人工智能競賽的本質(zhì)，是一場關(guān)于物理基礎(chǔ)設(shè)施的競賽。屏幕上每一次流暢的AI交互背后，都是數(shù)據(jù)中心內(nèi)數(shù)以萬計的服務(wù)器在高速運轉(zhuǎn)，而支撐這一切的，是一個正在以驚人速度膨脹的萬億級實體產(chǎn)業(yè)——數(shù)據(jù)中心。

據(jù)美國銀行（BofA）測算，全球數(shù)據(jù)中心資本支出在2024年已突破4000億美元，2025年將達到5060億美元，其中IT設(shè)備支出4180億，基礎(chǔ)設(shè)施支出880億。在AI需求的驅(qū)動下，該市場預(yù)計在2024至2028年間，將以高達23%的驚人年復(fù)合增長率（CAGR）擴張，最終在2028年形成一個超過9000億美元的龐大市場。

那么，在這場前所未有的建設(shè)熱潮中，真正的價值鏈分布在何處？誰將成為最大的受益者？

本文將深入剖析這場由AI引爆的數(shù)據(jù)中心市場全景，揭示技術(shù)變革的核心邏輯，并系統(tǒng)性拆解其復(fù)雜的供應(yīng)鏈，為您完整呈現(xiàn)一幅北美數(shù)據(jù)中心供應(yīng)鏈的全景圖，并找出在這場淘金熱中真正的“賣鏟人”。

一、5000億美元市場全景

數(shù)據(jù)中心市場的增長，已不再由傳統(tǒng)企業(yè)自建自用驅(qū)動。自2017年以來，云服務(wù)商和托管公司的總?cè)萘渴状纬狡髽I(yè)自建數(shù)據(jù)中心后，幾乎所有的新增容量都來自于兩類玩家：以亞馬遜AWS、微軟Azure為代表的“超大規(guī)?！保℉yperscale）云服務(wù)商，以及為它們或其它客戶提供租賃服務(wù)的“托管”（Colocation）公司。

從全球產(chǎn)能分布來看，美洲地區(qū)占據(jù)了全球過半的電力容量，其中，美國東海岸的北弗吉尼亞州，以其近15%的全球超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心容量，成為無可爭議的全球最大單一聚集地。緊隨其后的是咱們中國的北京，約占7%。

驅(qū)動資本持續(xù)涌入的，是數(shù)據(jù)中心作為一種高價值基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)清晰且可觀的回報模型。以一個典型的批發(fā)托管（Wholesale Colocation）新建項目為例，其單位投資經(jīng)濟學如下：

• 初始投資：建設(shè)一個1兆瓦（MW）容量的數(shù)據(jù)中心，土地、電力接入等前期成本約為200萬美元，而包含建筑、機電、散熱等設(shè)施在內(nèi)的“動力外殼”（powered shell）成本約為1100萬美元。合計每兆瓦的總投資約為1300萬美元。

• 收入與盈利：每兆瓦每年可產(chǎn)生200萬至300萬美元的租金收入。在扣除電力（美國工業(yè)用電均價約每千瓦時0.08美元）、人力（每兆瓦約2名全職員工）、財產(chǎn)稅（約物業(yè)價值的1%）等運營成本后，其EBITDA（稅息折舊及攤銷前利潤）利潤率通常能達到40%至50%的穩(wěn)健水平。

• 投資回報：在一個典型的20年持有期、并結(jié)合項目融資（假設(shè)46%的貸款價值比，6%的債務(wù)利率，10%的股權(quán)成本）的模型中，該項目的內(nèi)部收益率（IRR）可達11.0%。這對于尋求長期穩(wěn)定現(xiàn)金流的基礎(chǔ)設(shè)施投資者而言，極具吸引力。

正是這種高確定性的商業(yè)模式，構(gòu)成了整個數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)擴張的金融基石。

二、技術(shù)奇點來臨：從芯片到機架的“密度革命”

數(shù)據(jù)中心內(nèi)部所有基礎(chǔ)設(shè)施變革的起點，都源自AI芯片。其核心演進邏輯可以被精確地概括為一場“密度革命”。

革命的根源，是單顆芯片功耗的指數(shù)級飆升。從英偉達的第一代Volta架構(gòu)到如今的Blackwell架構(gòu)，單顆GPU的功耗在短短數(shù)年間增長了4倍。這背后的物理定律簡單而殘酷：在芯片上集成更多晶體管、并以更高時鐘頻率運行，必然導(dǎo)致功耗的線性增長。

直接的連鎖反應(yīng)，是服務(wù)器機架功率密度的急劇攀升。在AI訓練集群中，網(wǎng)絡(luò)延遲是性能的致命瓶頸。為最大限度降低GPU之間的數(shù)據(jù)傳輸延遲，工程師的解決方案是將盡可能多的GPU緊密集成在同一個服務(wù)器機架內(nèi)，通過高速內(nèi)部互聯(lián)（如NVLink）進行通信。這一架構(gòu)優(yōu)化的必然結(jié)果，就是機架功率密度的爆炸式增長。在2021年，數(shù)據(jù)中心的平均機架密度尚不足10千瓦（kW）；如今，一個標準的英偉達Hopper（H200）機架功耗已達35kW，最新的Blackwell（B200）機架更是高達120kW。根據(jù)英偉達公布的路線圖，其計劃于2027年下半年推出的Rubin Ultra平臺，單機架功耗將達到前所未有的600kW。AMD的MI350和未來的MI400，以及英特爾的Gaudi系列，也遵循著同樣的軌跡。

與此同時，全球存量數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)卻嚴重滯后。根據(jù)權(quán)威機構(gòu)Uptime Institute在2024年的調(diào)查，全球僅有5%的現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心，其平均機架密度能夠超過30kW。這意味著，95%的數(shù)據(jù)中心甚至無法支持英偉達上一代的Hopper芯片，更不用說功耗更高的Blackwell。因此，AI算力的部署，必須依賴于一場對現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模升級改造和海量的新建。

值得強調(diào)的是，這并非GPU的專屬路徑。包括谷歌（TPU）、微軟（Maia 100）和亞馬遜（Trainium）在內(nèi)的云巨頭，其自研的ASIC芯片盡管在特定任務(wù)上能效更高，但為了追求極致性能，同樣紛紛宣布其最新一代產(chǎn)品必須采用液冷散熱。這從另一個角度也印證了，高密度計算帶來的散熱挑戰(zhàn)，可能是整個AI硬件行業(yè)不可逆轉(zhuǎn)的共同趨勢。

三、重塑基礎(chǔ)設(shè)施：一場關(guān)于“水與電”的變革

由芯片引爆的“密度革命”，正自下而上地對數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)起沖擊，其核心戰(zhàn)場集中在兩個領(lǐng)域：散熱系統(tǒng)（水）與供電系統(tǒng)（電）。

（1）第一戰(zhàn)場：散熱——從風冷到液冷的遷徙

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心長期依賴空氣進行冷卻。然而，即便是設(shè)計最優(yōu)化的風冷系統(tǒng)，其散熱能力的物理極限也僅在每機架60-70kW左右。面對動輒上百千瓦的AI機架，風冷已無能為力。液冷，這一曾在大型機時代短暫出現(xiàn)的技術(shù)，正以無可爭議的姿態(tài)回歸主流。

在眾多液冷技術(shù)路線中，行業(yè)目前的主流選擇是“芯片級直接液冷”（Direct-to-Chip, D2C）。

該技術(shù)通過一個內(nèi)含微通道的金屬“冷板”（cold plate）直接覆蓋在GPU、CPU等主要發(fā)熱芯片上，內(nèi)部流動的冷卻液（通常是水和乙二醇的混合物）高效地帶走熱量。其系統(tǒng)核心設(shè)備是“冷卻液分配單元”（Coolant Distribution Unit, CDU），負責驅(qū)動冷卻液在服務(wù)器內(nèi)部的“二級回路”和數(shù)據(jù)中心外部的“一級回路”之間進行熱交換和循環(huán)。

CDU市場雖然在2024年規(guī)模僅約12億美元，但正經(jīng)歷爆發(fā)式增長。

目前市場上有超過30家供應(yīng)商。然而，數(shù)據(jù)中心運營商對“正常運行時間”（Uptime）的極致追求，決定了他們極度保守，傾向于選擇技術(shù)成熟、服務(wù)可靠的供應(yīng)商。這使得擁有成熟產(chǎn)品線和全球服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的老牌廠商具備天然護城河。維諦（Vertiv，通過2023年收購CoolTera增強了實力）、施耐德電氣（Schneider Electric，通過2025年2月收購Motivair布局）、臺達電子（Delta Electronics）和nVent等被視為該領(lǐng)域的第一梯隊領(lǐng)導(dǎo)者。

（2）第二戰(zhàn)場：供電——從交流到高壓直流的架構(gòu)革命

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的供電鏈路漫長且存在能量損耗：來自電網(wǎng)的中高壓交流電（AC），經(jīng)過變壓器降壓、開關(guān)柜分配，進入不間斷電源（UPS）進行“AC-DC-AC”的雙重轉(zhuǎn)換以備用，再通過配電單元（PDU）或母線槽送至機架，最終在服務(wù)器內(nèi)部由電源供應(yīng)單元（PSU）完成最后的“AC-DC”轉(zhuǎn)換。

隨著AI機架的總功率向100kW以上邁進，傳統(tǒng)低壓交流供電架構(gòu)的弊端盡顯：巨大的電流導(dǎo)致需要極粗的銅纜，這不僅成本高昂，還占據(jù)了寶貴的機架空間并影響散熱。為此，一場向“高壓直流”（High Voltage DC）的架構(gòu)革命已然開啟。

• 由微軟、Meta等公司在“開放計算項目”（Open Compute Project）中率先提出的400V直流方案。

• 英偉達為支持未來百萬瓦級服務(wù)器機架而宣布的800V直流方案，計劃于2027年部署。

高壓直流的核心優(yōu)勢在于，根據(jù)物理原理（功率=電壓×電流），在傳輸相同功率的情況下，將電壓提高一個數(shù)量級，電流便可降低一個數(shù)量級。這意味著可以用直徑更細、成本更低的線纜完成輸電，從而大幅減少機架內(nèi)昂貴且笨重的銅材使用量。據(jù)施耐德電氣測算，400V系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的208V交流系統(tǒng)可減少52%的銅線重量。

這一變革將深刻重塑供電系統(tǒng)：

1. UPS簡化：在直流架構(gòu)下，UPS不再需要將電池的直流電逆變?yōu)榻涣麟姷摹澳孀兤鳌杯h(huán)節(jié)，理論上可降低10-20%的成本（盡管初期可能被高壓安全設(shè)備成本抵消）。

2. 電源移出服務(wù)器：原本位于服務(wù)器內(nèi)部、占用大量空間的PSU，將被移出服務(wù)器機架，形成一個獨立的“電源邊車”（power side car）形態(tài)，為計算單元騰出更多空間。

英偉達已明確表示，其800V直流架構(gòu)將與維諦（Vertiv）、伊頓（Eaton）等行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者合作開發(fā)，這再次印證了 incumbents（在位者）在行業(yè)標準變革中依然占據(jù)核心地位。

四、供應(yīng)鏈核心環(huán)節(jié)拆解：誰是淘金熱中的“賣鏟人”？

AI的崛起，正顯著推高數(shù)據(jù)中心的單位建設(shè)成本。一個傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的總造價（All-in Cost）約為每兆瓦3900萬美元，而一個采用下一代AI架構(gòu)（假設(shè)為芯片級液冷和高壓直流）的數(shù)據(jù)中心，其造價將躍升33%，達到每兆瓦5200萬美元。增長的部分主要來自更昂貴的AI服務(wù)器，但基礎(chǔ)設(shè)施的升級同樣貢獻了顯著的成本增量。

在這條龐大而精密的供應(yīng)鏈上，各個環(huán)節(jié)的“賣鏟人”正分享著時代的紅利：

• 散熱系統(tǒng)（Thermal）：這是一個約100億美元的市場（2024年），維諦（Vertiv）是公認的市場份額領(lǐng)導(dǎo)者。其核心產(chǎn)品包括冷水機組（Chillers）、冷卻塔（Cooling Towers）、機房精密空調(diào)（CRAH）等。江森自控（Johnson Controls，通過收購Silent-Aire）、開利（Carrier）、特靈（Trane）等傳統(tǒng)HVAC巨頭也是重要參與者。

• 供電系統(tǒng)（Electrical）：這是一個約180億美元的市場（2024年），施耐德電氣（Schneider Electric）在此占據(jù)領(lǐng)先地位。其產(chǎn)品線覆蓋了不間斷電源（UPS，新裝市場約70億美元）、開關(guān)設(shè)備（Switchgear，市場約50-55億美元）、母線槽等配電設(shè)備（市場約42-47億美元）。伊頓（Eaton）、ABB、西門子（Siemens）等工業(yè)電氣巨頭同樣是該領(lǐng)域的核心玩家。

• 備用電源（Backup Power）：柴油發(fā)電機是確保數(shù)據(jù)中心最高等級可靠性的最后一道防線。僅發(fā)電機設(shè)備市場規(guī)模在2024年就達到約72億美元，全球領(lǐng)導(dǎo)者是康明斯（Cummins）。

• IT設(shè)備（IT Equipment）：這是數(shù)據(jù)中心投資中占比最大的一塊。2024年，全球服務(wù)器市場規(guī)模約2800億美元，其中AI服務(wù)器在金額上已占據(jù)半壁江山。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場規(guī)模約360億美元，主要由思科（Cisco）和Arista主導(dǎo)。

• 工程與建筑（Construction & Services）：數(shù)據(jù)中心從圖紙變?yōu)楝F(xiàn)實，離不開專業(yè)的工程設(shè)計和建筑施工。工程設(shè)計（占基礎(chǔ)設(shè)施成本的4.5-6.5%）市場約40億美元，主要玩家包括雅各布斯（Jacobs Solutions）、福陸（Fluor）等。而建筑施工市場則更為龐大（約650-800億美元，包含大量材料設(shè)備轉(zhuǎn)嫁成本），參與者包括Balfour Beatty、Skanska等國際建筑巨頭。

結(jié)語

我們在屏幕上所見的“AI閉環(huán)”和令人驚嘆的生成能力，不僅是AI技術(shù)的突進，也是一場關(guān)乎混凝土、銅纜和冷卻液的物理世界基建競賽。

一個極具沖擊力的事實是：在未來數(shù)月內(nèi)，全球數(shù)據(jù)中心的建設(shè)支出將歷史性地超過所有通用辦公樓的建設(shè)總和。

在這場由AI點燃的、前所未有的淘金熱中，那些掌握著核心散熱與供電技術(shù)、能夠為海量算力“降溫”和“喂電”的供應(yīng)鏈巨頭，無疑將成為這個時代沉默但真正的贏家。