金属行业2026年度中期策略系列报告之新材料篇：科技与稀缺共振AI金属材料星辰大海-260719（79页）.pdf

核心结论速览： AI算力升级驱动金属材料全面迭代：AI性能持续演进带来算力和功耗的持续提升，驱动AI金属材料不断升级以满足高功率、大电流、小型化和强散热等更高要求。AI金属材料正迎来需求与价格的共振。 MLCC镍粉向纳米级升级：AI服务器MLCC用量超2万个（普通服务器约2000个），功耗是普通服务器的5-10倍。MLCC向小型化、超高容量、高温方向迭代，驱动上游纳米级镍粉需求快速增长。 一体成型电感替代传统电感：一体成型电感体积仅为普通电感的20%左右，适配AI电路高功率、大电流、高频化特点。上游羰基铁粉、铁硅铬合金粉、非晶纳米晶粉末需求旺盛。 电极箔向高压高容升级：AI服务器供电架构向800VDC演进，铝电解电容器需求提升，驱动高压电极箔技术升级。 钽电容受益AI浪潮：钽电容不随偏置电压和温度变化而衰减容量。2026年5月国内钽粉出口同比增长111%，连续九个季度环比增长。 锡粉锡膏向超细粒径演进：Chiplet、2.5D/3D封装及HBM等先进封装技术快速发展，微凸点尺寸不断缩小，T6/T7超细锡粉渗透率有望持续提升。 光通信材料迎来发展机遇：AI驱动光模块向800G及1.6T升级，锗、镓、铟等材料凭借优异光电效应迎来发展机遇。全球光纤市场量价齐升，G.652D单模光纤从约18元/公里涨至85-120元/公里，涨幅近650%。 散热材料从铜铝向复合材料迭代：液冷已成为主流散热方案。材料从铜、铝向钨铜、金刚石铜等复合材料持续迭代。一、研究背景与全景图谱。AI产业持续演进的过程，伴随着软件侧、硬件侧、材料侧持续的迭代升级。在人工智能的发展中，“算力”、“算法”与“数据”并称为AI发展的三大基石。算力是人工智能系统实现高效准确处理任务的物质基础，从数据收集、模型训练到推理应用，每一步都离不开强大的算力支持。AI大模型算力需求持续提升，直接推动处理器、存储等核心硬件不断升级。处理器对应的是计算能力，算力芯片上晶体管的数量也在快速增长，而计算能力的提升直接对应到功率的提升，进而带来功耗的显著提升。AI服务器的耗电量是普通服务器的5-10倍以上。存储对应的是数据容纳能力，算力提升同时带来的就是数据流大增的挑战，AI服务器拉动高带宽内存(HBM)需求快速增长。电路设计为了匹配AI应用电路高功率、大电流的特点，也对于被动元件提出了升级需求。被动元件作为电路中不可或缺的组成部分也必须进行相应的升级迭代才能满足需求，比如超薄型（小尺寸）、高容化、高频化、耐高温、高可靠性等。AI带动带宽需求指数级增长，刺激光模块持续技术迭代。随着人工智能大模型训练的快速增长，数据中心对算力的需求持续攀升，同时对数据的传输的需求也成指数级增长。据lightcounting预测，未来三年内800G和1.6T等高速光模块的需求将占据市场主导地位。算力提升导致的高功率也催生了散热材料的升级需求。AI芯片在执行复杂的计算任务时，需要极高的功率，这导致其单位面积内的功率密度大大高于传统处理器。以英伟达Blackwell架构GPU为例，功耗高达1000W，需要高效的散热方案来支持。（数据来源：国联民生证券研究所）。二、电子元器件材料产业链升级机遇。2.1 MLCC镍粉：向纳米级升级。MLCC（多层片式陶瓷电容器）是将电能储存后稳定供应给半导体等有源器件、确保其顺畅运行的核心元件。通用服务器MLCC约2000多个，到AI服务器中MLCC已超2万个。AI服务器用途MLCC必须在高温（105℃以上）、高额定电压（100V）等极端环境下稳定工作，更需小型化、超高容量的MLCC。电子高端金属粉体材料是MLCC内外电极制作的重要原材料，纳米级镍粉是MLCC内电极的重要原材料。MLCC内电极一般选择钯-银合金、钯、镍等高熔点金属粉体材料，要求能够在1400℃左右高温下烧结而不致发生氧化。下游需求的驱动叠加材料技术和叠层技术的不断演进，推动着MLCC不断向小型化、薄层化、大容量化、高可靠性和低成本方向发展。MLCC用金属粉体材料在熔点、纯度、粒径、形貌、振实密度、电迁移率等性能特点上都有严苛要求。内电极用金属粉体材料粒径一般为亚微米级到纳米级，要求为球形或类球形。2.2 芯片电感：一体成型迭代驱动合金粉体升级。电感是能够把电能转化为磁能的元器件，在服务器中承担着选信号、过滤噪声、稳定电流和抑制电磁屏蔽等关键功能。一体成型电感由座体系将绕组本体埋入金属粉末内部压铸而成，具有小体积、大电流、低耗损等优点。一体成型电感相较于传统电感，同样的感值下体积仅为普通电感的20%左右。目前一体成型电感用金属粉体主要有羰基铁粉、铁硅铬合金粉、非晶和纳米晶粉末等。羰基铁粉具有高饱和磁感应强度（2.2T），在需要承受大电流的应用中具有显著优势。铁硅铬粉末由于添加了铬元素，增强了材料的防锈和抗老化特性，具有较高饱和磁感应强度（通常为1.3-1.5T）、高磁导率、低成本等优点。非晶/纳米晶材料具有高电阻率、更低的矫顽力、磁滞损耗和涡流损耗。（数据来源：国联民生证券研究所）。2.3 电极箔：AI供电架构升级驱动高压需求。功率跃迁和GPU同步化运行带来AI“脉冲式”用电特性，HVDC架构和储能系统的引入有助于解决供电挑战。参考英伟达白皮书，800VDC已成为下一代配电系统的最优架构。铝电解电容适配AI场景升级迭代需求。随着生成式AI与大模型快速普及，AI服务器GPU算力密度持续提升，电源系统功率等级、负载压力同步攀升。铝电解电容器凭借极致的体积容量比、优异的性价比、高可靠性的优势，在中大容量储能应用中占据优势。作为铝电解电容器核心材料，电极箔同步需要进行技术升级。电极箔的生产成本占铝电解电容器的30%-60%。电极箔以电子铝箔为主要原材料，经过腐蚀、化成等一系列复杂工序形成。电极箔按工作电压可以分为低压、中高压、超高压电极箔，中高压电极箔适宜工作电压为170Vf-800Vf，超高压电极箔适宜工作电压为800Vf-1100Vf，适用于工业控制、变频技术、AI服务器等高压领域。电极箔行业技术壁垒高，腐蚀工艺是核心难点。腐蚀工艺的孔洞精准控制、化成工艺的氧化膜质量把控、工艺协同与稳定性要求高。2.4 钽电容：AI浪潮拉动钽粉需求快速增长。钽电容器是将钽粉压紧烧结成球团制成的，具有更高的单位体积电容和电压。钽电容器不随偏置电压的变化而变化，在所有额定温度下显示稳定的电容。钽电容凭借更高电容值以及耐高温的特性，有望受到AI应用拉动需求增长。从全球钽电容市场格局来看，KEMET（被国巨收购）占据头把交椅，2024年市场份额约46%，其次是AVX，市场份额约26%。26Q1，国巨钽电容实现营收9274百万台币，同比+34.31%，环比+18.82%，连续九个季度环比持续增长。钽粉出口同环比持续快速增长。2026年5月，国内松装密度<2.2g/cucm的钽粉出口14.25吨，同比增长111.30%，其他钽粉出口8.28吨，同比增长68.85%。2026年1-5月，累计出口65.17吨，同比增长64.89%。（数据来源：国巨官网、ifind、国联民生证券研究所）。三、微电子互联：高端锡粉锡膏迎放量机遇。锡基焊粉（锡粉）是微电子封装与电子组装领域的核心基础材料。锡粉通常按照粒径大小进行型号划分，包括Type3至Type10等不同粒径区间，数字越大代表粉末粒径越细。锡粉粒径升级是电子封装持续向高精度、高密度演进的核心材料基础。电子级锡粉对精度与控氧要求日趋严苛，行业壁垒加速向高端工艺与量产良率集中。超细锡粉如T6、T7级的量产难度极高，企业必须在高频持续生产中攻克雾化喷嘴防堵、总氧含量控制、卫星粉抑制以及窄粒径分布精准分级等一系列技术瓶颈。SMT渗透率提升叠加先进封装升级，驱动锡膏成为锡焊料核心增长方向。锡膏主要由锡粉和助焊膏搅拌混合而成，在消费电子、汽车电子、工业电子和通信设备等领域被广泛应用。目前T3（25-45μm）、T4（20-38μm）和T5（15-25μm）是最主流的型号，T6及以上超细粉则用于WLP、Flip-Chip等先进封装场景。锡膏产品正持续向超细粉、高精度方向升级。T3、T4锡膏目前仍为行业主流产品，T5锡膏逐步成为中高端市场的重要产品，T6/T7等超细锡膏主要应用于倒装芯片、先进半导体封装、AI算力硬件、光模块、HBM及高阶GPU等高精度场景。未来伴随AI服务器、先进封装、汽车电子及高速通信等下游需求持续增长，T5、T6、T7超细锡膏占比有望进一步提升。全球锡粉产业链高度集中于中国，全球锡粉总产能约2万吨左右，其中约80%来自中国大陆地区。根据PWConsulting数据，2020-2025年全球锡粉市场规模由10.42亿美元增长至13.46亿美元，2025-2032E预计CAGR为5.48%。亚太地区为全球最大市场，2025年市场占比约61.74%。目前T3、T4型号仍为市场主流（占比64.96%），T5、T6占比25.04%，T7及以上超细锡粉占比约10%。国内电子锡焊料市场2020年规模约300亿元，其中锡膏约40亿元。2025年全球电子级锡焊料市场规模约79.63亿美元，预计至2032年达121.6亿美元，中国约占61%的市场份额。（数据来源：有研粉材招股说明书、PWConsulting、QYResearch、国联民生证券研究所）。四、光通信材料：锗、镓、铟迎发展机遇。光通信是以光信号为信息载体，以光纤作为传输介质，通过电光转换以光信号进行传输信息的系统。光芯片的性能直接决定光模块的传输速率，是光通信产业链的核心。光芯片按材料分类可分为硅系列、磷化铟（InP）系列、砷化镓（GaAs）系列、铌酸锂（LiNbO3）系列等。4.1 锗：需求多点开花，锗价有望上行。锗是一种稀散金属，是重要的半导体材料，有着良好的半导体性质，如高电子迁移率和高空穴迁移率等。全球锗资源稀缺且集中度较高，全球已探明的锗资源储量仅约8600金属吨。锗资源主要分布在美国（3870吨，占45%）、中国（3526吨，占41%）和俄罗斯。中国为全球锗最大生产国，2021年中国锗产量95吨，占比达68%。锗主要的终端应用领域是红外光学（43%）、光纤系统（28%）、光伏太阳能电池（19%）。光纤级四氯化锗是生产光纤预制棒的重要原材料之一，可以提高纤芯折射率，从而降低光传输损耗、提升光传输距离。2026年以来，得益于AI算力建设叠加数据中心互联需求快速增长，全球光纤市场量价齐升。从2025年12月底到2026年3月初，G.652D单模光纤从约18元/公里涨至85-120元/公里，涨幅近650%。2025年全球光纤出货量为6.62亿芯公里，同比增长15.3%，数据中心应用拉动光纤需求从2024年约0.4亿光纤公里快速提升至2025年约0.7亿光纤公里。4.2 铟：光通信需求带来磷化铟缺口。铟属于稀散金属，下游主要应用领域是液晶显示器和平板屏幕（ITO靶材），其余消费领域包括电子半导体、焊料及合金、光伏电池等。2025年全球铟储量分布中，中国占29%。全球原生铟产量2023-2025年分别为1062吨、1118吨、1150吨，基本保持稳定。ITO靶材占全球铟消费量的80%，其次是化合物半导体、焊料和合金领域、太阳能发电领域等。磷化铟是磷和铟的化合物，是III-V族半导体材料，具备饱和电子漂移速度高、发光波长适宜光纤低损通信等特性，可被广泛应用于制造光模块器件、传感器件、高端射频器件等。随着AI大模型训练进入万卡集群时代，推动数据中心光模块向800G/1.6T及以上速率加速迭代，磷化铟材料成为光通信革命的核心支撑。磷化铟衬底材料市场头部企业集中度很高，2020年全球前三大厂商占据90%以上市场份额。光模块器件为磷化铟衬底下游最大应用领域，销量占比达80%。4.3 镓：主流化合物半导体材料。镓主要消费形式为砷化镓，份额占比约80%。使用砷化镓衬底制造的半导体器件，具备高功率密度、低能耗、抗高温、高发光效率等特性，被广泛用于生产LED、射频器件、激光器等器件。中国金属镓产量全球占比高达98%。2017-2025年，中国金属镓产量由296.55吨增长至1042.6吨。全球砷化镓衬底市场海外厂商占据主导权，2019年Freiberger占比28%、Sumitomo占比21%、北京通美占比13%。砷化镓衬底应用中射频占比最大（37%），其次是LED（34%），显示（microLED等）占比16%，激光器占比12%。4.4 铌酸锂：电光调制器重要材料。铌酸锂晶体具有压电、铁电、光电、非线性光学、热电等多性能。目前行业内的主流电光调制器有三种，分别采用硅、磷化铟和铌酸锂材料。铌酸锂方案具有高带宽、低插损、高可靠性、较高消光比、工艺成熟等优点。铌酸锂调制器在长途相干光传输和超高速数据中心的场景具备良好的竞争力。薄膜铌酸锂调制器既能解决传统铌酸锂块材料器件尺寸过大、不利于集成的问题，又能兼容成熟的硅基光子学工艺。AI产业化趋势驱动光通信传输速率持续提升，有望受益于AI产业化所拉动的算力基础设施需求实现快速发展。铌酸锂调制器行业主要被日本企业占据主要份额。（数据来源：北京通美招股说明书、USGS、ifind、国联民生证券研究所）。五、散热材料：从铜铝向复合材料迭代。算力快速提升导致芯片热设计功耗持续攀升。电子元器件使用故障中，有半数以上是由于温度过高引起的。半导体元器件温度每升高10℃，反向漏电流将增加1倍。电容温度每升高10℃，平均电子元器件的寿命会降低一半。风冷散热效率难以跟上数据中心设备散热需求的提升。传统风冷最高可冷却30kW/rack的机柜，对于30kW/rack以上功率密度的机柜无法做到产热与移热速率匹配。液冷技术路径可实现更低的PUE值，冷板式液冷PUE低至1.2以下、浸没式液冷PUE低至1.1以下。液冷技术已替代风冷成为必要散热方案。目前单相冷板式液冷在液冷数据中心的应用占比达90%以上。英伟达GB200和GB300的机柜均采用单相直接芯片液冷方案。GB200 NVL72单相热设计功耗高达130kW-140kW。材料端，铜、铝、复合材料成为散热材料的主流选择。铜因其卓越的导热性而备受青睐，铝及其合金在导热性、轻量化和成本之间取得了良好平衡。金属基复合材料正在成为研究热点，它们有望提供可定制的热膨胀系数、高导热性和低密度的综合优势。钨铜（W/Cu）、钼铜（Mo/Cu）复合材料是目前应用最广泛的金属基电子封装材料。金刚石/铜复合材料有望成为未来主流的高导热电子封装材料。液冷系统的主要构成零部件包括冷板、CDU、快接头等。冷板占据了约40%的成本份额，CDU成本占比约33%，快速断开接头成本贡献近27%。（数据来源：NIISA、IDC、国联民生证券研究所）。六、未来3-5年机会洞察。MLCC镍粉：AI服务器MLCC用量持续增长，MLCC向超薄介电层、高堆叠层数方向迭代，推动镍粉向更小粒径、更高性能方向升级。一体成型电感：AI电路高功率、大电流特点推动一体成型电感渗透率提升，羰基铁粉、铁硅铬合金粉、非晶纳米晶粉末需求旺盛。电极箔：AI服务器供电架构向800VDC演进，中高压、超高压电极箔需求快速增长。钽粉：钽电容凭借高容值、耐温性以及高可靠性特点受益AI浪潮，钽粉出口持续高增长。超细锡粉锡膏：Chiplet、2.5D/3D封装及HBM等先进封装技术发展，T6/T7超细锡粉渗透率有望持续提升。光通信材料：锗、镓、铟等材料凭借优异光电效应迎来发展机遇，光纤市场量价齐升。散热材料：液冷成为主流散热方案，钨铜、金刚石铜等复合材料持续迭代。延伸阅读：以上为报告核心趋势分析，如需获取完整报告详细数据及全部案例，请访问下载页下载完整PDF报告。FAQ。Q1：AI如何驱动MLCC镍粉的升级需求？A：AI服务器MLCC用量超2万个（普通服务器约2000个），功耗是普通服务器的5-10倍。MLCC向小型化、超高容量方向迭代，内电极用镍粉粒径需从亚微米级向纳米级升级，对粒径均匀性、球形度、纯度要求更高。Q2：一体成型电感相比传统电感有什么优势？A：一体成型电感将绕组本体埋入金属粉末内部压铸而成，同样的感值下体积仅为普通电感的20%左右，具有小体积、大电流、低耗损、抗电磁干扰强等优点。上游金属软磁粉体包括羰基铁粉、铁硅铬合金粉、非晶纳米晶粉末等。Q3：AI对钽电容的需求拉动有多大？A：钽电容不随偏置电压和温度变化而衰减容量。26Q1国巨钽电容营收同比+34.31%，连续九个季度环比增长。2026年5月国内钽粉出口同比增长111%。Q4：锡粉粒径升级意味着什么？A：锡粉型号从Type3到Type10，数字越大代表粒径越细。T3-T5用于传统SMT贴片，T6/T7超细锡粉用于倒装芯片、先进半导体封装、AI算力硬件等高精度场景。未来超细锡粉占比有望持续提升。Q5：光通信领域哪些材料最受益于AI？A：锗（光纤级四氯化锗用于光纤预制棒）、铟（磷化铟衬底用于光模块器件）、镓（砷化镓衬底用于激光器、射频器件）、铌酸锂（电光调制器）。2026年初光纤价格涨幅近650%。Q6：AI散热领域材料升级的方向是什么？A：从风冷向液冷升级，单相冷板式液冷占比90%以上。材料从铜、铝向钨铜、钼铜、金刚石铜等金属基复合材料迭代。冷板占液冷系统成本约40%。数据来源说明。本报告数据主要来源于国联民生证券研究所《金属行业2026年度中期策略系列报告之新材料篇》，以及报告中引用的三星电机官网、村田官网、AVX官网、国巨官网、有研粉材招股说明书、北京通美招股说明书、PWConsulting、QYResearch、USGS、ifind、CRU、Yole、SEMI等。所有数据均基于已公开信息编制。