AI數據中心到底需要多少銅？

在人工智能時代，銅再次成為最新一輪重大投資熱潮的核心。

邏輯很簡單：數據中心需要大量的布線、冷卻系統和電力，這意味著它們需要大量的銅。已經有許多研報指出，AI數據中心對銅的需求量則更大。

有一個直觀的數據可以體現AI數據中心對銅的依賴性。根據標普全球市場財智的數據，加密貨幣數據中心每兆瓦裝機容量需要21噸銅，而當前一個AI訓練數據中心每兆瓦的銅用量則高達47噸。

一方面，從工業時代開始，銅就因其出類拔萃的導電性而成為電力基礎設施的核心材料。盡管銀的導電性更佳，鋁的成本更低，但電解銅在導電率、機械強度和成本之間實現了最佳平衡。以電力驅動的數據中心天然需要大量銅材料。

另一方面，很多人可能沒有注意到，阻礙AI基礎設施充分發揮性能的因素，除了GPU等核心組件的性能，還在于散熱的需求。比如，英偉達的AI GPU有著非常高的功耗，并因此需要承受大量熱應力，無法做好散熱的數據中心會出現各種GPU故障，導致成本加劇。而當前最前沿的數據中心散熱解決方案（如冷板式液冷、浸沒式液冷）中，銅質散熱鰭片、銅管等都是核心組件。

全球范圍內不斷升級的AI競爭無疑將提振對銅的需求。但需求增幅究竟會有多大？

AI時代的銅需求，并不確定？

標普的最新預測是，全球數據中心及其相關基礎設施的銅用量將從2025年的110萬噸增加到2040年的250萬噸。

然而，這一預測背后也潛藏著諸多變數。

根據多個快速變化變量的相互作用，需求量可能高達270萬噸，也可能低至170萬噸。

這種巨大的跨度既凸顯了不確定性，也揭示了未來缺口挑戰的規模。

具體來看，評估潛在銅需求的一個關鍵變量是AI數據中心擴張的規模。

根據牛津大學史密斯學院與金融經紀商Marex集團聯合發布的一項研究，許多已宣布的AI算力容量（以兆瓦計）其實只是“有水分的兆瓦數”。

盡管媒體和市場普遍預期AI基礎設施將出現指數級快速增長并已將其計入價格，但實際結果很可能是部署進度滯后、增長不均衡，且受到物理現實條件的制約。

最大的障礙在于電網連接。比如，在美國，建造一座數據中心僅需18到24個月，但在2018年至2023年間，美國電網接入的平均等待時間卻長達四年。這還是建立在電力供應充足的前提下。

另一個例子是，愛爾蘭雖然已經建設了大量數據中心，但這些新設施導致該行業在全國能源消耗中的占比在2021年升至20%以上，甚至威脅到國家能源系統的承載能力。

除了電網的建設速度，變壓器等關鍵設備漫長的交付周期以及專業技術人員的短缺，也讓已宣布的AI算力與實際交付的算力之間出現日益擴大的“水分”。

如果上述推測是合理的，那么AI數據中心的建設速度就將大幅度低于當前很多研報的預測值，這也就會導致未來銅的實際需求量并不能完全確定。

請注意，這里還沒考慮技術進步，如芯片能耗技術不斷發展的腳步，也可能在未來大幅降低銅的需求量。

其中最主要的一個案例是，在處理器機架間的互連布線方面，從銅纜向光纖的轉型已經啟動。標普的研報指出，這可能導致數據中心每兆瓦裝機容量的銅用量減少4到5噸，考慮到AI數據中心通常部署30到40噸銅，這一變化不容小覷。

而像英偉達這樣的頭部企業，已經將800伏高電壓系統提到了議事日程。一旦該設想成為全球主流思維，將意味著在相同線徑下，輸電能力可大幅度提升，而更簡潔的系統架構也意味著銅導線數量和連接器尺寸的減少。

當前，對于AI方向的銅需求，全球研究者依然存在兩種論調，其一是堅定的銅多頭。他們認為銅供應面臨迫在眉睫的短缺，這種金屬很可能會成為人工智能算力部署的“關鍵瓶頸”。

其二是以英偉達等企業或者分析師為代表的“懷疑派”，認為盡管數據中心設計不會放棄使用銅，但其用量取決于對更強算力的競逐，而這種競逐又反過來要求人工智能架構不斷演進。

總之，數據中心領域對銅的新增需求涉及諸多動態變量，對銅需求的預測，需要充分考量了其中的復雜性。

尾聲

在 市場 價格方面，銅價持續攀升的趨勢比較明顯。LME銅價從2023年初的每噸7.7萬元升至目前的9萬元左右，漲幅達16.9%左右。 除了AI數據中心建設需求以外， 新能源汽車普及以及全球電網升級改造也是拉動銅需求的重要因素。

最新的需求分析來看，主要還是得看中美兩國的情況。國內方面，銅需求呈現“結構有韌性、總量承接不足”的特征。電解銅桿、再生銅桿、銅管和黃銅棒等傳統用銅環節表現偏弱，說明電力和地產等需求更多體現為季節性兌現，而非趨勢性擴張。相較之下，銅板帶和銅箔表現更強，新能源、儲能、電子高端制造仍對銅消費形成結構性支撐，目前已經接近滿產狀態，不足以完全對沖傳統需求走弱。

美國方面，據信達期貨研報，前期在精煉銅關稅預期影響下，海外銅資源加速流入美國，并推動 COMEX 庫存持續累積。然而當前庫存水平已對未來需求形成較強緩沖，意味著部分未來進口需求已經被提前釋放。 因此，該研報作者認為后續無論關稅幾何，后續的美國囤銅行為或已結束，而 COMEX-LME 價差也將大概率趨于收斂。

總結來看，銅價短期震蕩偏弱，中長期看多邏輯尚未破壞。短期來看，部分礦端復產削弱了供應收縮預期，國內需求邊際走弱，美國囤銅行為可能即將中止，目前已部分兌現。中長期來看，近年來全球銅礦資本開支不足、老礦品位下行，使礦端供給彈性偏低；而電力建設、新能源及配套基礎設施、AI數據中心等新興需求仍處于擴張周期，供需周期錯位將繼續抬升銅價中樞。

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