人工智能+智算中心建设需求暴增，铜产业迎来新机遇，全新四大细分赛道详解（附股）

前言：今天午后铜连接板块异军突起，有人说这是上游铜价上涨导致的，我倒不这么看，实际资源类型的赛道，往往还是看下游的需求，正是因为人工智能计算迅速崛起，拉动铜需求快速提升，所以本篇就来聚焦人工智能领域的铜运用。

本篇目录
1.产业背景
2.供给现状
3.需求现状
4.细分赛道
5.相关上市公司

一，产业背景
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。



1.供应端：“智算”时代驱动数据中心用铜需求的增长
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。

2.传输端：AI 基站的 5G 化转型推动铜板消费的增长
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。

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。

二，供给现状
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%。



1.供应端：DC 开启 AI 新时代，铜材或将迎来新机遇
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%。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。



2.低能耗诉求给铜需求带来不确定性
随着 AI 技术的快速发展，数据中心用电需求也在加速增长。IEA 数据显示，2023 年英伟达 出货量达到 10 万台，平均每年耗电 7.3TWh；到 2026 年，人工智能产业耗电量将呈指数级增长，预计至少是 2023 年的 10 倍，而全球数据中心的耗电量预计由 2022 年的 460TWh扩大至620-1050TWh。低功耗诉求或将给铜需求增长带来不确定性。由于 AI 算力的大量能源消耗，在当前“双碳”背景下，未来降低处理器运行中的能耗将成为集成电路行业主攻方向之一，这已经在实际应用中取得突破：2022 年市值排名第二的虚拟货币以太坊通过改变其挖矿机制，降低了其 99%的电力需求。铜在数据中心中用于配电设备占比达到 75%，若未来技术进步带来 AI 对于电力等能源消耗降低，或将给铜需求增长带来不确定性。



三，需求分析
5G 基站建设带动高频高速PCB 发展。为实现更高网络容量以应对增强移动宽带、大规模物联网和低时延高可靠通信等应用场景需求，5G 使用了大规模天线阵列（MassiveMIMO）和超密集组网等技术。未来随着天线及射频模块需求增加、基站部署密度增大，将带动高频高速 PCB 发展，PCB 中覆铜板 CCL为核心基料，将成为 5G 用铜主要场景。AIOT 数据显示，单台 5G 基站中 PCB 价值量约为15104 元，基于生产 PCB 耗铜量及 PCB 价格，根据 5G 基站 PCB 价值量测算单站PCB 用铜量约为 18kg。



根据《中国 5G 经济报告 2020》，5G 将全面构筑经济社会数字化转型的关键基础设施，从线下到线上，从生产到消费，从平台到生态，将我国数字经济 发展提升到一个新的高度。《报告》数据显示 2030 年 5G 将带动直接经济增值 2.9 万亿元，间接经济增值 3.6 万亿元。 5G 基站的建设也将带动 PCB 对于铜的需求，我们预计 2024-2026 年底，我国 5G 基站数量将分别达到 465/573/777 万站，假设中国 5G 基站数量占全球比重维持 65%，则全球 5G 基站分别为 713/877/1190 万站，当年全球新建 5G 基站将分别带动 PCB 用铜需求3.50/2.95/5.60 万吨。



四，细分赛道
1.铜板带
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。

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。

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。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。



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。

2.铜箔
电子电路铜箔产量稳定,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。



1）冷却系统部分
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。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 ，数据中心冷板式液冷技术的应用增加对于铜的需求。

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。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。

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。

3.高速铜连接
英伟达的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。 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。

五，相关上市公司
紫金矿业 ：公司于 2020 年 6 月 8 日披露《关于收购西藏巨龙铜业有限公司 50.1%股权的公告》，公司将通过全资子公司西藏紫金实业有限公司收购西藏藏格创业投资集团有限公司、藏格控股股份有限公司、西藏中胜矿业有限公司、深圳臣方资产管理有限公司、西藏汇百弘实业有限公司持有的西藏巨龙铜业有限公司合计50.1%股权。公司主营的金、铜、锌资源储量和矿产品产量均已进入国内矿业行业前三甲。公司在国内14个省（区）和海外12个国家拥有重要矿业投资项目，其中卡莫阿铜矿铜金属资源储量高达4369万吨，是非洲第一大、全球第四大铜矿。公司海外金、铜、锌资源储量和矿产品产量超过或接近集团总量的一半，利润贡献率在集团占比超过三分之一，成为中国在海外控制黄金和有色金属资源量、矿产品产量最多的企业之一。

洛阳钼业 ：本公司属于有色金属采矿业，主要从事铜、钼、钨、钴、铌、磷等矿业的采选、冶炼、深加工等业务，拥有较为完整的一体化产业链条，是全球前五大钼生产商及最大钨生产商、全球第二大钴、铌生产商和全球领先的铜生产商，同时也是巴西境内第二大磷肥生产商。

铜陵有色 ：公司为国内主要阴极铜生产企业和内资最大的铜箔生产企业，在铜矿采选、铜冶炼及铜箔加工等领域有着深厚的技术积累。2020年，公司生产阴极铜142.20万吨，占国内总产量的14.18%，位居国内领先地位；铜箔产能达4.5万吨，5G通讯用RTF铜箔、6微米锂电箔实现量产，为行业龙头企业主要供应商。

西部矿业 ：玉龙铜矿是国内最大的单体铜矿，资源储量充足，氧化矿品位达3.85%左右，硫化矿品位在0.64%左右。玉龙铜矿二期改扩建工程建成后，铜金属产量预计将由现有的2万吨/年提升至10万吨/年，铜矿产能有望提升至2300万吨/年。

金诚信 ：公司收购刚果（金）Dikulushi铜银矿并认购了艾芬豪旗下加拿大上市公司Cordoba公司股权，参与其在哥伦比亚的San Matias铜金银矿项目。

河钢资源 ：公司目前铜一期和二期合计资源储量为：Cu金属量90余万吨，TFe金属量1600余万吨，蛭石450余万吨，以及大量厂区井上堆存铁矿堆等矿产资源。