2024年温控设备行业研究：工业温控应用持续拓宽，关注平台化龙头

一、温控设备行业概况

温控系统概述

温控的作用在于将相关工业器件、设备或人体所处环境的温度、湿度、洁净度等指标严格控制在特定范围内，从而提高工业器 件、设备的稳定性、可靠性及使用寿命，或为人体提供舒适的办公及居住环境，广泛应用于各类工业及消费场景之中。

温控系统原理：温控系统内有制冷剂，当其通电工作后，制冷剂到了内部空间较大、温度较高的蒸发器中后，它会迅速的汽化 并将大量的热量带走，这时候蒸发器的温度会很低，而温度较高的气态制冷剂到了室外，在冷凝器的作用下会放出热量。当制 冷剂经过冷凝器被施加高压后，它重新变成液态的制冷剂，并通过管道流入蒸发器里面，紧接着再次汽化便将大量的热量带出 室外。

技术路线分为风冷、液冷，后者渗透率逐步提升

按冷却介质区分，温控系统可大体分为风冷和液冷两种技术路线。①风冷温控系统：以空气为冷却介质，利用对流换热降低器件温度的一种冷却方式。 ②液冷温控系统：以液体为冷却介质，常用介质有水、乙二醇水溶液、纯乙二醇、空调制冷剂和硅油等。目前分为液 冷板、喷淋式和浸没式液冷三类。  液冷渗透率逐步提升，为未来发展趋势。1）风冷系统具有结构简单、易维护及成本低等优点，目前我国温控设备存 量以风冷为主；2）液冷凭借具有散热效率高、适用范围广、占用空间小等优点，已成为大势所趋，渗透率有望不断提 升。

工业温控设备行业全景图

工业与消费场景温控产品在产品性 能要求、定制化程度以及销售模式 方面均差别较大，因此两大领域的 市场参与主体重合度较低。本文研 究重心聚集在工业场景温控领域， 尤其关注增量市场。

二、工业温控：整体市场稳健增长，液冷方案在各领域快速渗透

下游分布：机房、传统工业占比较高，储能应用快速增长

温控设备产业链上游主要为核心零部件，包括压缩机、风机、水蒸发器等，上游厂商较为零散；中游主要为温控系统 供应商，可分为风冷系统与液冷系统；下游主要分布与各行各业，如机房类温控系统主要应用于运营商、互联网、云 计算、金融等领域，传统的工业温控系统主要应用于通用设备（数控机床、激光设备等）和专用设备（电力设备、油 气设备、化工设备等）。 当前工业温控细分领域中，从各下游分布看，2023年机房类温控占比68%、传统工业温控占比25%，是当前温控需求的 主要组成部分。从增速看，未来五年电化学储能温控CAGR达到45.2%，其他细分领域温控设备CAGR均在10%上下。

机房类温控：市场规模稳健增长，政策+AI双轮驱动液冷渗透率提升

应用领域：需要高精密温、湿度环境控制的机房领域，包括通信、互联网、云计算、轨道交通网络、金融数据中心等 行业数据中心。通信行业为较早应用机房的行业，后续随着社会数据处理需求的不断提升，互联网、金融、政府机关 等领域应用温控的规模持续提升。

数据中心的产业规模快速增长。据工信部，中国数据中心在用机架数量由2017年的166万架快速增长至2023年的801万 架，CAGR达到30.0%。数据中心机架即数据中心基础设施中的机柜系统，主要用于容纳服务器的物理框架，机架数量的 持续增长表明数据中心产业的整体规模不断扩大，同时反映数据中心基础设施产业不断发展。

数据中心的建设带动温控设备等基础设施市场增长。数据中心由IT设备和数据中心基础设施组成，其中数据中心基础 设施包括温控系统、配电系统、监控系统、机柜系统布线系统、监控管理系统。据赛迪顾问，2019年我国数据中心基 础设施的市场规模达161.9亿元，预计到2025年达到461.2亿元，CAGR达到19.1% 。

AI大模型催化、产业链齐发力，液冷渗透率有望提高。AI大模型训练和推理所用的GPU服务器功率密度将大幅提升，以英伟达 DGX A100 服务器为例，其单机最大功率约可达到6.5kW，大幅超过单台普通 CPU 服务器500w左右的功率水平。根据《冷板式 液冷服务器可靠性白皮书》数据显示，自然风冷的数据中心单柜密度一般只支持8kW-10kW，通常液冷数据中心单机柜可支持 30kW以上的散热能力，未来有望覆盖到100kW以上，相较而言液冷的散热能力和经济性均有明显优势。

数据中心产业链中，液冷已成为未来方向。2022年，浪潮信息将“All in 液冷”纳入公司发展战略，全栈布局液冷；2022年 11月，中兴通讯发布数据中心液冷技术白皮书。2023年6月5日，三大电信运营商联合液冷产业链相关企业发布了《电信运营商 液冷技术白皮书》，提出三年发展愿景。

传统工业温控：下游应用行业广泛，整体市场稳健增长

工业设备在运行过程中会产生大量的热，工业温控装置可以保证设备在稳定环境运行。传统工业温控系统的直接应用领域包括 数控机床、激光设备等通用机械设备，以及各类电力设备、油气设备、化工装备等专用领域设备。 据Global Market Insights数据，2022年全球传统工业温控的终端应用行业较为分散，由占比大小排序依次包括公用事业与电力 （23%）、石油和天然气（18%）、化工（16%）、汽车（13%）、食品饮料（12%）、制药（8%）以及其他行业（10%）。

据Global Market Insights数据，2022年全球传统工业温控系统市场总规模约160亿美元（约1160亿元人民币），预计2032年将超 过450亿美元（约3260亿元人民币），2023至2032年CAGR将超过10%。此外，2022年中国传统工业温控系统市场总规模约19 亿美元（约140亿元人民币），占全球份额约12%，未来复合增速预计达到13%，快于全球。

由于上述行业发展均为较成熟，我们假设未来5年全球、中国传统工业温控系统市场规模CAGR分别为11%、13%，预计2028 年全球传统工业温控系统市场规模将达到299亿美元（约2160亿元人民币）,中国传统工业温控系统市场规模将达到40亿美元 （约290亿元人民币）。

电化学储能温控：新型储能延续高景气，液冷渗透率提升

储能系统包含风冷和液冷两大技术路径：储能温控系统技术路线目前主要是风冷（采用空气介质）、液冷（液体介质）两大类。 1）风冷系统：以空气为冷却介质，利用对流换热降低电池温度的一种冷却方式；2）液冷系统：以液体为冷却介质，液体经由 液冷主机、管路输送到电池PACK中的液冷板，通过对流换热将电池产生的热量带走，常用介质有水、乙二醇水溶液、纯乙二 醇、空调制冷剂和硅油等。

储能温控更强调温控的高可靠性、高温控均匀性以及高环境适应性。相比较而言，数控装备温控因设计高精密装备，对温控精 度要求更高（±0.1℃）；IDC温控因运用于高能耗行业，利用温控设备降低系统PUE值（总设备耗能/IT设备耗能）意义更为明 显。

半导体设备温控：半导体设备及其温控系统均有较大国产替代空间

温控设备在半导体制程中发挥重要作用。在 半导体工艺制程中，温度是十分重要的工艺 参数。在刻蚀、离子注入、扩散、薄膜沉积、 化学机械抛光等环节，温控设备通过精确控 制工艺环境的温度，为这些关键步骤提供了 稳定的操作条件，不仅有助于提高工艺的稳 定性和精度，还能够减少因温度波动而导致 的生产损失。

半导体温控技术随下游技术迭代而发展。半 导体专用温控设备的工作原理为利用制冷循 环和工艺冷却水的热交换原理对半导体工艺 设备使用的循环液的温度、流量和压力进行 高精密控制。随着工艺制程的发展，晶圆制 造对温控设备的温控区间要求朝着超低温温 控区间发展。

技术壁垒高。半导体设备领域国际巨头凭借先发优势已形成较高的市场占有率，在其优势技术领域已形成了技术壁垒并采取了知识产权保护措施。 国内少数企业经过了数年的技术研发和工艺积累，在部分领域实现了技术突破和创新，成功推出满足市场需求的产品并得到下游客户批量化应用。

客户壁垒高。半导体温控设备的技术指标、运行稳定性将对晶圆制造产线的产量、良率及稳定性产生直接决定性影响，下游晶圆制造厂商对半导 体设备供应商的筛选标准较为严格。若想进入下游客户的供应链当中，需投入较大量的人力及资源，验证周期耗时较长。

竞争格局较为集中，仍有较大国产替代空间。据QYResearch数据，以收入口径计算，2022年国内半导体专用温控设备市场主要供应商包括京仪装 备、ATS公司和SMC公司，三者占据国内市场60%以上的市场份额，其中京仪装备为唯一一家披露供货的国内设备商，其余35%的市场份额由Shinwa Controls、Unisem、GST等海外温控设备商占据。此外，同飞股份已快速布局半导体温控设备领域，目前已开拓部分国内客户。

报告节选：

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