敬请参阅最后一页特别声明 1 人 工 智 能计 算迅 速崛 起，拉动 铜需 求快 速提 升 数据中心智算化和基站 5G 化转型对铜材料提出更高要求。AI+大算力重塑了数据处理与传输的基本逻辑，其中数据中心和基站分别从数据供给和数据传输两端，支持 AI+算力 需求。在此 背景 下，数据 中心 的智 算化 和基 站的 5G 化转 型 对铜材料提出了更高的要求。国内产能逐步满足铜板带箔需求，高端产品有待技术突破。应用于 AI 及 5G 领域的铜加工材主要为连接器用铜板带、引线框架用铜板带、PCB 用电子电路铜箔等铜合金材料。当前 中国大陆 产能逐步满足铜板带箔市场需求，净进口量呈现逐年下降趋势，但应用于集成电路等领域的高端铜板带及 高频高速 PCB 铜箔的国产替代速度仍较慢，高端铜加工材仍有待技术突破。供应端：DC 开启 AI 新时 代，铜材 或将 迎来 新机 遇 数据中心用铜需求主要集中在配电设备（75%）、接地 与互 联（22%）、管道 暖通 空调（3%）。（1）数据 中心 服务 器内 部 的配电板及母线主要以 铜制材料为主，以大功率 GPU 芯片为主的 AI 算力服务器从电力需求、电力密度、线路容量等 方面对数据中心供配电系统提出更高的要求。（2）在数 据中 心的 短距 离 互连 场景 中，铜缆 相较 于光 缆实 用价 值更 强，对于大多数数据中心，最佳解决方案为混合使用光缆和铜缆，实现光铜“携手并进”。（3）未来 AIDC 纯智算形态的全液冷系统制冷弹性约为当前普智一体形态的 2-4 倍，其中 冷板 式液 冷技 术采 用铜 铝换 热冷 板将 热量 传递 至冷 却液 体实 现散热。英伟达超级 AI 芯片 GB200 引领“高速铜连接”新篇章。GB200 NVL72 应用铜缆连接方案，创造服务器新增用铜需求。我们测算单台 GB200 NVL72 用铜总量约为 1.36 吨，预计 2024-2026 年 GB200 NVL72 出货量对应用铜量 分 别 为0.41/6.79/10.87 万吨。数据中心及 PCB 用铜需求持续提升。随着数据中心建设推进及耗电量的持续提升，用铜需求不断增长，我们预计2026年全球数据中心用铜量约为 46-112 万吨。AI 及 5G 促进 PCB 产值提升及电子电路铜箔产业升级，预计2026 年中 国 和全球 PCB 用铜箔量分别为 35.84/68.30 万吨。传输端：5G 基站爆发 式增 长，衍生 新 增用 铜需 求 5G 基站建设衍生用铜需求增量。（1）5G 基站对连接系统的传输速度和通道功能要求大幅增加，每座宏基站主流架构需要射频连接器 192/384 套，相对于目前主流的 64 套实现成倍增长。（2）天线及射频模块需求增加，高频高速 PCB对于覆铜板及铜箔需求将成为 5G 用铜主要场景，据 我们测算，2026 年中国和全球新建 5G 基站将分别带动 PCB 用铜需求 3.66/5.60 万吨。（3）5G 建设推动集成电路产业及引线框架用高端铜合金发展。全球铜矿供给增长受限，头部矿企供应扰动加剧，铜供需维持紧平衡状 态。生成式 AI 带来的算力增长从供给端（数据中心）和传输端（5G 基站）增加长期用铜需求。我们预计在 AI 相关应用领域的拉动下，高端铜合金材料如高端铜板带、PCB 用电子电路铜箔的自主研发及进口替代需求不断提升，预计 2024-2026 年全球数据中心+5G 基站 PCB+GB200 NVL72 用铜量较高情况下将分别达到 89/108/129 万吨，较低 情况 下将 分别 达到 39/50/63 万吨，AI 浪潮 将带 来铜 下 游消费长期增长。建议关注 紫金矿业、洛阳钼业、铜陵有色、西部矿业、中国有色矿业 等标的。AI 数据中心及 5G 基础设施建设进度不及预期；新技术突破降低用铜需求；测算用铜需求与实际需求存在差异。行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 2 内容目录 一、人工智能计算迅速崛起，拉动铜需求快速提升.4 1.1 供应端：智算 时代驱动数据中心用铜需求的增长.4 1.2 传输端：AI 基站的 5G 化转型推动铜板消费的增长.5 1.3 铜加工材在 AI 及 5G 领域的应用.6 二、供应端：DC 开启 AI 新时代，铜材或将迎来新机遇.11 2.1 AIDC 催生用铜新需求.11 2.2 超级 AI 芯片 GB200 引领 高速铜连接 新篇章.14 2.3 预计 2026 年数据中心用铜量 46-112 万吨.15 2.4 低能耗诉求给铜需求带来不确定性.17 三、传输端：5G 基站爆发式增长，衍生新增用铜需求.18 3.1 5G 建设衍生新增用铜需求.18 3.2 2026 年全球 5G 基站 PCB 用铜 预 计 5.60 万吨.19 四、投资建议.20 五、风险提示.20 图表目录 图表 1：预计 2027 年全 球 AI 产业 规模 达 到 0.4 万亿美元.4 图表 2：预计 2027 年我国算力市场规模达 到 1235EFLOPS.4 图表 3：数据中心和基站是信息传输的核心要素.4 图表 4：中国数据中心市场规模快速增长.5 图表 5：2021 年我国数据中心机架规模达到 520 万架.5 图表 6：AIDC 解决方案 1333 模型.5 图表 7：2023 年底全球和我国基站数量分别为 517/338 万个.6 图表 8：AI 技术应用多种牌号铜合金.6 图表 9：我国铜材产量逐年提升（万吨）.7 图表 10：我国铜带材产量逐年提升（万吨）.7 图表 11：铜板带广泛用于电子信息、电力、导热、装饰等领域.8 图表 12：连接器主要应用于汽车、数据中心、智能终端、家电办公等行业.8 图表 13：AI 浪潮下数据中心、消费类 AI 设备等行业用铜材连接器将受益.9 图表 14：引线框架用铜合金材料要求有较高的性能.9 图表 15：2023 年黄铜带净进口 0.34 万吨.9 图表 16：2023 年紫铜带净出口 3.54 万吨.9 WUEVwPnQtQpOpRpMmRtMoP9P8QaQoMqQtRtPkPrRmRiNmNmRaQoOuNuOmOsPxNsQtQ行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 3 图表 17：2023 年青铜带净进口 0.05 万吨.10 图表 18：2023 年白铜带净进口 0.68 万吨.10 图表 19：我国电子电路铜箔产量较为稳定（万吨）.10 图表 20：压延铜箔表面光滑、适用于高频信号传输.11 图表 21：2023 年铜箔净进口 3.92 万吨.11 图表 22：2023 年我国出口铜箔均价低于进口.11 图表 23：数据中心的用铜比例.12 图表 24：数据中心的用铜部分.12 图表 25：数据中心的智算化发展对制冷提出了更高要求.12 图表 26：冷板式液冷采用铜铝换热冷板.13 图表 27：光缆和铜缆的区别.13 图表 28：配电型密集母线方案.14 图表 29：AI 服务器对数据中心供配电系统提出更高要求.14 图表 30：一个 GB200 计算 托盘 包 括 2 个 CPU 和 4 个 GPU.15 图表 31：GB200 NVL72 采用铜互连技术.15 图表 32：GB200 NVL72 大幅强化新一代人工智能和加速运算.15 图表 33：预计 2026 年全球数据中心用铜量 为 46-112 万吨.16 图表 34：单台 GB200 NVL72 服务器铜缆用铜量约 为 1.12 吨.16 图表 35：测算得生产 PCB 铜箔 用量 约 为 38.25 吨/万平方米.16 图表 36：测算 GB200 NVL72 单机 PCB 用铜 量约 为 147kg.17 图表 37：GB200 NVL72 单机用铜总量约为 1.36 吨.17 图表 38：测算 2026 年全 球 PCB 用铜 箔量 约 为 68.30 万吨.17 图表 39：2019-2026E 全球数据中心耗电量持续上涨.18 图表 40：IEA 预计 2026 年 AI 耗电量是 2023 年的 10 倍.18 图表 41：5G 基站对射频连接器需求呈几何增长.18 图表 42：覆铜板成为 5G 用铜主要场景.18 图表 43：引线框架用于芯片载体和导电、导热介质.19 图表 44：引线框架铜合金以 Cu-Fe-P 系为主.19 图表 45：测算得 5G 基站 单 站 PCB 用铜 量约 为 18kg.19 图表 46：测算 2026 年全 球新 建 5G 基站 PCB 用铜 量 5.60 万吨.20 图表 47：预计 2026 年 5G 基站 PCB+数据中心用铜量达到 63-129 万吨.20 行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 4 生成式 AI、大算 力引 领计 算领 域新 发展。随着 ChatGPT 等 生成式 AI 技术和元宇宙等前 沿业态的强劲推动，全球 人工智能的应用不断拓展。中国电信预测，2022 至 2027 的 五年间，全球 AI 市场规模将以 58%的 复合增长率 增长至 约 4000 亿美元。大模型训练与推理等新型需求的涌现 也对 算力 提出 了更 海量 的要 求，IDC 数据 显 示，至2027 年，我国 算力 市场 规模预计将达到1234.7 EFLOPS，其中 智能 算力 占比 高达90%以上。图表1：预计 2027 年全球 AI 产业规模达到 0.4 万亿美元 图表2：预计 2027 年我 国算 力市 场规 模达 到 1235EFLOPS 来源：新一代智算数据中心（AIDC）基础设施技术方案白皮书（2023 年），国金证券研究所 来源：IDC，国金证券研究所 AI+大算力 的变革性时代不仅推动了技术的迅猛发展，也重塑了数据处理与传输的基本 逻辑，作为 其中 的核心要素，数据中心 主要承担着处理海量用户设备请求的重要任务，为用户设备提供计算、存储、分析等一系列服务；基站 则 是连接数据中心/供应 商与 用户 设 备的桥梁，通过无线信号进行 双向 通信。人工智能 背景下，数据中心的智算化和基站的 5G化转型也对铜材料提出了更高的需求。图表3：数 据 中 心和 基站 是信 息传 输的 核心 要素 来源：国金证券研究所 1.1 供应 端：“智 算”时代 驱动 数据 中心 用铜需求 的增长 全球数据中心迎来爆发式增长。从市场规模角度 来看，2021 年 全球 数据中心 规模 同比 增0%20%40%60%80%100%120%0501001502002503003504004502022 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E AI 02004006008001,0001,2001,4002020 2021 2022 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E FP16 FP64 4Qry+d/LsPyNLCKf+n8K5KvZxvDHl7CnYBIQwX/6MNUVhfL8Bmt2M+xCCsytO3l 行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 5 长 10%至 679.3 亿美元,而我 国市场的增速则更为显著，由 2017 年的 512.8 亿元 跃升 至2021 年的 1500.2 亿元，年均复合增长率高达 30.78%。从 机架 规模 角度 来 看，2021 年我国在用数据中心机架规模达到 520 万架，其中大型以上机架 规模占比达到 81%。图表4：中 国 数 据中 心市 场规 模快 速增 长 图表5：2021 年我国数据中心机架规模达到 520 万架 来源：中国 信通院，国金证券研究所 来源：中国 信通院，国金证券研究所 随着 AIGC、云计 算等 人工智能 行业的快速发展，我国数据中心 也进 一步 向“智 算化”方向进行转型。中国电信在白皮书中提到了 AIDC 的“1333 模型”，即 1 个目标、3 类业态、3种布局、3 项关键。相较传统数据中心，AIDC 的典型特征是灵活、弹性、绿色。其中，灵活 代表 短时间内快速响应客户的各种需求；弹性代表 根据 机柜功率和客户流动性 灵活调整 能源调度和制冷模式的变化；绿色体现在 全面应用高效节能技术产品，实现 PUE（电源使用效率）、WUE（水 使用效率）和 CUE（冷却使用效率）的三低目标。图表6：AIDC 解 决 方案 1333 模型 来源：中国电信白皮书，国金证券研究所 铜在 数据中心 的升级中占据了至关重要的地位。铜具备一系列卓越的性能，包括良好 的导电性、耐磨 性和 耐腐 蚀性，以及 相对较低的成本效益，所以 成为 数据 中心 的 关键 材料。而鉴于人工智能 下的电力消耗日益增加，单位面积 的 服务器 所需吸纳 的电力 更多，数据 中心也急需 对电力和冷却系统进行优化升级。1.2 传 输 端：AI 基站 的 5G 化转 型推 动铜 板消 费的 增长 随着 AI 的迅 猛发 展，其对 基站 传输 能力 的需 求也 在逐 步提 升。5G 基站以其独特的结构优020040060080010001200140016001800200001002003004005006007008002017 2018 2019 2020 2021 2022E 01002003004005006007008002017 2018 2019 2020 2021 2022E 行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 6 势，可以 降低馈线对信号的损耗，从而 在降低成本的同时，提升信号 的 传输效率，能够 满足 更多 用户的高频通信需求。而 由于 5G 基站具备高精度和小覆盖的特性，它在同等信号覆盖区域内所需的宏基站数量 约为 4G 基站 数量的 1.2-1.5 倍，且 为了满足用户更为精细化的通信需求，5G 微小基站的建设也在加速推进中。近年来，5G 基站 规模 也迎来了 快速的 扩张期，截至 2023 年底，全球基站总数达 517 万个，其中 我国 达到 337.7 万个，占 全球总数 的 65%以上。图表7：2023 年底全球和我国基站数量分别为 517/338 万个 来源：工信部，TDIA，国金证券研究所 随着 5G 技术的推进，其频段数量显著增加以及工作频率的提升，导致了射频前端元件的需求急剧上升，进而使得印制电路板（PCB）的使用面积也随之大幅增加。由于铜材在 导电、导热 等方 面所 展现 出的 卓越 性能，使得 高频 高速 覆铜 板在 市场 上的 需求 呈现 出爆 发式的增长态势。1.3 铜 加 工材 在 AI 及5G 领域的应用 铜加工材的种类繁多且应用广泛，主要涵盖了铜管材、铜带材、铜排板、铜线材、铜箔 材等，其中铜板带主要用于电子信息、电力、导热、服辅装饰等领域，铜箔材主要用于电子及新能源等领域，铜线 主要 用于 汽车 电子、电力 输送 等领 域。AI 技术的迅 速发展带动信息传输、电力传输、导热等需求，增加对于铜板带、铜箔材 及铜线材 的下游消费。图表8：AI 技 术应 用多 种牌 号铜 合金 品类 主要用途 C7025/C7035 铜镍硅 通讯、背板、引线框架、电源 C1814/C18400/C18150/C1816 铬锆铜 背板连接器、电源 C5191/C5210 磷青铜 背板连接器 C1100/C1020 紫铜 导电排及热管理组件 C7701/C7521 白铜 屏蔽组件 C36xx/C68xx 黄铜棒 通讯接头 C174/C175 铍铜 EMI 来源：SMM，国金证券研究所 据中国有色金属加工工业协会统计，2023 年我国铜加工材产量2085 万吨，同比 增长2.96%。其中铜排板产量 132 万吨，同比增长 1.54%，铜带材产量 237 万吨，同比增长 3.49%，铜箔材产量 89 万吨，同比增长 11.25%，铜线材产量 1.49 万吨，同比增长 2.24%。50%55%60%65%70%75%01002003004005006002020 2021 2022 2023 5G 5G 行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 7 图表9：我 国 铜 材产 量逐 年提 升（万吨）来源：中国有色金属加工工业协会，国金证券研究所（1）铜板带 根据合金种类不同，铜带材可分为黄铜带、紫铜带、锡（磷）青铜带、白铜带等，2023 年我国上述铜带材产量分别为 77/102/28/5 万 吨，在 铜 带 材 中 产 量 占 比 分 别 为32%/43%/12%/2%。图表10：我 国 铜 带材 产量 逐年 提升（万 吨）来源：中国有色金属加工工业协会，国金证券研究所 铜板带 主要应用领域为电子信息、电力、导热、装饰等领域。铜板带 在电子 信息领域的应用主要为 连接 器、框架 材料、射频 带等，其中连接器用铜合金 代表性材料主要 为黄 铜、紫铜、青铜、高铜、铜镍锡等合金。05001,0001,5002,0002,5002018 2019 2020 2021 2022 2023 0501001502002502020 2021 2022 2023()()行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 8 图表11：铜 板 带 广泛 用于 电子 信息、电 力、导热、装 饰等 领域 类别 二级分类 三级分类 代 表 性 材料 电子 信息 框架材料 LED 框架 黄铜，C194 系列 半导体分立器件 C192 系列 IC 框架 C194 系列 铜镍硅系列，如 7025 接插件（连接器）家用电器 黄铜、紫铜、青铜、高铜(C194、C7025、C18150/CuCrZr)铍铜、铜镍锡，铜钛合金等 通讯、3C 电子产品 汽车连接器带材 其它工业轨道交通 射频带 射频电缆 紫铜 C1100、C1020 其它导电 冲压紫铜板带 紫铜 C1100、C1020 铜复合材料 紫铜 C1100 电力 电缆带 通讯电缆、射频电缆、电子电缆和泄 漏电缆的屏蔽 紫铜 C1100、C1020 变压器带 紫铜 C1100 光伏焊带 分汇流带和互连条 紫铜 C1100、C1020 导热 散热铜带 水箱铜带 黄铜带、紫铜带 热交换器带 黄铜带、紫铜带 装饰 装饰、服饰 黄铜带、紫铜带 来源：SMM，国金证券研究所 随着 5G 进入大规模商用，连接器作为 5G 关键器件，其材料与性能关系着 5G 使用体验。连接 器中，铜合 金板 带应 用比 例约 为 90%，主要 用于 制作 连接 器外 壳、导电 接触 面等。连接器下游应用主要行业为汽车、数据中心（AI 概念）、智能 终端（除 汽车）、家电 办公 等。图表12：连 接 器 主要 应用 于汽 车、数据 中心、智 能终 端、家电 办公 等行 业 来源：SMM，深圳市连接器行业协会，国金证券研究所 AI 浪潮 驱动 下，预计 连接 器在 数据 中心、消费 类 AI 设备、商用 智能 办公 室、AI 机器 人 等行业的需求将受益，带来对于铜连接器的消费提升。行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 9 图表13：AI 浪 潮下 数据 中心、消 费类 AI 设 备等 行业 用铜 材连 接器 将受 益 AI 浪 潮下铜材连接器 受益行业 数据中心 服务器、散热系统、通讯、数据交换系统等等 消费类 AI PC、AI 视听、AI 游戏替代传统设备，消费升级换代 商用类 智能办公室，推动 OA 设备升级 机器人 汽车智能驾驶系统+AI 技术，必将催生 Ai 机器人的落地普及 来源：SMM，深圳市连接器行业协会，国金证券研究所 引线框架用铜合金主要为铜铁磷合金、铜铬锆合金、铜镍合金，上述 合金 材料 在抗 拉强 度、电导率、抗软化温度方面具有较强性能。图表14：引 线 框 架用 铜合 金材 料要 求有 较高 的性 能 合金元素 特性 Cu-Fe-P 抗拉强度450MPa 电导率70%IACS 抗软化温度420 残余应力极小 Cu-Cr-Zr 强度达到 550-650MPa 导电率达到 80-85%IACS 抗软化温度450 Cu-Ni-（Co）-Si 高强度及较好的导电性 来源：龚深 高强高导新型铜合金的应用基础研究，国金证券研究所 国内产能逐步满足铜板带市场需求。我国是全球最大的铜板带进口市场之一，各类铜板带产品基本处于净进口状态，但各类铜板带净进口量呈现逐年递减趋势，表明国内铜板带产能逐步满足市场需求。国内产能有待高端化。2021 年至 今，我国 紫铜 带已 经连 续三 年实 现净 出口，且净 出口 规模逐步 扩大。但应用于集成电路等电子半导体领域的 高端铜板带，如青铜带（磷 锡 铜合金）、白铜带（铜镍合金）仍维 持净 进口，且白 铜带 净进 口规 模下 降速 度较 慢，表明在高端铜板带方面，国内产能进口替代 速度较缓，铜板带产能仍需进一步向高端方向发展。图表15：2023 年黄铜带净进口 0.34 万吨 图表16：2023 年紫铜带净出口 3.54 万吨 来源：海关总署，国金证券研究所 来源：海关总署，国金证券研究所-3-2-101234562016A 2017A 2018A 2019A 2020A 2021A 2022A 2023A-6-5-4-3-2-101232016A 2017A 2018A 2019A 2020A 2021A 2022A 2023A 行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 10 图表17：2023 年青铜带净进口 0.05 万吨 图表18：2023 年白铜带净进口 0.68 万吨 来源：海关总署，国金证券研究所 来源：海关总署，国金证券研究所（2）铜箔 电子电路铜箔产量稳定。2021-2023 年，我国 铜箔 产量 逐年增长，从 2021 年的 62 万吨提升至 2023 年的 89 万吨，复合增长率 19.81%，其中 电子电路 铜箔及压延铜箔总产量 维 持在 37 万吨左右。图表19：我 国 电 子电 路铜 箔产 量较 为稳 定（万吨）来源：中国有色金属加工工业协会，国金证券研究所 电子铜箔由采用不同工艺方法制出的电解铜箔和压延铜箔组成，作为 PCB 制造中的主要原材料之一,在 PCB 中起到导电、散热等重要功效。铜箔被称为电子产品信号与电力传输、沟通的“神经网络”，对于 PCB 整体特性都起到十分重要的作用，电路板的性能、品质、制造中的加工性、制造水平、制造成本以及长期可靠性等,都与铜箔的品质及在 PCB 制造中对铜箔的加工水平有着密切的关联。自 20 世纪 50 年代后,随着印刷线路技术的发展,压延铜箔由于宽度受限、生产工序复杂、流程长、成本高,难于满足大面积刚性覆铜板生产的需要而逐步被电解铜箔所替代。5G 焕发压延铜箔新生机。近年来随着动力锂电池的兴起,手机、屏蔽仪等产品的发展以及电子产品向轻、薄、小、快方向发展,使得压延铜箔重新焕发生机。尤其是 5G 时代挠性印制线路板(FPC)及刚性 PCB 要实现更低的信号传输损耗，而压延铜箔相比于电解铜箔金相组织致密，晶粒沿着轧制方向排列，所以其延展性，挠曲性和抗弯曲性优于电解铜箔，多用于要求挠曲性比较好的柔性印制线路板；另一方 面，压延 铜箔 的表 面比 较平 滑，经过表面处理后的毛面粗糙度也比较低，所以近年来高频高速用柔性线路板为了规避趋肤效应，对低粗糙度压延铜箔的需求越来越多。-1.5-1.0-0.50.00.51.01.52.02016A 2017A 2018A 2019A 2020A 2021A 2022A 2023A-1.0-0.50.00.51.01.52016A 2017A 2018A 2019A 2020A 2021A 2022A 2023A 35.437.0 36.01.11.51.525.541.551.501020304050607080901002021A 2022A 2023A 行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 11 图表20：压 延 铜 箔表 面光 滑、适用 于高 频信 号传 输 项目 压延铜箔 电解铜箔 生产工艺 纯铜坯料连续碾压 铜板上进行电解沉积加工 表面形状 表面光滑平整、粗糙度低 一面光滑、一面粗糙 导电性 良好 较差 是否适用高频信号传输 是 否 成本 较高 较低 厚度 范围受限，通常 9-105m 范围较广，通常为 5-400m 来源：深圳普林电路，国金证券研究所 铜箔净进口量呈现下降趋势。与铜板带类似，随着铜箔产业 自主创新及快速发展，中国大陆 铜箔贸易逆差逐步缩减，2023 年铜箔净进口量降低至 3.92 万吨。虽然 中国大陆 铜箔进口量整体呈下降趋势，但电子铜箔在高端产品方面仍有待技术突破。近年来全球电解铜箔行业新增产能绝大多数来自 中国大陆 的电解铜箔厂家，新增生产品种主要为锂电铜箔，而 日企、台企（部分的）在扩产品种的目标上，还是主要锁定在 5G 通信、封装 基板 等发 展需 求不 断增 加的、高附 加值 的高 端 PCB 电解铜箔方面。这一发展铜箔品种的差异导致 中国大陆 与日企、台企在发展高端电解铜箔 技术的差距加大。进出口铜箔产品均价的差距可以反映出 中国大陆 和海外 铜箔产品高端化程度的差异。2023年 中国大陆 电子铜箔进口量（额）前八位国家/地区平均进口价格为 1.47 万美元/吨，而出口方面这一价格仅为 1.12 万美元/吨，出口 电子 铜箔 产品 均价 低于 进口，中国大陆 铜箔产品仍待高端化发展。图表21：2023 年铜箔净进口 3.92 万吨 图表22：2023 年 我国出口铜箔均价低于进口 来源：海关总署，国金证券研究所 来源：海关总署，国金证券研究所 DC AI 2.1 AIDC 催生 用铜 新需求 与传统的数据中心相比，智算数据中心不仅在硬件上有所革新，增添了算力资源平台和智能调 度技 术，同时 还引 入了 高性 能服 务器 与加 速技 术，以及 自然 语言 识别 与处 理功 能，这些技术的融入 也进一步 增加了对铜材料的需求。在数据中心中，铜的应用主要 为 配电设备（如电缆、连接器、母线）占比 75%、接地与互联占 比 22%、管道暖通空调 占比 3%。-6-4-2024681012142016A 2017A 2018A 2019A 2020A 2021A 2022A 2023A 0.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.60123456789/行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 12 图表23：数 据 中 心的 用铜 比例 图表24：数 据 中 心的 用铜 部分 来源：BlueWeave Consulting，国金证券研究所 来源：铜业发展协会 CDA，国金证券研究所（1）冷却系统 部分：随着高密度算力需求的急剧增长，对制冷模式的精准控制变得尤 为重要，根据 新一代智算数据中心（AIDC）基础 设施 技术 方案 白皮 书（2023 年），未来 纯智算形态的 全液 冷 系统 制 冷弹 性 约为 当 前 普智 一体 形 态的 2-4 倍。图表25：数 据 中 心的 智算 化发 展对 制冷 提出 了更 高要 求 主要指标 当前阶段 过渡阶段 未来阶段 弹性方舱类型 全风冷 风液混合 全液冷 示意图 客户算力形态 普智一体为主 云智一体为主 纯智算为主 供电弹性范围 不超过 720kW 制冷弹性范围 约120 360kW(风冷)约 128 610kW(风冷360kW+液冷 250kW)约460 720kW(风冷240kW+液冷 480kW)方舱 IT 机柜最大功耗 360kW 610kW 720kW 单舱 PUE(pPUE)约1.20 1.30 约1.15 1.20 约 1.09 1.12 来源：新一代智算数据中心（AIDC）基础设施技术方案白皮书（2023 年），国金证券研究所 应用于数据中心的液冷技术可分为冷板式、喷淋式和浸没式液冷三类，其中 冷板式液冷对发热器件的改造和适配要求较低，技术成熟度较高，应用进展最快。冷板式液冷采用铜铝换热冷板。冷板式液冷系统由换热冷板、分液单元、热交换单元、循环管路和冷却液组成，是通过换热冷板（通常是铜、铝等高导热金属构成的封闭腔体）将发热器件的热量传递给封闭在循环管路中的冷却液体进行换热的方式，数据 中心 冷板 式液冷技术的应用增加对于铜的需求。,75%,22%,3%行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 13 图表26：冷 板 式 液冷 采用 铜铝 换热 冷板 来源：南海数据 Chinamatrix，国金证券研究所（2）电缆部分：在当前的电缆应用中，有源光缆（AOC）和无源铜缆（DAC）占 据了 主 导地位。AOC 以光纤线 方式 连接两个光收发器，并借助外部电源来 实现 信号传输，最高传输速率可达到 100Gbps，同时兼具 轻巧的设计和较低的电磁干扰度，能够支持 最大 100km 的 传输。DAC 通过电脉冲进行数据传输，覆盖范围通常在 7-10 米之间。在相同规格下，其成本仅为 AOC 的 1/3-1/4，凭借 低成本、低功耗和高可靠性等优点，DAC 被广泛应用于同机柜或相邻机柜之间 的 数据 传输 场景。因此，在数据中心的短距离互联场景 中，铜缆 DAC 相较于光缆 AOC 具有更强的 实用 价值。但实 际上，很少 有数 据中 心 完全依赖铜缆或光纤 布线，在可预见的未来，大多数数据中心的最佳解决方案 为混合使用光纤和铜缆，实 现光铜“携手并进”。当前 光纤 介质 转换 器 的使用也增加了一定程度 的灵活 性，可以互 连不同 的布 线格式，并通 过跨越 更 远 距 离 的 SMF/MMF 链路扩展铜基以太网设备的覆盖范围。图表27：光 缆 和 铜缆 的区 别 AOC 有源光缆 DAC 无源 铜缆 示意图 传输信号 光信号 低压 脉冲信号 传输介质 光纤(石英)电缆(铜)激光器 有 无 传输距离 远距离 短距离 价格 3N-4N N 重量体积 轻 重 维护成本 高 低 带宽 大 小 来源：易天光通信，新财富产业研究院，国金证券研究所 行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 14（3）配电设备 部分：数据中心 服务器内部的配电板 及母线主要以铜制材料为主，其中 母线采用 镜像式全对称结构设计，接地排中置，铜导体分布在槽体两侧，不仅 能够 有效 减少电 力传输过程中的 能量 损失，也能够 确保母线 的 稳定性 与散热性。图表28：配 电 型 密集 母线 方案 来源：ABB，国金证券研究所 随着生成式 AI 需求不断增长，以大功率 GPU 芯片为主的 AI 算力服务器在新数据中心建设规划中将占据重要份额，从电 力需 求、电力 密度、线路 容量 等方 面对 数据 中心 供配 电系统提出更高的要求。图表29：AI 服 务器 对数 据中 心供 配电 系统 提出 更高 要求 要求 电力需求 AI 服务器需要更多的计算资源来处理复杂的 AI 任务，通常具有更高的功耗需求，AI 服务器的功率从 750W、1500W、4500W、8000W 等不同档次逐步向高端集中 电力密度 由于 AI 服务器的功耗较高，其电力密度（即每个机柜或机架的功率密度）通常比普通服务器更高 线路容量 由于 AI 服务器的功耗较高，它们需要更多的电力供应，因此在数据中心供电架构中，需要确保电力线路具有足够的容量 来源：参考网，国金证券研究所 2.2 超级 AI 芯片 GB200 引领“高速铜连接”新 篇章 英伟达在科技领域的最新突破再次引起了广泛关注。在 2024 年 3 月 19 日举办的 GTC 大会上，英伟达正式发布了其最新研发的 GB200 超级 AI 芯片，凭借其卓越的算力性能，这款芯片 将成为智算数据中心硬件架构中的核心 组件。同时，英伟达对于 2025 年 的 AI 超级芯片出货目标设定为 600-650 万颗，其中 GB200 预计将占据高达 70%的市场份额。GB200 NVL72 铜互连技术新增用铜需求。GB200 产品系列涵盖了多样化的产品形态，其中NVL72 为重点推介产品，成功应用了先进的铜缆连接方案。GB200 计算托盘基于新的 NVIDIA MGX 设计，包含2 个Grace CPU 和4 个Blackwell GPU，具有用于液体冷却的冷板和连接，支持高速网络 的 PCIe gen 6，以及用于 NVLink 电缆盒的 NVLink 连接器。GB200 NVL72 在一个机架中配置了 72 个 GPU 和 18 个双 GB200 计算节点或在两个机架中配置 72 个 GPU 和 18 个单 GB200 计算节点，使用铜缆盒密集封装 和 互连 GPU。铜连接技术的显著优势 主要 在于其高效散热性能、成本效益以及低能耗特点，单台服务器采用铜互连方案 后的 价值 量也会更为 突出。单台 GB200 NVL72 架构中利用 5000 根 NVLink铜缆 进行交换机和 GPU 之间的连接，单台服务器中铜缆 总长度 接近 2 英里。2024-2025 年，GB200 NVL72 的出货量预计分别达到 3,000 台和 50,000 台，铜互 连解 决 方案的市场空间 将 逐年 攀升。行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 15 图表30：一个 GB200 计 算托 盘包 括2 个CPU 和 4 个 GPU 图表31：GB200 NVL72 采用 铜互 连技 术 来源：英伟达官网，国金证券研究所 来源：英伟达官网，国金证券研究所 GB200 NVL72 大幅强化新一代人工智能加速运算。英伟达数据显示，GB200 NVL72 相对于H100 实现 25 倍能 效提 升，相对 于 CPU 实现 18 倍数 据处 理，相对 于 H100 Tensor Core GPU实现 30 倍大型语言模型推论，相对于 H100 实现 4 倍大型语言模型训练，大幅提升新一 代人工智能及加速运算能力。图表32：GB200 NVL72 大幅强化 新一 代人 工智能 和加速 运算 来源：英伟达官网，国金证券研究所 2.3 预计 2026 年数据中心用铜量 46-112 万吨 随着生成式 AI 的兴 起，数据 中心 耗电 量快 速上 涨。IEA 预测，中性 情况 下 预计到 2026 年，全球数据中心 耗电量将达到约 800TWh，按照 70%的利用率计算，负荷约 为 132GW。CDA 数据显示，数据中心用电负荷铜单耗 若按较低的 27kt/GW 计算，2026 年当年新增 数据中心耗铜量将达到 46 万吨；施耐德电气数据显示，数据中心 用电负荷铜单耗 若以较高情况的66kt/GW 计算，当年新增 数据中心耗铜量将达到 112 万吨。上述 27-65kt/GW 的 用铜 单 耗并不包括外部建筑及配套配电设施，若加 上这 部分，数据 中心 带来的用铜需求将更大。由于施耐德电气测算的 66kt/GW 距今时间较长，或与数据中心实际用铜量存在差异。行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 16 图表33：预计 2026 年 全 球 数据中心用铜量 为 46-112 万吨 2022 2023 2024E 2025E 2026E 全球 数据 中心耗电量（TWh）460 528 607 697 800 利用率 70%全球 数据中心 负荷（GW）76 87 100 115 132 新增 负荷（GW）11 13 15 17 用铜单耗（较高情况，t/GW）65771 用铜单耗（较低情况，t/GW）27000 全球数据中心 用铜量（较高情况，万吨）74 85 98 112 全球数据中心 用铜量（较低情况，万吨）30 35 40 46 来源：IEA，IDCparadise，施耐德电气，铜业发展协会 CDA，国金证券研究所 GB200 NVL72 的用铜部分主要包括铜连接线缆和 PCB 部分，我们分别测算这两部分的用铜需求。（1）线缆：GB200 NVL72 单台服务器铜缆数量约 5000 条，单条铜缆长度约为 0.65m，铜缆直径约为 7mm，按 密度 8.96g/cm 计算，每米铜缆质量约为 344g，单台 GB200 NVL72 服务器铜缆用量用量约为 1.12 吨。图表34：单台 GB200 NVL72 服务器铜缆用铜量约为 1.12 吨 项目 测算 单台 GB200 NVL72 服务器铜缆数量（条）5000 单根铜