AI算力铜材升级：液冷与高压化驱动高端铜材从基础原料迈向系统性能核心

算力功耗跃升突破风冷极限，液冷渗透率加速攀升

AI算力芯片与机柜功率正以前所未有的速度攀升。英伟达GPU从A100的400W跃升至GB200的1000W，下一代Rubin架构更将突破2300W；Intel CPU的TDP亦从150W提升至385W。机柜层面，GB200 NVL72单柜功率已达132kW，GB300升至154kW，预计2027年后Vera Rubin架构单柜将超600kW。当单柜功率突破100kW，传统风冷的可行空间已显著收缩，液冷或将成为支撑超高密度算力的选择。TrendForce预计，AI数据中心液冷渗透率将从2024年的14%快速提升至2025年的33%及2026年的40%，"芯片液冷"正加速向"全面液冷"演进。

供电架构三代演进，机架母线成高载流工况最优解

数据中心供电线路历经线束、PDU两代演进后，第三代机架母线（Busbar）凭借低阻抗、小体积优势成为高载流工况下的最优解。第一代传统线束连接算力托盘无法盲插，安装维护成本高，仅能满足低载流工况；第二代PDU虽有所改进但仍无法适配算力托盘盲插，在超过96安培的高载流工况下无法使用。第三代机架母线排布置在算力柜中间，完美适配算力抽屉盲插，空间占用小且维护成本低，能够满足高性能算力柜的高载流工作环境。

液冷机架母线通过内部集成液冷导流槽，可在同等体积下输送数倍于风冷母排的电流。在48V架构下，随着GPU功耗不断提升服务器载流突破4000A，液冷机架母线成为一种合适的解决方案。据TE Connectivity称，液冷设计在某些情况下可支持多达五倍的电流，且在保持安全工作温度的同时，容量可接近非冷却钢棒的两倍。

800V直流配电架构确立为下一代最佳方案

到2028年，AI数据中心机架功率预计突破1兆瓦。若沿用第二代50V架构，汇流排电流将高达2万安培，因此第三代架构改用800V直流或±400V直流配电，电流骤降至1250安培，不仅效率更高，汇流排也更轻更省空间。英伟达已确立800V直流为下一代电力分配的最佳架构，其显著减少了电流、铜线使用和电缆体积，同时保持安全和可扩展性。

当前415V交流架构通过高压降压变压器、配电箱、UPS及配电柜将电力输送至机架，再由机架内PSU转换为54V直流供IT设备使用。过渡性方案将交流/直流转换移至机架外部，采用800V直流侧电源架实现本地供电，未来则可被上游更高功率密度的整流器所取代。随着数据中心从48V架构向800V架构演变，机架母线能够成为一种解决方案，或将在数据中心中获得较大规模应用。

液冷板设计迭代拉动铜材需求量大幅提升

铜的广泛使用源于其卓越的热导率，能够快速吸收AI芯片的热量并将其传递到循环冷却剂中。在大多数单相直达芯片系统中，冷板的上下部分均由铜制成，许多铜冷板具有微通道，即微小的内部通路，显著增加表面积并增强铜与冷却剂之间的热传递。

从GB200到GB300，液冷板的设计发生了重要变化。GB200采用"一个CPU加两个GPU对应一块大冷板"的方案，而GB300则升级为"每个芯片对应一块独立的小冷板"，所需冷板数量从GB200的45块大幅增加至117块。除了芯片之外，机柜中其他部件如光模块等也随着功率的提升增加了液冷功能，对于液冷板需求量或将进一步增加。需求测算显示，单台算力柜液冷板纯铜材消耗高达800–1000kg，液冷机架母线约120kg，800V直流母线约220kg，铜材用量大幅提升。

高端算力铜材构筑技术与工艺壁垒

高端算力铜材已构筑较高技术与工艺壁垒，其核心竞争力体现在严苛的材质标准与精密的加工能力两大维度。在材质层面，铜材的氧含量必须控制在5 PPM以下，这一指标直接决定了焊接点的密封可靠性，是防范漏液风险的关键；同时材料需具备900°C高温焊接环境下不软化的特性。在加工精度层面，平直度需达到每2米不超过0.2毫米的超高标准，表面粗糙度则需控制在RA 0.8以下；面向液冷散热趋势的多孔液冷母线加工，其加工效率与弧线连续性均远超传统制造水准。

客户对供应商的专业度和产品性能提出了前所未有的高要求——只有在确保长期性能稳定的前提下，成本因素才会被纳入考量；客户对于供应商的前瞻性预研开发能力、快速敏捷的迭代响应能力，以及稳定量产供货的确定性保障有较高要求。行业正从"有铜就行"升级为"高端铜材决定系统上限"。

ESG合规驱动再生铜材成为高端增量市场

在全球AIDC建设遭遇环保阻力的背景下，再生铜材成为契合ESG需求的高端增量市场。欧美数据中心因高能耗、高耗水面临政策收紧与民意反对，ESG合规已成为获取建设许可与资本青睐的前提。美国AI数据中心建设正遭遇政策、资本与社会三重阻力：纽约州成为全美首个暂停大型数据中心许可的州，黑石、Crusoe等资本相继终止或暂停千亿级项目，71%的美国民众反对在本地建设数据中心。

再生铜不仅碳排放仅为原生铜的20%，且通过精炼工艺纯度可达99.997%，散热性能媲美甚至超越原生铜。单吨再生铜加工材可节能约1,054千克标煤、节水约395千克、减碳70%以上。以苹果为代表的全球龙头已对再生铜提出严苛的碳足迹追溯与碳税节约要求，驱动再生铜产品技术难度、价值量与利润空间显著高于原生铜，具备更高附加值与更广阔的市场前景。

产业链布局与核心企业动态

金田股份在AI高端铜材领域产能释放在即，2025年公司芯片半导体领域铜材销量4.1万吨，同比增速21%，其中算力散热领域1.41万吨，同比增速55%。目前公司芯片半导体领域铜排产能3.5万吨，机架母线领域铜排产能1.5万吨，并计划在越南投资建设"年产3万吨液冷散热及机架母线用高精密铜排生产项目"。公司突破传统铜材加工工艺，开发了高精密异型无氧铜排产品，广泛应用于顶级GPU三维蒸汽腔新型散热方案。作为国内再生铜利用量最大、综合利用率最高的企业之一，金田股份可将成分复杂的再生铜提纯至99.997%以上，纯度超过原生矿铜品质，每年可完成60万吨再生铜资源化循环，再生铜板块整体利润增幅超50%。

电工合金在铜母线领域拥有多年深厚积累，除标准化产品外还能为客户定制化生产新型铜母线及深加工零部件，产品机电性能普遍高于国家和行业标准，主要客户为施耐德、ABB、西门子、GE等国际顶尖电气厂商。