人工智能驱动的铜需求激增:在数据中心中重塑新基础设施金属的定价
Brief news summary
4月9日,中信证券的吴金凯强调,铜的作用正从传统基础设施逐渐演变为人工智能驱动基础设施的重要元素。人工智能数据中心的快速扩展大幅增加了铜的需求,不仅用于服务器,还包括配电和冷却系统,这些领域以前被低估。这一增长由GPU快速发展和为支持AI工作负载而进行的电网升级推动。2024年美国数据中心能源使用报告预测,到2028年,美国AI数据中心的用电量可能达到580至800太瓦时,显著增加铜和铝的使用。吴金凯预测,随着GPU年增长率达到50%,英伟达、谷歌等公司有望到2030年推动铜需求达到527万吨。地区上,虽然中国的铜需求呈下降趋势,但美国的AI相关铜进口强劲,欧洲的线缆消费也在增长。风险方面,包括AI普及速度可能放缓以及铝的替代增加。这一变化突显了需要更新铜消费模型,以反映AI基础设施不断扩大对铜需求的影响。4月9日,由山东慧萌实业有限公司(SMM)、山东爱斯信息技术有限公司和山东金属交易中心有限公司主办,并由山东慧萌冶炼有限公司、赞比亚发展署(ZDA)等多家行业及政府机构协办的活动上,中信证券金属团队负责人吴金凯发表了题为“算力——电力——铜:在AI时代重新定价‘新基础设施金属’”的演讲。 1. 铜的演变角色:从传统基础设施到AI驱动需求 铜的角色正在从传统的基础设施金属——主要作为房地产、制造业和旧有电网中的支持材料——逐渐转变为AI时代基础设施中的系统变量。AI数据中心不仅需要服务器,还需要重建高密度负载基础设施,比如机架、冷却系统、配电、变电站、输配电(T&D)网络以及绿色电力的整合,从而使铜成为基础建设投资的重要核心。这一变化意味着铜价现在更多依赖于计算能力的部署和电力链上的资本支出,而非传统基础设施的需求复苏。 之前的市场共识低估了AI驱动的铜需求,主要原因在于过于保守的假设——仅依据公开披露的项目,忽略了现有数据中心园区的扩展,且未考虑下游基础设施投资。随着GPU出货量逐步清晰,需求模型必须全面向上修正。新的市场共识强调不仅要增加铜的密度,更要以可见的AI相关需求增长为基础重新定价指导,特别是从2026年开始,当OpenClaw等AI应用验证推理和商业化循环。对供应端的重新评估,尤其是NVIDIA的出货和台积电的封装,也进一步支撑对铜需求的更高预期。主要争论点不再是每兆瓦铜的微小差异(如39吨/兆瓦对比45吨/兆瓦),而是市场参与者是否接受AI驱动的基础设施扩展将在机架、园区和电网中落地的事实。 2. AI数据中心中的铜使用:从机架扩展到电网 根据2024年美国数据中心能源使用报告,美国数据中心的电力消耗从2014-2016年的每年60太瓦时(TWh)大幅增长到2023年的176太瓦时(占美国总用电量的4. 4%)。这一趋势随着GPU服务器份额的提升而加快,2018至2023年的电力需求年复合增长率达18%。预计2024年至2028年,总需求在325太瓦时至580太瓦时之间,意味着到2028年数据中心总电力需求将达到74至132吉瓦(GW),占比约6. 7%至12%,年复合增长率在13%至27%之间。这些预测假设AI活动持续强劲,GPU增长保持高水平,乐观预估(上限数据)更具参考价值。 目前的机架(如NVIDIA的NVL72,配备72个GPU)耗电约为基础AI 8-GPU机架的15倍,主要由于冷却需求带来的电力膨胀。考虑GPU的升级和机架电力的增加,预计到2028年,电力需求将至少达到800太瓦时。 电力消耗显著推动铜需求:预计到2028年,美国数据中心的电力用电将增加404亿至624亿千瓦时(kWh),占新增电力的10%至15. 6%。与此相应,相关的铜和铝需求将在2030年较2025年分别增加210万吨和371万吨。铜的增长主要集中在线路、电缆和变压器上,而铝则主要用于线路、电缆和变电站。 AI数据中心的铜消耗遵循三层路径:一是机架内和附近的系统(服务器和网络设备),二是场内但机架外的基础设施(配电和冷却),三是场外的变电站、输配电网络和电网的接入。与普遍将数据中心铜需求等同于服务器物料的观点相反,大部分铜实际上集中在场内的配电和冷却基础设施中。 常提及的39吨/兆瓦的铜密度指标,涵盖了AI超大规模训练中心全链条(包括电力链和冷却)的直接用铜量;中国设计的项目可能达到47吨/兆瓦,因冗余设计更高。这一比例大致为:电力链中铜占61%、冷却占22%、服务器和网络占17%。随着电力密度的提高,电力链的铜需求也将随计算基础设施的增长而扩大,"吨/兆瓦"比"吨/机架"更具代表性。 以120kW的NVIDIA NVL72机柜为例,绿色场景的部署每箱耗铜约7. 8吨;扩展场景(复用已有基础设施)降低到约6吨;填充场景(增加容量)则进一步减少到约4. 25吨。 一个细化的核心需求模型追踪铜需求,从GPU数量到机柜总数、电力、用电量,再到铜消耗。基础假设包括到2026年NVIDIA的GPU达到700万台,谷歌(Google)为550万台,且每年增长50%,直到2030年。其中,机柜配置为:NVIDIA每机柜72GPU/120kW,Google每机柜64GPU,扩展时每机柜铜用量为6吨。该模型能动态、可重复地估算铜需求,且与GPU部署密切相关。 以2026年7百万NVIDIA GPU为例,对应大约97, 000个机柜,11. 7GW的IT负载,以及14GW的设施负载,预计当年铜需求约58万吨,未来随着年增50%的增长,到2030年可能高达300万吨。类似地,谷歌的550万GPU对应的铜需求在2026年约为46万吨,到2030年将达230万吨。到2030年,这两家公司合计的铜需求中枢大约在527万吨,范围在464万吨至594万吨之间。随着时间推移,需求增长呈现陡峭上升,挑战基于早期、低估数据的市场观点,突显AI对铜市场的系统性影响。 3.
高频数据分析佐证趋势 在中国,2026年2月,表观铜需求同比下降10%,阴极铜产量减少,线缆等成品需求减弱。全球范围内,2026年年初的需求略有下降,但国内需求的显著减少被出口需求的部分回暖所抵消。 在美国,2025年10月,表观铜需求同比下降12%,但十个月累计仍增长22%,反映出净新增需求(约41. 2万吨)主要来自电力行业(实际需求约20万吨,加上库存变化)。电力相关产品(线缆、变压器)占到进口增量的128%,而汽车行业进口则下降。海关数据显示,2025年后,美国电网铜需求增加了至少40万吨,部分由国内生产替代进口支撑。 美国七大科技巨头——微软、谷歌、OpenAI、亚马逊、Meta、xAI和甲骨文(Oracle)——签署了一份白宫文件,承诺自主供电基础设施。这有助于解决过去关于电力公司容量和意愿不足以建设所需电网基础设施的担忧,为电网加快发展提供了条件,以支持AI数据中心。园区电力系统包括高压输电、中压配电以及低压服务器机房供电,未来都将增加铜线和电缆需求。 在欧洲,2025年10月,需求似乎同比下降4%,但成品铜制品进口激增(10个月内增长约63%,10月同比增长48%),主要由线缆和电线推动。预计今年欧洲的电网铜需求在16万至18万吨之间。 4. 风险提示 • AI需求未达预期。 • 铝在更高比例上替代铜的风险超出预期。 总之,AI驱动的计算基础设施极大地超越传统框架,推动铜需求持续增长。数据中心电力消耗的上升带动了服务器、配电、冷却和电网集成中铜用量的显著提升。这一趋势通过用电预测、优化铜密度指标、基于GPU部署的模型以及关键地区的物理流动数据得到验证。市场参与者应据此重新定价铜价,同时关注需求波动和材料替代所带来的风险。
Watch video about
人工智能驱动的铜需求激增:在数据中心中重塑新基础设施金属的定价
Try our premium solution and start getting clients — at no cost to you