||||
风 | 并且无需安装冷却塔与泵 | 1、一般安装在室外。运行 | ||
房,运行方便,无需专业 | ||||
环境相对恶劣,在维护性与 | ||||
人员维护 | ||||
冷 | 可靠性方面不如液冷机组 | |||
2、无冷却水系统,节约城 | ||||
2、夏季高温制冷效果差 | ||||
市用水; | ||||
3、维护费用低 | ||||
液 | 1、总体耗电量低,相同制 | 1、需专用机房、冷却塔、 | ||
冷却水泵、冷冻水泵等设备, | ||||
冷量条件下耗电仅为风冷 | ||||
初期投资较大 | ||||
机组的70% | ||||
2、需要循环水,水资源消 | ||||
冷 | 2、受天气影响小,季节性 | |||
耗较大 | ||||
波动性小 | ||||
3、需要对机组及冷却设施 | ||||
3、使用寿命长 | ||||
进行维护,维护费用较高 | ||||
数据来源:黑盾官网,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:海博思创,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:热管理网,国信证券经济研究所整理 |
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2020年储能系统装机量排名 |
Ø 2020年中国储能电池市场出货量为16.2GWh,新增投运储能装机容量总计2586.1MW。在新增的电化学储能项目中,储能系统集成商功率
规模排名前三分别为阳光电源、海博思创与平高集团,其中阳光电源市场份额为19%,海博思创市场份额为16%,平高市场份额为8%。
Ø 2020年国内储能系统装机前五名企业包括:阳光电源、欣旺达、科华数据、南都电源以及双登集团等。
图57:2020国内新增投运电化学储能项目功率规模排名(MW) | 图58:2020国内储能系统装机量排名(MW) |
数据来源:CNESA,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:365储能,国信证券经济研究所整理 |
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储能温控企业:新进入者众多,布局蓝海市场 |
目前储能温控行业的市场参与者主要分为三类:数据中心温控系统领域企业、工业冷却设备领域企业、以及汽车温控企业布局储能。储能作 为高速发展的蓝海赛道,不同技术背景出身的企业相继布局,整体来看从技术上储能温控和新能源车温控在技术上重合度最高,储能柜和通 信机柜在交付形态及应用环境(都是户外耐受度高的环境)相似度更高,不同出身背景的公司切入有不同优势。
表28:储能温控行业主要供应厂商
类别 | 主要厂商 | 主要客户 |
数据中心温控 | 英维克 | 与宁德时代、比亚迪、南都电源、科陆电子、平高集团、阳光电源、海博思创及海外 |
相关主流系统集成商与电池厂商展开积极合作 | ||
系统企业 | 申菱环境 | 国家电网等,逐步开拓其它大的储能集成商 |
工业冷却设备 | 同飞股份 | 阳光能源,公司液冷温控产品正在向业内储能龙头客户送样 |
企业 | 高澜股份 | 主要客户为分布式电池集装箱集成厂家与电池厂家,目前已与宁德时代等展开合作 |
汽车零部件 | 松芝股份 | 宁德时代、远景能源等 |
企业 | 奥特佳 | 子公司空调国际储能相关产品2020年开始向宁德时代等供货 |
数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理
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英维克:前瞻布局,成为全球温控领军者 |
Ø 英维克是一家国内领先的精密温控节能设备的提供商,拥有数据中心温控节能、户外机柜温控节能、新能源车用空调的产品线,产品 广泛应用于通信、互联网、智能电网、轨道交通、金融、医疗、新能源车等行业。
Ø 公司业务涉及多个领域,在机房温控节能设备营业收入稳定提升的同时开发多样产品增加公司竞争力,2020年营业收入17.03亿元,同 比+27.35%,其中,机房温控占比45%,户外机柜温控占比40%,轨道交通温控占比12%,新能源乘用车占比3%。
图59:英维克液冷温控系统 | 图60:英维克营业收入及增速(单位:百万,%) |
数据来源:公司官网,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:公司官网,国信证券经济研究所整理 |
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同飞股份:纯水冷却设备应用场景丰富 |
Ø 同飞股份主要从事工业制冷设备的研发、生产和销售。公司拥有独立的研发、采购、生产、销售和售后服务体系,产业链较为完整,主要通过销售液体恒温设备、电气箱恒温装置、纯水冷却单元和特种换热器等工业制冷设备产品实现盈利。
Ø 公司核心技术涵盖了热工技术、控制技术、节能技术等领域,核心技术营业收入持续增长,所占营业收入比例较为稳定。其中纯水冷 却单元产品销售收入毛利率在2018-2020年度分别达到48.10%、44.65%和42.33%,整体处于较高水平,但受规模、竞争等影响,未来毛 利率可能会有下降趋势。
图61:同飞股份营业收入及所占比例(百万,%) | 图62:同飞股份纯水冷却单元应用场景 |
数据来源:公司官网,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:公司官网,国信证券经济研究所整理 |
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申菱环境:华为温控核心供应商,受益双碳政策加速发展 |
Ø 申菱环境成立于2000年,提供人工环境调控整体解决方案,广泛应用于通信、信息技术、电力、化工、交通、能源、军工与航天等行业。
现聚焦数字,能源、绿色、健康等方向,不断巩固现有领域优势,扩展新应用场景;
Ø 深耕传统工业+数据服务领域,积极扩展新能源等行业应用。公司产品按照应用场景主要划分为数据服务、工业、特种、公建及大型商建 四大场景。2020年实现营业收入14.67亿元(同比+8%),在数据服务类、工业空调、特种空调类、公建及商用四大领域分别占比32%、22%、28%、9%。公司依托核心产品和底层技术优势,进一步积极拓展在新能源(含风电、储能等)、特种环境(医院一体化解决方案)、以及油 气回收等场景的应用。
表29:公司产品主要应用场景及占比 | 图63:申菱环境营收及增速 | ||||
应用场景 | 举例 | 占比 | 策略 | ||
数据服务 | 通信基建、计算机技术服务、数据中心、精密电 | 31.93% | 与华为、阿里、腾讯等头 | ||
部云厂商、以及第三方 | |||||
业 | 子仪器生产等领域 | IDC等密切合作,保持领 | |||
先优势 | |||||
| 传统工业:电力(水电、火电、电网)、化 | 27.64% | 保持在传统行业的优势, | ||
工、冶金、食品 与饮料、机械设备、加工 | |||||
工业领域 | 制造、水泥、汽车等行业领域 | 大力拓展新能源风电、储 | |||
| 新应用场景:新能源相关(风电配套储能、 | 能等场景 | |||
储能项目)、 | |||||
| 传统:电力、冶金、军工、医药、公共建筑 | 22.10% | 保持传统行业优势 | ||
大力拓展医院一体化解决 | |||||
特种环境 | 等、机场、核电(目前占比相对较高) | ||||
方案、油气回收等新场景 | |||||
| 大力拓展:油气回收;医院一体化解决方案 | ||||
应用 | |||||
公建及大 | 公共建筑、大型商用建筑、科研院校、文教传媒 | 3.88% | - | ||
型商建 | 等行业领域 | ||||
资料来源:公司公告、国信证券经济研究所整理 | 数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 |
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目录 | ||||
01 | 温控行业概况及发展趋势 |
02 | 温控行业成长空间及技术路径分析 |
( 各细分行业空间测算、不同技术路径占比)
03 | 产业链及竞争格局梳理 | ||
(机房温控、储能温控、新 能 源 汽 车 温 控 、手机散热、工业温控) | |||
04 | |||
投资建议 |
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新能源汽车热管理:电动化驱动热管理系统量价齐升 |
电动化趋势下,整车热管理系统复杂化,释放增量部件。新能源汽车热管理系统可以分为电池系统、空调系统和电机电控系统热管理。对 比传统燃油车,一方面,由于新能源汽车采用电机,没有热机情况下,需要额外的产热装置用于加热乘员舱;另一方面,新能源车动力电 池在15°C -35°C时性能最佳,因此动力电池热管理系统需要同时具备冷却和加热装置用于控制电池温度。
图64:传统燃油车热管理系统vs纯电动车热管理系统(左)
传 | ||
统 | ||
汽 | ||
车 | ||
热 | ||
管 | ||
理 | ||
电 | ||
动 | ||
汽 | ||
车 | ||
热 | ||
管 | ||
理 |
资料来源:《新能源汽车热管理系统分析(2021 版)》、国信证券经济研究所整理;注:图(左)加粗为典型增量零部件
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新能源汽车热管理系统:单车热管理系统价值量显著提升 |
新能源汽车单车热管理系统价值量显著提升,根据三花智控可转债募集说明书显示,新能源汽车热管理系统核心组件单车价值量可达到 6410 元,是传统汽车热管理系统核心组件单车价值量的2倍以上。展望未来,随着新能源汽车热管理系统集成度、复杂程度等进一步提高,预计单车价值量仍有上升空间,结合电动车渗透率持续提升背景,热管理市场进入量价齐升阶段。
Ø 整车热管理价值量超过6400元/辆;
Ø 电池热管理价值量超过2500元/辆。
图65:新能源汽车热管理系统主要组成部件 | 表30:传统燃油车与新能源汽车热管理系统单车价值量对比 | |||
传统热管理核 心组件 | 结算价格(元) 新能源汽车热管 理核心组件 | 结算价格(元) | ||
散热器 | 450 | 电池冷却器 | 600 | |
蒸发器 | 180 | 蒸发器 | 720 | |
冷凝器 | 100 | 冷凝器 | 200 | |
油冷器 | 300 | 热泵系统 | 1500 | |
水泵 | 100 | 电子系统 | 840 | |
空调压缩机 | 500 | 电动压缩机 | 1500 | |
中冷器 | 200 | 电子膨胀阀 | 500 | |
其他 | 400 | 其他 | 550 | |
合计 | 2230 | 合计 | 6410 | |
数据来源:三花智控,国信证券经济研究所整理 | 资料来源:电器工业、三花智控、国信证券经济研究所整理 |
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新能源汽车热管理技术趋势一:热泵替代PTC加热器 |
Ø 传统燃油汽车的暖风空调的热源来自于发动机散发的热量,由于新能源汽车不再使用发动机,所以需要新的制暖方式。目前主流的制暖 方式有两种:PTC加热与热泵空调,PTC加热是通过给电阻通电使其产热,热泵空调则是将热量从高温区域转向低温区域。
Ø PTC加热能耗过高,成本低的优势也并不足以弥补续航能力不足的劣势,而热泵节能、制热效率高,是未来汽车制热的主流发展方向。
表30:PTC与热泵比较
加热方式 | 优点 | 缺点 |
PTC | 适应低温(-20℃)、成本低 | 耗电,电动汽车续航能力不足 |
热泵 | 制热效率高、节能 | 管路复杂、成本高,低温(<-10℃)性能差 |
资料来源:汽车之家,国信证券经济研究所整理
图67:热泵工作原理 | 图68:PTC工作原理 |
数据来源:汽车之家,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:世强SEKORM,国信证券经济研究所整理 |
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新能源车热管理趋势二:液冷逐渐成为主流 |
新能源汽车热管理技术路线主要有风冷、液冷、直冷和相变材料四种,我们认为,随着电池包和汽车功率等级提升,液冷有望成为未来 主流趋势:
Ø 风冷:结构简单;重量相对较小;没有发生漏液的可能;成本较低,但是与电池壁接触面之间换热系数低;冷却、加热速度慢;Ø 液冷:与电池壁接触面之间换热系数高;冷却、加热速度快;体积较小,存在漏液的可能;重量相对较大;维修和保养复杂;需要水套、换热器等部件,结构相对复杂;
Ø 直冷:系统紧凑;重量轻;性能好但是制冷剂温度不宜控制;制冷系统寿命短。
表31:不同冷却技术应用情况举例
技术名称 | 车型 | 常见电池功率范围/Kw | 目前市面上电池包大小/KWh | 举例 |
自然冷却 | SUV、A车型 | 56-114 | 20KWh以下为主 | 帝豪、荣威 |
风冷 | A型车 | 22-100 | 50KWh以下为主 | 奇瑞、江淮 |
液冷 | SUV、物流车、客车 | 50-140 | 60-500KWh(高功率为主) | 东风、宇通、金旅海狮、 |
比亚迪、蔚来 |
数据来源:热管理网、第一汽车网,国信证券经济研究所整理
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新能源汽车出货量:国内前十大纯电动车出货情况 |
Ø 2021年纯电动汽车市场厂商销量前十与2020相比并没有发生明显变化,上汽通用五菱、特斯拉(中国)与比亚迪占据前三。Ø 从2021年插电混动市场厂商销量排名来看,比亚迪以绝对性优势占据着第一的宝座,其后厂商排名与2020年相比排名稍有互换,但整体 厂商没有较大变动。
图69:2021年纯电动汽车市场厂商销量份额(%) | 图70:2021年插电混动汽车市场厂商销量(辆) |
数据来源:乘联会,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:乘联会,国信证券经济研究所整理 |
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新能源车热管理:主要供应商技术路径及市场份额 |
Ø 目前电装、法雷奥、翰昂及马勒四家企业占据全球新能源汽车热管理市场50%以上的份额,国内银轮股份、三花智控与奥特佳全球市场 份额分别为2%、1%、1%;
Ø 国际新能源汽车热管理厂商主要提供压缩机、空调模块等器件,国内厂商中三花智控提供阀类、泵类较多,奥特佳产品与国际厂商有所 重合,银轮股份产品设计新能源汽车电池、电机、电控三个部分,业务较为广泛。
图71:新能源汽车热管理方案市场份额(%) | 表32:国内外新能源汽车热管理厂商产品 | |||||||||||||
系统集成 | 电子 | 单个部件 | 电池 | 电子 | ||||||||||
公司名 | 电池热 | 电动 | 热泵系 | PTC | 电池 | |||||||||
称 | 管理系 | 压缩 | 统 | 加热 | 水泵 | 冷却 | 冷却 | 膨胀 | ||||||
统 | 机 | 器 | 器 | 板 | 阀 | |||||||||
电装 | √ | √ | √ | |||||||||||
马勒 | √ | √ | ||||||||||||
法雷奥 | √ | √ | √ | |||||||||||
翰昂 | √ | √ | √ | √ | ||||||||||
三花智控 | √ | √ | √ | √ | √ | |||||||||
奥特佳 | √ | √ | ||||||||||||
银轮股份 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | ||||||||
数据来源:中汽研,国信证券经济研究所整理 | ||||||||||||||
数据来源:EV Sales,国信证券经济研究所整理 |
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新能源汽车热管理市场竞争格局未定,各家发力争取份额 |
表33:国内部分新能源汽车热管理方案提供厂商对比
厂商 | 产品 | 2020营业 | 客户情况 |
收入/亿元 | |||
三花智控 | 四通换向阀、电子膨胀阀、电磁阀、微通道换热器、Omega泵、 | 121.10 | 法雷奥、大众、奔驰、宝马、沃尔沃、丰田、 |
热力膨胀阀、储液器、电子膨胀阀、新能源车热管理集成组件、电 | |||
通用、吉利、比亚迪、上汽、蔚来等 | |||
子水泵等 | |||
中鼎股份 | 下属子公司德国TFH提供电池冷却总成胶管/塑料管、膨胀水壶、 | 115.48 | 宝马、沃尔沃、奥迪、大众、吉利、小鹏、 |
塑料分流、电池包塑料连接器、风导等 | 理想等 | ||
银轮股份 | 水冷板、冷水箱、暖水箱、HVAC、电子水阀、水泵、前端冷却模 | 63.24 | 沃尔沃、保时捷、蔚来、小鹏、威马、通用、 |
福特、宁德时代、吉利、广汽、比亚迪、宇 | |||
块、PTC水加热器、水冷冷凝器等 | |||
通、江铃等 | |||
奥特佳 | 汽车空调压缩机、汽车空调系统、电池及储能系统热管理产品 | 37.27 | 通用、福特、大众、上汽、吉利、蔚来、北 |
汽、长安、捷豹-路虎和宁德时代等 | |||
松芝股份 | 汽车空调相关芯体零部件、汽车空调系统、电池热管理相关部件及 | 33.84 | 上汽、广汽、长安、上汽通用五菱、江淮、 |
系统、ATS发动机冷却系统等产品 | 北汽福田、华晨、俄罗斯GAZ等 | ||
飞龙股份 | 电子水泵、热管理控制阀、温控模块和电子执行器等 | 26.65 | 上汽通用、上海大众、长城、通用五菱、奇 |
瑞、吉利、宁波丰沃、潍柴、菱重等 | |||
腾龙股份 | 加热器进出管、油冷气进出管、蒸发器进口管、蒸发器进出管、膨 | 17.72 | 蔚来、小鹏、国能等 |
胀阀进出管总成、压缩机排气管总成、回热器空调管总成等 | |||
高澜股份 | 公司提供纯水冷却设备,下属子公司东莞硅翔提供动力电池液冷散 | 12.28 | 宁德时代、中航锂电、国轩高科、比亚迪等 |
热系统产品 |
数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理,其中客户包含非新能源汽车厂商
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三花智控:产品市占率位居前列,领先行业发展 |
Ø 公司以热泵技术和热管理系统产品的研究与应用为核心,专注于冷热转换、温度智能控制的环境热管理解决方案开发,业务主要分为 制冷空调电器零部件业务和汽车零部件业务。
Ø 公司已在全球制冷电器和汽车热管理领域确立了行业领先地位,公司空调电子膨胀阀、新能源车热管理集成组件等产品市场占有率全 球第一,截止阀、车用热力膨胀阀、储液器等市占率处于全球领先。2020年公司实现营业收入121.10亿元,同比上升7.29%;实现营业 利润17.02亿元,同比上升2.27%;
图72:三花智控净利润及增速(亿元,%) | 图73:三花智控产品示意图 |
数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 |
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松芝股份:国内中大客车空调制造商企业 |
Ø 公司专业从事汽车、轨道交通及冷链物流等领域热管理相关产品的研发、生产和销售,产品广泛应用于大中型客车、乘用车、专用车、货车、轻型客车、轨道车及冷冻冷藏车等各类车辆,在整车热管理系统领域已包括汽车空调相关芯体零部件、汽车空调系统、电池热管 理相关部件及系统、ATS发动机冷却系统等产品。
图74:松芝股份营业收入及增速(亿元,%) | 图75:松芝股份储能电池热管理产品 |
数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 |
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高澜股份:把握技术设计竞争力,加大研发投入费用 |
Ø 高澜股份是目前国内电力电子装置用纯水冷却设备专业供应商,目前公司产品与技术已广泛应用于发电、输电、配电及用电各个环节 电力电子装置的冷却,产品销售收入毛利率均维持在较高水平。
Ø 公司持续加大研发投入,申请多项技术专利,2020年公司研发费用支出5,682.43万元,较上年同期增长24.25%,占营业收入的4.63%。
图76:高澜股份研发费用及增速(万元,%) | 图77:高澜股份各产品营业收入(万元) |
数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 |
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目录 | ||||
01 | 温控行业概况及发展趋势 |
02 | 温控行业成长空间及技术路径分析 |
( 各细分行业空间测算、不同技术路径占比)
03 | 产业链及竞争格局梳理 | ||
(机房温控、储能温控、新能源汽车温控、手 机 散 热 、工业温控) | |||
04 | |||
投资建议 |
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手机散热产业链全景图 | |||||||||||||||||||||||
上游:散热器件原材料 | 中游:散热器件 | 下游:智能手机厂商 | |||||||||||||||||||||
PI膜 | 石墨散热膜 | 品牌 | 市占率 | ||||||||||||||||||||
PI膜为石墨散热膜主要原材料,高端PI薄膜 | |||||||||||||||||||||||
85%需依赖国际进口 | • | 飞荣达 | • | 中石科技 | • | 深圳垒石 | 华为 | 30.7% | |||||||||||||||
• | SKPI | • | 达迈科技 | (300602) | (300684) | (A21199.SZ) | vivo | 16.1% | |||||||||||||||
• | 中天电子(800806) | • | 瑞华泰(688323) | • | 碳元科技 | • | 思泉新材 | • | Graftech | OPPO | 14.6% | ||||||||||||
• | 杜邦 | • | 日本Kaneka | • | (603133) | (A21294.SZ) | • | 中易碳素 | |||||||||||||||
iPhone | 12.5% | ||||||||||||||||||||||
日本Kaneka | • | 日本松下 | |||||||||||||||||||||
• | 博昊科技 | • | 新纶科技 | 小米 | 10.5% | ||||||||||||||||||
HONOR | 9.7% | ||||||||||||||||||||||
天然石墨 | 石墨烯散热膜 | realme | 2.7% | ||||||||||||||||||||
中国天然石墨原材料储存丰富,市场价格呈 | 行业竞争格局:尚未出现具有绝对优势的龙头企业, | ||||||||||||||||||||||
现下降趋势 | 代表企业包括富烯科技、墨睿科技等 | ONEPLUS | 1.1% | ||||||||||||||||||||
• | 紫宸科技 | • | 凯金 | • | 富烯科技 | • | 墨睿科技 | 三星 | 0.9% | ||||||||||||||
• | 六碳科技 | • | 华丽家族 | 其他 | 1.2% | ||||||||||||||||||
铜铝 | 热管与均热板 | ||||||||||||||||||||||
热管与均热板原材料简单,但制造工艺难, | 行业竞争格局:台湾地区布局较多,大陆仅有极少数企 | ||||||||||||||||||||||
技术壁垒高 | 业布局热管与均热板 | ||||||||||||||||||||||
• | 顺达电子 | • | 仟珈泽沅 | • | 碳元科技(603133) | • | 飞荣达(300602) | ||||||||||||||||
• | 中色奥博特 | • | 中国五矿集团 | • | 深圳垒石(A21199.SZ) | • | 中石科技(300684) |
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5G手机散热器件价值量翻倍,带动市场体量增加 |
Ø相较于4G手机,5G手机散热部件的价值量约有3-4倍左右的提升,新增价值量将带动市场整体体量的增加。
Ø当前散热设计往往为新功能让步,因此手机散热器件市场规模呈现逐年下滑的趋势,但随着手机芯片精密化发展,散热器件市 场随着技术的不断升级更新也将不断增加。
图78:手机散热设备技术发展路径 | 表34:4G手机与5G手机散热器件价值 |
均热板散 热(5G时 代) | 当热源将热量传导至蒸发区时,腔体里的冷却液(以水为主)在低真空度的环境中受热进行气化,此时吸收热能并且体积迅 速膨胀,气态冷却液迅速充满整个腔体,当气体接触到较冷区 域时会凝结成液态 | 器件 | 4G手机价值量 | 5G手机价值量 |
石墨散热膜 | 2-3元 | 3-4元 | ||
热管散热 | 热管的优点在于使用寿命长和布置灵活。液冷散热管永久封装 | 导热界面材 料 | 4-15元 | 10-25元 |
(2016- | 后不会产生机械或化学降解,因而典型的使用寿命约为20年; | |||
热管 | 仅在高端游戏机中使 用 | 5-10元 | ||
2018) | 液冷散热可以打扁、折弯,可以放在任何需要散热的位置 | |||
石墨散热 | 天然石墨散热膜具有高导热性、易加工、柔韧、无气体液体泄 | 均热板 | 仅在高端游戏机中使 用 | 10-25元 |
(2015年 | 露性等特性,但不能做到太薄,人工石墨散热速度较快;缺点 | |||
之前) | 是价格偏高 | 合计 | 6-18元 | 28-64元 |
数据来源:华经产业研究院,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:热管理网,国信证券经济研究所整理 |
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组合散热方案将成为5G手机主流散热系统 |
Ø目前已发布的5G手机型号除采用石墨散热膜与石墨烯等作为散热片外,大多同时搭载热管或均热板等金属腔体,实现热量的快 速转移。
Ø未来,5G中高端手机有望使用“均热板+石墨烯+导热界面材料”方案,低端手机将使用“热管+石墨散热膜+导热界面材料”方 案。
图79:vivo iQOO手机散热方案 | 表35:部分手机散热方案 | |||
品牌商 | 机型 | 发布时间 | 散热方案 | |
苹果 | Apple 13 | 2021-09 | 石墨烯、散热硅脂 | |
Mate40 5G | 2020-09 | 石墨烯 | ||
华为 | Mate 20X 5G | 2019-09 | 石墨烯、液冷铜管 | |
P40 | 2020-03 | 热管 | ||
小米 | 小米12 小米12 Pro | 2021-12 | 均热板、石墨烯 | |
均热板、散热硅脂 | ||||
2021-12 | ||||
三星 | Galaxy S22 5G | 2022-02 | 均热板、热熔胶 | |
vivo | NEX3 iQOONeo5 | 2019-09 | 均热板、导热界面材料 | |
2021-03 | 均热板、石墨板 | |||
oppo | Reno7 | 2021-11 | 均热板、石墨片 | |
数据来源:公司官网,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 |
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散热方案提供厂商 |
表36:国内手机散热方案提供厂商对比
重点发展 | 厂商 | 提供产品 | 2020年导热材 | 市占率 | 客户情况 |
领域 | 料销售收入/亿元 | ||||
中石科技 | 高导热人工合成石墨材料、模切功能组件、 | 10.54 | 6.79% | 将包括苹果在内的行业 | |
热管/均热板、导热界面材料及相变储热材料 | 前五大客户作为目标服 | ||||
等 | 务客户 | ||||
热管与均 | 飞荣达 | 导热界面器件、石墨片、导热石墨膜、散热 | 9.96 | 6.41% | 华为、中兴、诺基亚、 |
热板 | |||||
爱立信、思 | |||||
模组/风扇/VC均温板/热管及半固态压铸等 | |||||
科、三星等 | |||||
碳元科技 | 高导热石墨膜、超薄热管和超薄均热板等散 | 4.75 | 3.06% | 三星、华为、OPPO、 | |
热材料 | vivo等 | ||||
石墨散热 | 思泉新材 | 人工合成石墨散热膜、人工合成石墨散热片 | 2.86 | 3.02% | 小米、vivo、三星等 |
等热管理材料 | |||||
深圳垒石 | 人工石墨散热膜、纳米碳、微热管、微通道 | 4.69 | 1.84% | 中兴、海信、Intel、 | |
膜 | |||||
铝挤扁管、相变薄膜材料、石墨相变复合材 | vivo、华为、小米、 | ||||
料 | OPPO、联想、三星等 | ||||
石墨烯散 | 富烯科技 | 石墨烯散热膜-H、石墨烯导热片与石墨烯泡 | - | - | 华为 |
沫膜S系列 | |||||
热膜 | |||||
墨睿科技 | 石墨烯散热膜 | - | - | 小米 |
数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理
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飞荣达:拓宽业务边界,收入稳中向好 |
Ø 公司主要从事电磁屏蔽材料及器件、导热材料及器件、基站天线及相关器件、防护功能器件的研发、设计、生产与销售,产品主要可 以应用在通信通讯设备、智能手机、可穿戴、数据中心、平板电脑、汽车电子、家用电器、电源、游戏机、光伏逆变器等领域。
图80:公司产品收入 | 图81:公司产品在智能手机中的应用 |
数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 |
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目录 | ||||
01 | 温控行业概况及发展趋势 |
02 | 温控行业成长空间及技术路径分析 |
( 各细分行业空间测算、不同技术路径占比)
03 | 产业链及竞争格局梳理 | ||
(机房温控、储能温控、新能源汽车温控、手机散热、工 业 温 控 ) | |||
04 | |||
投资建议 |
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工业空调应用场景一:电力发输配电应用 |
Ø 电力工业主要包含发电侧、输电侧、配电侧与用电侧,各个场景环境对于温控的要求较为严格,纯水冷却设备通过冷却介质流经水冷散 热器,带走电力电子器件由于功率损耗产生的热量,温升水经过水冷却设备冷却后再次进入水冷散热器,形成循环回路,源源不断的带走 热量,从而实现大功率电力电子装置的持续散热与温度的精密控制,广泛应用于直流输电、新能源发电、柔性交流输配电以及大功率电气 传动等领域。
图82:纯水冷却设备主要应用场景 | 图83:纯水冷却原理 |
数据来源:中国机房空调行业年度研究报告,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:同飞股份,国信证券经济研究所整理 |
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工业空调应用场景一:核能发电应用 |
Ø 核电站根据产生蒸汽方式的不同分为不同的堆型,各种堆型需要不同的泵型,包括上充泵、安(全) 注(水)泵、安全壳喷淋泵、停堆冷 却泵、硼酸泵、设备冷却泵、辅助给水泵等。由于泵型不同且数量较多、功率越来越大,对散热要求越来越高。
Ø 全球核电发电量占全球发电量之比较为稳定,基本在10%上下波动,中国2019年核能发电量为330.1TWh,占中国发电总量4.9%,距离平 均水平还有较高差距。
图84-1:在建核电厂各种堆型装机功率分布 | 图84-2:全球核电发电量及占比(TWh,%) | 图85:全球核电发电量前十(TWh) |
数据来源:北极星电力网,国信证券经济研究所整理 | 资数据来源:2021世界能源统计数据,国信证券经济研究所整理 | |
数据来源:2021世界能源统计数据,国信证券经济研究所整理 |
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工业空调应用场景一:核能发电应用 |
Ø 纯水冷却设备因其导热效果强、占地面积小、成本相对较低而成为核电领域未来优先选择的冷却方式。Ø 目前高澜股份、申菱环境等公司已经开始拓展相关业务。
图86:核电站热交换 | 图87:纯水冷却设备核电站应用 |
数据来源:6PARK,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:高澜股份,国信证券经济研究所整理 |
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工业空调应用场景二:医院一体化环境 |
Ø 医院场景主要使用恒温恒湿空调及洁净空调等产品以维持特殊场景状态。
Ø 近年来医院数量保持了稳定的增长,2019年医院数量达34354个,同比增长4.07%,根据2019中国工业机房空调行业年度研究报告,2019 年恒温恒湿空调市场规模19.84亿元,同比增加3.71%,洁净空调市场13.01亿元,同比增加4.27%。
图88:中国医院数量 | 图89:恒温恒湿空调市场增长规模及增速(亿元,%) | 图90:洁净空调市场增长规模及增速(亿元,%) |
数据来源:国家统计局,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:《2019中国工业机房空调行业年度研究报告》,国信证券经 | 数据来源:《2019中国工业机房空调行业年度研究报告》,国信证券经济研究 |
济研究所整理 | 所整理 |
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工业空调应用场景二:医院一体化环境 |
Ø 洁净空调通过向室内不断送入一定量经过处理的空气,使洁净室内保持所需要的温度湿度、风速、压力和洁净度等参数,以消除洁净室 内外各种热湿干扰及尘埃污染,主要应用于医院医药制品制药车间、手术室等场景。
Ø 恒温恒湿空调通过严格控制室内温度、湿度波动以及区域偏差维持场景状态,主要用于药物存放及维持器械精密度。Ø 目前申菱环境已有相关产品进行推广使用,技术应用较为成熟。
图91:洁净空调产品 | 图92:恒温恒湿空调产品 |
数据来源:申菱环境,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:申菱环境,国信证券经济研究所整理 |
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工业空调应用场景三:油气回收 |
Ø 近年中国大气污染治理市场规模稳定增加,2020年中国大气污染治理细分市场中VOCs回收占22.06%,根据《重点区域大气污染防治“十 二五”规划》和《重点区域大气污染防治“十二五”规划重点工程项目》,“十二五”规划中油气回收项目投资需求约215亿元。Ø “十三五”规划纲要已将VOCs纳入总量控制指标,在总量控制标准的强制约束下,预计VOCs治理进度将加快。未来伴随油站、油库油气 排放提标和码头油气回收市场放开,保守估计“十三五”期间油气回收领域市场容量约为300亿元。
图93:油气回收原理 | 图94:中国大气污染治理市场规模与增速(亿元,%) | 图95:中国大气污染治理市场细分 |
数据来源:花王科技,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:智研咨询,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:智研咨询,国信证券经济研究所整理 |
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工业空调应用场景三:油气回收 |
Ø 我国石化行业VOCs排放尚处于无组织排放为主的阶段。石化行业是我国挥发性有机物(VOCs)排放的重要来源之一,且其排放的VOCs成 分复杂,活性强,危害大。同时,石化行业VOCs排放浓度高,易于收集和处理,因此石化行业VOCs治理对降低大气污染意义重大。Ø 目前,VOCs回收技术主要有冷凝法、吸收法、吸附法、膜分离法等。VOCs回收空调系统可使用一种或几种方式,回收特定石化产业场所 空气中的污染物,其工作场所具备高污染、有毒、易燃易爆等特性。该类特种空调系统属新兴产品,目前可提供的企业较少。
表37:油气回收方法
油气回收方法 | 简述 | 优点 | 缺点 | 影响因素 |
吸收法 | 以液体溶剂作为吸收剂,使废气中的有害成分被 | 对处理大风量、常温、 | 吸收剂后处理投资大,对有机成分选择 | 有机物在吸收剂中的溶解度; |
液体吸收,从而达到净化的目的,其吸收过程是 | 低浓度有机废气比较有 | 有机废气的浓度;吸收器的结 | ||
气相和液相之间进行气体分子扩散或者是湍流扩 | 效且费用低,而且能将 | 性大,易出现二次污染 | 构形式,如填料塔、喷淋塔; | |
散进行物质转移。 | 污染物转化为有用产品 | 液气比、温度等操作参数 | ||
冷凝法 | 通过将操作温度控制在VOC的沸点以下而将VOC | 原理简单、应用广泛 | 该法一般不单独使用,常与其它方法(如 | 沸点、冷凝温度 |
冷凝下来,从而达到回收VOC的目的。通常使用的 | ||||
吸附、吸收、膜分离法等)联合使用。 | ||||
冷却介质主要有冷水、冷冻盐水和液氨。 | ||||
吸附法 | 利用某些具有吸附能力的物质如活性炭、硅胶、 | 去除效率高、能耗低、 | 设备庞大,流程复杂,投资后运行费用 | 其吸附效果主要取决于吸附剂 |
性质、气相污染物种和吸附系 | ||||
沸石分子筛、活性氧化铝等吸附有害成分而达到 | 工艺成熟、脱附后溶剂 | 较高且有二次污染产生,当废气中有胶 | ||
统工艺条件 ( 如操作温度、湿 | ||||
消除有害污染的目的 | 可回收 | 粒物质或其他杂质时,吸附剂易中毒 | ||
度等因素 ) | ||||
膜分离法 | 根据混合气体中各组分在压力的推动下透过膜的 | 膜分离操作温度为室温, | 膜技术虽然具有选择过滤性,但是同分 | 筛孔大小,膜的化学性质等 |
且物质不发生相变化, | ||||
传递速率不同,从而达到分离目的。 | 异构体就无法实现分离。 | |||
具有节能、高效的特点。 |
数据来源:TLTEP,北极星VOC,国信证券经济研究所整理
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工业空调应用场景三:激光温控 |
Ø 根据激光的发生原理,激光设备工作过程中会产生大量的热能,因此需对功率低于200W的激光设备采用风冷结构进行散热,功率大于 200W时采用循环水制冷,以保证激光设备在工业环境条件下可靠稳定运行。
Ø 目前中国激光设备市场呈良好发展,市场规模逐步扩大,激光设备市场规模从2013年的195亿元增加至2019年的658亿元,年复合增长 率为22.47%。
Ø 据中国光学学会激光加工专业委员会报告,2016年国内低功率光纤激光器市场已经被国内厂商占据,市场占有率达到85%;中功率光纤 激光器市场,国内厂商与国外厂商份额相当。国内厂商的崛起,有利于与之配套的国内工业制冷设备企业的市场营销和开拓。
图96:激光设备冷却区域 | 图97:中国激光设备市场规模(亿元,%) | ||
数据来源:同飞股份,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:《2018/2019/2020 中国激光产业发展报告》,国信证券经济研究所整理 |
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瑞纳智能:热管理研发与生产与供热节能方案综合设计 |
瑞纳智能主要从事供热节能产品研发与生产、供热节能方案设计与实施,提供“能源计量与数据采集、能源智能控制、数据交互与分析管理、节能服务”的完整产业链服务,2020年营业收入4.16亿元,同比增长19.44%,净利润1.3亿元,销售毛利率高达55.93%。
公司致力于解决传统供热企业平台业务间的数据资源无法进行共享,在实现信息化的过程中长期存在数据孤岛、应用孤岛、资源孤岛等孤立化 问题,无法挖掘数据的最大价值,造成项目资源浪费。近年来,随着物联网、大数据、云计算等先进技术不断应用,供热节能行业迎来智能化 升级阶段。目前,仅有少数企业能够在全国范围内提供相对全面的供热节能整体解决方案,区域性市场则有众多的中小企业参与。
图98:瑞纳智能智能供热管理平台 | 图99:瑞纳智能营业收入及增速(百万元,%) | 图100:瑞纳智能净利润及毛利率(百万元,%) |
数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 | 数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理 |
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小结:有关公司工业领域拓展 |
表38:相关企业对比
企业 | 产品 | 主要应用场景 | 2020年营业收 | 相关领域客户 |
入/亿元 | ||||
申菱环境 | 机房精密空调、直接/间接蒸发冷却机组、组合式 | 医院一体化回 | 14.67 | 中石化集团、宝钢集团、长江三峡水利 |
空气处理机、屋顶式空气调节机组、屋顶式空气调 | 枢纽工程、 国家特高压输电工程、三星 | |||
节机组、恒温恒湿型单元式空气调节机、一体化 | 收、油气回收 | 越南制造基地、中石化集团、中国化工 | ||
VOCs 气体冷凝回收装置、核电抗震型风冷冷水机、 | 等 | 集团、神华宁煤集团、方家山核电站、 | ||
一体化蒸发冷却式冷水机组 | 福清核电站 | |||
高澜股份 | 直流输电换流阀纯水冷却设备、新能源发电变流器 | 电力发输配等 | 12.28 | 西安西电、中电普瑞、常州博瑞、许继 |
纯水冷却设备、柔性交流输配电晶闸管阀纯水冷却 | 电气、上海电气、金风科技、远景能源 | |||
设备、大功率电气传动变频器纯水冷却设备 | 等 | |||
同飞股份 | 直流输电换流阀纯水冷却设备、新能源发电变流器 | 激光温控等 | 6.12 | 北京精雕科技集团有限公司、宁波海天 |
精工股份有限公司、武汉锐科光纤激光 | ||||
纯水冷却设备、柔性交流输配电晶闸管阀纯水冷却 | ||||
技术股份有限公司、德国埃马克集团、 | ||||
设备、大功率电气传动变频器纯水冷却设备, | ||||
瑞士GF阿奇夏米尔集团 |
数据来源:公司公告,国信证券经济研究所整理
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目录 | ||||
01 | 温控行业概况及发展趋势 |
02 | 温控行业成长空间及技术路径分析 |
( 各细分行业空间测算、不同技术路径占比)
03 | 产业链及竞争格局梳理 | ||
(机房温控、储能温控、新能源汽车温控、手机散热、工业温控) | |||
04 | |||
投资建议 |
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申菱环境:华为温控核心供应商,受益双碳政策加速发展 | ||
u | 优质环境温控提供商,多场景驱动发展。申菱环境成立于2000年,提供人工环境调控整体解决方案,广泛应用于通信、信息技术、电力、 |
化工、交通、能源、军工与航天等行业。现聚焦数字,能源、绿色、健康等方向,不断巩固现有领域优势,扩展新应用场景,截至2020 年末,在数据服务类、工业空调、特种空调类、公建及商用四大领域分别占比32%、22%、28%、9%。
u 华为温控核心供应商,募投产能加速落地。公司是华为暖通设备核心供应商,与华为采取联合研发合作模式,公司具有提供特种环境温 控解决方案能力,技术实力领先。公司在保持跟华为密切合作的基础上,进一步开拓、阿里巴巴、腾讯、秦淮数据、中国石化/石油、国家电网、南方电网等客户。在手订单充足,募投项目有望2022年开始逐步完工投产,带动业绩加速增长。
u 双碳政策加速推进,新能源赛道空间广阔。受益于双碳政策的大力推进,多个应用场景需求保持较快增长:1)数据中心:新场景加速 落地带动数据中心建设回暖,随着能耗管控驱严,受益于新增项目中先进制冷方案渗透率提升及存量数据中心升级改造;2)新能源:根据《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出,2025年新型储能装机规模达3000万千瓦以上,近5年年均复合增速超过55%;海上 风电招标重启;3)油气回收:伴随油站、油库油气排放提标和码头油气回收市场放开,保守估计“十三五”期间油气回收领域市场容 量约为300亿元。
u 催化因素包括:1)公司为华为核心温控供应商,受益于大客户业务扩张;2)公司积极挖掘新赛道,在储能、海上风电、油气回收、精 密医疗环境等新场景高速增长;3)公司募投项目产能落地,产能有望实现翻倍以上增长。
u 投资建议:受益于双碳政策加速发展,维持“买入”评级。我们预计,公司2021-2023 年收入分别为 18.9/24.8/32.6亿元,归母净利润 1.72/2.32/3.11亿元,同比+38%/35%/34%,对应 EPS 为0.72/0.97/1.3元,对应当前股价 PE 为36/27/22倍。
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重点推荐公司盈利预测及估值 |
我们重点推荐多元化温控领先企业【申菱环境】、建议关注【英维克】、【同飞股份】、【高澜股份】、【佳力图】、【瑞纳智能】。
表39:重点公司盈利预测及估值(截至20220328)
公司 | 公司 | 投资 | 收盘价 | 总市值 | EPS(元/股) | PE | PB | |||||
代码 | 名称 | 评级 | /元 | /亿元 | 2020 | 2021E | 2022E | 2020 | 2021E | 2022E | ||
002837.SZ | 英维克 | 无评级 | 35.69 | 119.31 | 0.56 | 0.71 | 0.94 | 63.7 | 50.3 | 38.0 | 6.6 | |
603912.SH | 佳力图 | 无评级 | 19.58 | 42.47 | 0.53 | 0.67 | 0.90 | 36.9 | 29.2 | 21.8 | 4.4 | |
300499.SZ 高澜股份 | 无评级 | 11.65 | 32.71 | 0.29 | 0.29 | 0.54 | 40.2 | 40.2 | 21.6 | 3.8 | ||
平均 | 44.6 | 38.9 | 27.0 | 4.8 | ||||||||
301018.SZ 申菱环境 | 买入 | 25.90 | 62.16 | 0.69 | 0.72 | 0.97 | 37.5 | 36.0 | 26.7 | 4.5 |
数据来源:公司公告,WIND,国信证券经济研究所整理及预测,(其中申菱环境为国信证券预测,其余为WIND一致预期)
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附:相关产业链公司 |
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电子散热
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储能温控
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数据来源:WIND,国信证券经济研究所整理
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风险提示 |
一、行业投资不及预期:数据中心、储能、新能源车等应用场景端投资不及预期,如果存在主要的业务场景投资不及预 期的情况,可能会降低温控行业公司整体的景气度;
二、新技术推进不及预期:我们假设随着未来算力密度持续升级以及绿色节能要求持续提高,温控技术会持续升级,但 是可能会存在温控技术升级不及预期的情况,技术更迭的滞缓可能会一定程度上影响价值量的提升;
三、龙头公司跨行业拓展不及预期:我们假设,温控领域的龙头公司会在多元化的场景之间选择发展拓展,不同行业之 间可能存在技术、市场壁垒等,导致龙头公司在跨行业扩张不及预期;
四、成本端优化不及预期:我们分析,未来随着更多规模化效应和底层技术的融合,龙头可能会提升定价能力和毛利率,如果不能够实现成本端的优化,利润率的提升可能不及预期;
五、宏观政策风险;
六、国际环境风险导致股市大幅波动。
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免责声明 |
国信证券投资评级 | ||
类别 | 级别 | 定义 |
股票投资评级 | 买入 | 预计6个月内,股价表现优于市场指数20%以上 |
增持 | 预计6个月内,股价表现优于市场指数10%-20%之间 | |
中性 | 预计6个月内,股价表现介于市场指数±10%之间 | |
卖出 | 预计6个月内,股价表现弱于市场指数10%以上 | |
行业投资评级 | 超配 | 预计6个月内,行业指数表现优于市场指数10%以上 |
中性 | 预计6个月内,行业指数表现介于市场指数±10%之间 | |
低配 | 预计6个月内,行业指数表现弱于市场指数10%以上 |
分析师承诺
作者保证报告所采用的数据均来自合规渠道;分析逻辑基于作者的职业理解,通过合理判断并得出结论,力求独立、客观、公正,结论不受任何第三方的授意或影响;作者在过去、现在或未来未 就其研究报告所提供的具体建议或所表述的意见直接或间接收取任何报酬,特此声明。
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