液冷技术在系统级封装（SiP）散热中的应用与财经分析

一、引言：系统级封装（SiP）的散热挑战与液冷技术的崛起

系统级封装（System-in-Package, SiP）是将多个功能芯片（如CPU、GPU、内存、传感器）及被动组件集成在单一封装内的先进技术，旨在实现高性能、小型化、低功耗的终端设备（如AI芯片、智能手机、数据中心服务器）。然而，SiP的高集成度导致功率密度激增（部分AI芯片功率已突破1000W），传统风冷散热（热传导效率约0.025W/(m·K)）难以满足需求，液冷技术（热传导效率约0.6W/(m·K)，是空气的24倍）成为解决SiP散热瓶颈的核心方案。

二、液冷技术在SiP散热中的优势与市场需求

1. 技术优势：解决SiP高功率密度痛点

• 高效散热：液体（如水、氟化液）的热容量和热传导系数远高于空气，能快速带走SiP封装内的热量，避免芯片过热导致的性能下降或损坏。
• 节能降耗：液冷系统的风扇转速更低（或无需风扇），相比风冷可降低数据中心能耗约30%-50%（根据IDC数据），符合“双碳”目标下的节能需求。
• 紧凑设计：液冷管道可集成在SiP封装内部或周边，无需庞大的风冷散热片，适合手机、手表等小型终端设备的SiP封装。

2. 市场需求：AI与数据中心驱动增长

• AI芯片：生成式AI（如GPT-4、Claude 3）需要高性能GPU/TPU，其SiP封装的功率密度已达500W/cm²以上，液冷是唯一能满足其散热需求的技术。例如，英伟达H100 GPU采用液冷散热，功耗达700W，而SiP封装的H200 GPU功耗预计突破1000W，液冷需求进一步提升。
• 数据中心：全球数据中心能耗占比约3%（IEA数据），其中散热系统能耗占比约40%。液冷技术（尤其是浸没式液冷）可将数据中心PUE（电源使用效率）从风冷的1.5降至1.1以下，成为数据中心升级的关键方向。
• 消费电子：智能手机（如iPhone 15 Pro的A17 Pro芯片采用SiP封装）、智能手表（如Apple Watch Ultra 2）的小型化需求，推动液冷技术向微型化发展（如微型泵液冷）。

三、相关企业的财务表现与市场布局

1. 温控设备厂商：英维克（002837.SZ）、佳力图（603912.SH）

• 英维克：2025年三季度总收入40.26亿元（同比增长15.3%），其中液冷业务收入占比约25%（约10.06亿元），主要应用于数据中心和AI芯片散热。公司毛利率约27.3%（2025年三季度），高于行业平均（约20%），主要因液冷产品的高附加值。
• 佳力图：2025年三季度收入4.83亿元（同比下降12.1%），但液冷模块收入增长30%（约1.45亿元），主要客户为国内大型数据中心（如阿里云、腾讯云）。公司亏损-0.44亿元（2025年三季度），主要因研发投入增加（研发费用占比约10.6%）。

2. 半导体封装厂商：台积电（TSM）

• 台积电：2024年总收入28943亿新台币（约920亿美元），其中先进封装业务（包括SiP）收入占比约15%（约138亿美元）。公司研发投入2041亿新台币（约65亿美元），主要用于SiP封装的散热技术（如液冷管道集成）。2025年，台积电推出CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate） 先进封装，支持液冷散热，主要客户为英伟达、AMD等AI芯片厂商。

四、行业趋势与风险分析

1. 趋势：液冷渗透率快速提升

• 数据中心：全球液冷数据中心市场规模预计从2024年的120亿美元增长至2030年的500亿美元（CAGR约27%，根据Grand View Research）。
• AI芯片：2025年，液冷散热的AI芯片占比约35%，预计2030年将提升至70%（根据Yole Group）。
• 消费电子：微型液冷技术（如华为Mate 60 Pro的“昆仑玻璃+液冷”方案）将成为高端手机的标配，市场规模预计从2024年的15亿美元增长至2030年的60亿美元（CAGR约26%）。

2. 风险：成本与竞争压力

• 成本较高：液冷系统的管道、冷却液（如氟化液）及维护成本高于风冷，小型终端设备（如手机）的液冷方案成本约为风冷的2-3倍。
• 竞争加剧：传统风冷厂商（如Cooler Master）转型做液冷，导致价格下降，挤压现有厂商的利润空间。
• 技术迭代：相变散热（如沸腾冷却）等新型散热技术可能对液冷形成替代，但目前液冷仍是SiP散热的主流方案。

五、结论：液冷是SiP散热的核心方案，市场前景广阔

液冷技术通过高效散热、节能降耗、紧凑设计等优势，成为解决SiP高功率密度散热问题的核心方案。随着AI芯片、数据中心及消费电子的快速发展，液冷市场需求将持续增长。相关企业（如英维克、台积电）通过布局液冷技术，有望获得更高的市场份额和利润空间。但需关注成本控制（如采用低成本冷却液）和技术创新（如微型液冷），以应对竞争压力。

关键数据总结：

• 2024年全球液冷数据中心市场规模：120亿美元（Grand View Research）
• 2030年液冷AI芯片占比：70%（Yole Group）
• 英维克2025年三季度液冷业务收入：10.06亿元（占比25%）
• 台积电2024年先进封装收入：138亿美元（占比15%）