一個 250 兆瓦的 AI 數(shù)據(jù)中心上線成本高達(dá) 120 億美元，而到 2030 年全球數(shù)據(jù)中心的電力需求將暴增 160%——這組數(shù)字背后，是一場正在重塑全球基礎(chǔ)設(shè)施格局的資本競賽。近日，高盛集團投資銀行部門發(fā)布報告《驅(qū)動人工智能時代》，在這份 26 頁的報告中，高盛用一系列數(shù)字說明：制約當(dāng)前 AI 發(fā)展?jié)摿Φ淖畲笃款i，可能不是資本或其他因素，而是驅(qū)動這些龐大算力設(shè)施運轉(zhuǎn)的電力供應(yīng)。

從鋼鐵到硅片，一部基礎(chǔ)設(shè)施的百年敘事

為了說明當(dāng)前挑戰(zhàn)的艱巨性，高盛追溯了一條長達(dá)一個半世紀(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施投資脈絡(luò)。19 世紀(jì)的美國，鐵路是絕對的經(jīng)濟引擎，其股票一度占到股市總市值的 80%。到 1900 年，超過 21.5 萬英里的鐵軌連接起整個國家，不僅催生了郵購零售這樣的新行業(yè)，也讓中西部的農(nóng)產(chǎn)品得以走向世界。為支持如此浩大的工程，最早的投資銀行應(yīng)運而生，它們的核心任務(wù)就是將歐洲的資本引入美國的鐵路建設(shè)。

進(jìn)入 20 世紀(jì)，電氣化浪潮接踵而至。在 1920 年代的十年間，美國的公用事業(yè)公司籌集了巨額資金（相當(dāng)于今天的 2,950 億美元），為電網(wǎng)增加了 50 吉瓦的容量。電力的普及不僅點亮了生活，更通過福特的流水線等創(chuàng)新，徹底改變了工業(yè)生產(chǎn)的效率。為了應(yīng)對激增的電力需求，公用事業(yè)公司創(chuàng)造了控股公司的模式，以便獲得更低成本的融資并擴大規(guī)模。

離我們更近的則是互聯(lián)網(wǎng)時代的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。據(jù)高盛估算，在互聯(lián)網(wǎng)泡沫前后，全球在光纖、寬帶和服務(wù)器等核心設(shè)施上的投資總額超過了 8,000 億美元。到 2001 年，全球鋪設(shè)的光纖電纜長達(dá) 3,900 萬英里。這些信息高速公路讓數(shù)據(jù)傳輸?shù)某杀驹絹碓降停俣仍絹碓娇?，最終孕育了我們今天所熟知的數(shù)字經(jīng)濟。與此相應(yīng)，資本市場也演化出了風(fēng)險投資、活躍的并購市場和不斷擴張的信貸工具，為這場信息革命提供了充足的彈藥。

如今輪到人工智能了。高盛測算，建設(shè)一個典型的 250 兆瓦 AI 數(shù)據(jù)中心，連同內(nèi)部的計算設(shè)備，平均成本高達(dá) 120 億美元。更關(guān)鍵的是，到 2030 年，全球數(shù)據(jù)中心的電力需求預(yù)計將飆升 160%，這主要是由那些能耗極高的 GPU 驅(qū)動的。而我們現(xiàn)有的電網(wǎng)，顯然沒有為這樣的未來做好準(zhǔn)備。

數(shù)據(jù)中心的代際革命

要理解 AI 對基礎(chǔ)設(shè)施的特殊要求，首先需要了解數(shù)據(jù)中心自身正在發(fā)生的技術(shù)變革。在生成式 AI 興起之前，云計算是主流。企業(yè)將數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)從本地服務(wù)器遷移到大型數(shù)據(jù)中心的共享服務(wù)器上，亞馬遜、谷歌等科技巨頭通過“超大規(guī)模”運營，有效降低了計算和存儲的成本。那時的云數(shù)據(jù)中心主要依靠傳統(tǒng)的 CPU 和空氣冷卻系統(tǒng)。

在過去十年里，盡管云計算快速發(fā)展，但數(shù)據(jù)中心的總用電量卻基本保持平穩(wěn)，這主要得益于能效的持續(xù)提升。然而，這部分效率紅利已基本耗盡。運行 AI 所需的基礎(chǔ)設(shè)施，無論在復(fù)雜度還是資源密度上，都呈指數(shù)級增長。根據(jù)英偉達(dá)在 2025 年 GTC 大會上發(fā)布的數(shù)據(jù)，到 2027 年，一個 AI 服務(wù)器機架的功耗將是五年前同類云計算設(shè)備的 50 倍。GPU 的能耗遠(yuǎn)超 CPU，其密集的計算集群產(chǎn)生巨大熱量，必須依賴復(fù)雜的液體冷卻系統(tǒng)才能正常工作。

報告將數(shù)據(jù)中心的發(fā)展劃分為四個階段：最初的“云數(shù)據(jù)中心 1.0”，每個機架的功率只有 5 到 15 千瓦；經(jīng)過初步改造的 AI 數(shù)據(jù)中心，功率提升至約 40 千瓦；過渡時期的 AI 數(shù)據(jù)中心則達(dá)到 130 至 200 千瓦，開始混合使用液冷和風(fēng)冷；而最新的“AI 工廠”，其單機架功率已超過 500 千瓦，完全依賴液冷技術(shù)。

（來源：Goldman Sachs）

這種技術(shù)上的飛躍帶來了巨大的投資需求。據(jù) New Street Research 的預(yù)測，到 2027 年，超大規(guī)?？萍脊驹?AI 技術(shù)上的投資累計將達(dá)到 1 萬億美元。除了這些傳統(tǒng)巨頭，一批“新云”公司也正在涌現(xiàn)，它們同樣在 GPU 和數(shù)據(jù)中心上投入數(shù)十億美元。值得注意的是，AI 的計算需求并非在擠占傳統(tǒng)云計算的預(yù)算，而是在此基礎(chǔ)上創(chuàng)造了新的、更龐大的增量市場。根據(jù) OpenRouter 的數(shù)據(jù)，從 2024 年 6 月到 2025 年 5 月，衡量計算量的關(guān)鍵指標(biāo)——每周消耗的總 token 數(shù)，增長了超過 42 倍。

（來源：Goldman Sachs）

訓(xùn)練與推理的不同邏輯

AI 模型的訓(xùn)練過程——即教會模型識別模式并生成內(nèi)容——是整個環(huán)節(jié)中能耗最密集的部分，它需要專門的數(shù)據(jù)中心園區(qū)，配備海量的高功率 GPU、穩(wěn)定的電力供應(yīng)和先進(jìn)的冷卻系統(tǒng)。由于模型訓(xùn)練不直接與終端用戶交互，因此對地理位置的要求不高。開發(fā)者們傾向于選擇土地和電力成本低、監(jiān)管環(huán)境友好的地區(qū)，比如美國中西部的愛荷華州、內(nèi)布拉斯加州，或是氣候涼爽的北歐和東南亞部分地區(qū)。

一個最典型的例子就是由 OpenAI、甲骨文和軟銀聯(lián)合發(fā)起的“星門”（Stargate）計劃，該計劃投資高達(dá) 5,000 億美元用于數(shù)字和能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。其首個數(shù)據(jù)中心就選址在德克薩斯州的阿比林，一個能源豐富、人口稀少的地區(qū)。

但當(dāng)模型訓(xùn)練完成并投入使用，進(jìn)入“推理”階段（例如我們使用 ChatGPT 進(jìn)行對話），情況就有所不同。推理雖然計算強度稍低，但對速度和延遲的要求極高，這意味著數(shù)據(jù)中心需要盡可能靠近終端用戶。AI 技術(shù)的突破往往難以預(yù)測，如果推理應(yīng)用的發(fā)展速度超過預(yù)期，那么那些為訓(xùn)練而建在偏遠(yuǎn)地區(qū)的數(shù)據(jù)中心，其價值就可能面臨挑戰(zhàn)。

但無論如何，眼下數(shù)據(jù)中心的市場需求正遠(yuǎn)超供應(yīng)。全球數(shù)據(jù)中心的空置率已降至 3% 的歷史低點，在熱門市場更是接近于零，而新的大規(guī)模電力供應(yīng)往往要到 2028 年以后才能到位。因此，全球在建數(shù)據(jù)中心的總面積已超過 5,000 萬平方英尺，是五年前的兩倍。即使不考慮電力限制，滿足這種需求所需的資本規(guī)模也是前所未有的。

電是比錢更稀缺的資源

高盛指出，當(dāng)前制約 AI 發(fā)展的最大瓶頸，已經(jīng)不是資本而是電力。在經(jīng)歷了十年的平穩(wěn)期后，全球數(shù)據(jù)中心的電力需求預(yù)計到 2030 年將激增 160%。這是一個驚人的數(shù)字，而我們現(xiàn)有的電網(wǎng)系統(tǒng)，其基礎(chǔ)設(shè)施的平均“年齡”已高達(dá) 40 年，完全沒有為這種爆發(fā)式增長做好準(zhǔn)備。一邊是日新月異的 AI 技術(shù)，另一邊是老化的電網(wǎng)，這種結(jié)構(gòu)性的脫節(jié)，正成為整個行業(yè)必須解決的關(guān)鍵難題。

在美國，要擴大電力產(chǎn)能，需要克服繁瑣的監(jiān)管審批、漫長的許可流程和供應(yīng)鏈等重重障礙。過去十幾年，得益于廉價的天然氣、成本不斷下降的風(fēng)能和太陽能，以及較低的利率，美國的電價一直保持在低位。但這也導(dǎo)致了一個意想不到的后果：可再生能源的間歇性發(fā)電沖擊了電網(wǎng)的穩(wěn)定性（即著名的“鴨子曲線”（duck curve）現(xiàn)象），削弱了能夠提供 24/7 穩(wěn)定電力的燃煤和核電廠的盈利能力，加速了它們的退役。

如今，電網(wǎng)缺乏足夠的“基荷電力”來滿足預(yù)期的需求高峰。要解決這個問題，不僅需要簡化新項目的審批流程，還需要更智能的電網(wǎng)規(guī)劃和更靈活的需求側(cè)管理。好消息是，不斷上漲的電價和傳統(tǒng)發(fā)電設(shè)備的漫長交付周期，正在倒逼行業(yè)加速對碳捕獲、分布式能源、長時儲能等新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。

公用事業(yè)公司的艱難抉擇

這場能源轉(zhuǎn)型也讓美國的公用事業(yè)公司陷入了兩難境地：一方面是服務(wù)公眾的使命和亟待更新的老化設(shè)施，另一方面是遠(yuǎn)超傳統(tǒng)模式預(yù)期的電力需求增長。在過去十年里，公用事業(yè)部門的資本支出已經(jīng)翻了一番，不僅是為了滿足新增負(fù)荷，也是為了加固電網(wǎng)以應(yīng)對極端天氣，并替換老舊設(shè)備。

許多電力公司對于大規(guī)模投資新資產(chǎn)心存疑慮，擔(dān)心重蹈過去投資過度、資產(chǎn)閑置的覆轍。AI 芯片能效的潛在突破，也讓一些人質(zhì)疑這種電力需求的暴增是否能夠持續(xù)。但 AI 行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者們普遍認(rèn)為，隨著企業(yè)應(yīng)用和云服務(wù)的深度融合，以及智能體 AI （Agentic AI）的普及，計算需求只會持續(xù)增長，效率的提升無法抵消總量的擴張。

因此，電力公司開始為數(shù)據(jù)中心這類用電大戶探索新的電價結(jié)構(gòu)，例如“照付不議”合同（無論用不用都要付錢）、要求客戶預(yù)付部分建設(shè)資本，或是簽訂長期的容量承諾，以降低自身的投資風(fēng)險。電力公司與科技巨頭之間的合作也日益緊密，例如 Entergy 與 Meta 的合作，就是為了共同開發(fā)發(fā)電和輸電項目，確保數(shù)據(jù)中心獲得長期可靠的電力。當(dāng)然，這類項目也引發(fā)了監(jiān)管機構(gòu)的擔(dān)憂，即是否會將成本轉(zhuǎn)嫁給普通居民。從 2019 年到 2024 年，美國平均電費上漲了 23%，如何平衡大型工業(yè)用戶和居民用戶的利益，將是一個持續(xù)的挑戰(zhàn)。

發(fā)電只是問題的一半，將電力輸送出去同樣是個瓶頸。在美國，新建一座天然氣發(fā)電廠并將其接入電網(wǎng)，通常需要 5 到 7 年時間。AI 帶來的強勁需求已經(jīng)重新點燃了市場對天然氣的興趣，并催生了大型并購交易。2025 年 1 月，美國最大的清潔能源生產(chǎn)商星座能源宣布以 291 億美元收購最大的天然氣發(fā)電商 Calpine，這筆交易正是在電力需求激增的大背景下發(fā)生的。

高盛研究估計，到 2030 年，僅美國的電網(wǎng)就需要超過 7,000 億美元的投資。要緩解項目審批的延誤，聯(lián)邦層面的政策支持至關(guān)重要。隨著電網(wǎng)壓力的不斷增大，相關(guān)的改革法案預(yù)計將獲得更多關(guān)注。

尋求多元化的能源解決方案

面對漫長的審批和供應(yīng)鏈難題，數(shù)據(jù)中心運營商和科技巨頭必須同時規(guī)劃短期（5 年內(nèi)）和長期（10-15 年）的電力解決方案。高盛的研究團隊預(yù)測，到 2030 年，新增的數(shù)據(jù)中心電力需求中，約 60% 需要由新建的發(fā)電設(shè)施來滿足，其構(gòu)成可能包括 30% 的天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、30% 的天然氣調(diào)峰電廠、27.5% 的太陽能和 12.5% 的風(fēng)能。

（來源：Goldman Sachs）

盡管新建天然氣電廠耗時漫長，但可再生能源是目前最快、最有效的補充電力的方式。然而，風(fēng)能和太陽能的間歇性使其無法單獨滿足數(shù)據(jù)中心所需的全天候穩(wěn)定電力，而現(xiàn)有的電池技術(shù)還無法實現(xiàn)足夠長時間的儲能。因此，盡管可再生能源是能源結(jié)構(gòu)中不可或缺的一部分，但它還無法完全解決問題。不過，隨著鈉離子電池等新技術(shù)的進(jìn)步，這種情況未來可能會改變。

核能正重新回到人們的視野中。科技公司在謹(jǐn)慎投資的同時，也在積極探索利用核能的各種方式。它們傾向于通過簽訂長期購電協(xié)議來鎖定未來的電力供應(yīng)，而不是直接承擔(dān)核電站的建設(shè)風(fēng)險。例如，Alphabet 已與 Elementl Power 合作，為建設(shè)先進(jìn)核能預(yù)留了三個廠址。微軟則通過一份長達(dá) 20 年的長期購電協(xié)議，支持重啟著名的三里島核電站一號機組。

核能的優(yōu)勢在于能提供可靠、穩(wěn)定且零碳的基荷電力，這與數(shù)據(jù)中心的需求完美匹配。不過，核電項目歷史上普遍存在成本超支和工期延誤的問題，這對傳統(tǒng)的融資模式構(gòu)成了挑戰(zhàn)。例如，2023 年上線的 Vogtle 3 號機組，其最終成本比原預(yù)算高出一倍多，工期也晚了七年。不過，該項目的成功也驗證了西屋公司 AP1000 技術(shù)的有效性，為后續(xù)機組的建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗。要推動核能的復(fù)興，需要強有力的政策支持來分擔(dān)早期項目的風(fēng)險，直到行業(yè)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)模建設(shè)。

與此同時，小型模塊化反應(yīng)堆（SMR，Small Modular Reactor）作為一種更靈活、更安全的核能選項，也正受到科技巨頭的密切關(guān)注。

“表后供電”：一種創(chuàng)新的應(yīng)對之策

面對公共電網(wǎng)的種種限制，許多科技公司和數(shù)據(jù)中心開發(fā)商開始采取一種更為激進(jìn)的策略——“表后供電”（behind the meter），即自己成為自己的電力供應(yīng)商。

對于那些急需穩(wěn)定電力的項目，所有選項都值得考慮，甚至包括繞開公共電網(wǎng)。漫長的并網(wǎng)排隊時間，促使許多運營商開始探索在數(shù)據(jù)中心園區(qū)內(nèi)直接建設(shè)微電網(wǎng)，或者干脆將數(shù)據(jù)中心建在發(fā)電廠旁邊。在后一種方案中，數(shù)據(jù)中心直接從發(fā)電廠購電，無需經(jīng)過公共電網(wǎng)的傳輸，從而大大縮短了項目上線的時間。

此外，一些能源服務(wù)公司也開始提供一站式的分布式能源解決方案，從太陽能、儲能到微電網(wǎng)和現(xiàn)場發(fā)電，幫助大型用戶在需求高峰時段增強供電的可靠性、減少排放并緩解電網(wǎng)壓力。在 2021 年德州大停電期間，PowerSecure 公司的微電網(wǎng)系統(tǒng)就為客戶提供了超過 2.26 吉瓦時的可靠電力。

當(dāng)然，這種“自給自足”的模式也帶來一些爭議。在美國孟菲斯，xAI 的 Project Colossus 就因其發(fā)電設(shè)施造成的污染而遭到當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的投訴。一些將數(shù)據(jù)中心與核電站建在一起的計劃，也因可能推高當(dāng)?shù)仉妰r而被聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會叫停。

（來源：xAI）

地緣政治棋盤上的新游戲

這場基礎(chǔ)設(shè)施競賽的影響已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了商業(yè)和技術(shù)的范疇，正在成為地緣政治博弈的新領(lǐng)域。數(shù)據(jù)常被稱為數(shù)字時代的“新石油”，但與受地理位置限制的石油不同，數(shù)據(jù)中心的選址具有高度的戰(zhàn)略靈活性。一個國家能否吸引全球領(lǐng)先的 AI 數(shù)據(jù)中心落地，正成為其在未來數(shù)字經(jīng)濟中影響力的重要體現(xiàn)。

目前，美國數(shù)據(jù)中心的供需缺口正在持續(xù)擴大。據(jù)華爾街機構(gòu)預(yù)測，到 2028 年，這一缺口將超過 10 吉瓦。這意味著美國需要與全球伙伴合作，將部分計算任務(wù)，特別是對延遲不那么敏感的模型訓(xùn)練，轉(zhuǎn)移到海外。通過精心規(guī)劃的 AI 基礎(chǔ)設(shè)施投資，各國可以加強盟友關(guān)系，提升自身的經(jīng)濟競爭力。

創(chuàng)始人、科技巨頭和投資者們早已將目光投向全球。中東和拉丁美洲正迅速崛起為新的數(shù)據(jù)中心熱點。巴西憑借其超過 90% 的可再生能源發(fā)電比例，吸引了數(shù)十億美元的投資。然而，全球擴張也伴隨著風(fēng)險。在一些電力本就緊張的地區(qū)建設(shè)耗能巨大的數(shù)據(jù)中心，可能會加劇當(dāng)?shù)氐馁Y源不平等。同時，數(shù)據(jù)中心作為承載敏感信息的關(guān)鍵節(jié)點，也帶來了數(shù)據(jù)主權(quán)、供應(yīng)鏈安全和地緣政治風(fēng)險等多重挑戰(zhàn)。

資本市場的創(chuàng)新時刻

2024 年，全球超大規(guī)模科技公司的資本支出平均每天高達(dá) 8 億美元。與此同時，美國公用事業(yè)部門的年度資本支出也達(dá)到了 2,000 億美元。隨著基礎(chǔ)設(shè)施和資金需求的持續(xù)增長，如何高效地獲取和部署資本，將是成功的關(guān)鍵。

戰(zhàn)略合作，以及公私資本的創(chuàng)新結(jié)合，正在為這個新領(lǐng)域創(chuàng)造機會。合資企業(yè)成為一種越來越普遍的模式，它能夠整合來自公共養(yǎng)老基金、主權(quán)財富基金和數(shù)據(jù)中心運營商等不同參與方的專業(yè)知識和資本。2024 年，美國房地產(chǎn)投資信托基金 Equinix 與加拿大養(yǎng)老金計劃投資委員會、新加坡政府投資公司 GIC 成立合資企業(yè)，計劃籌集 150 億美元用于在美國擴張超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，便是一個很好的例子。

手握超過 4 萬億美元“干火藥”（即可用投資金）的金融機構(gòu)（根據(jù) Preqin 2024 年 9 月數(shù)據(jù)），也迫切希望在 AI 基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域找到回報可觀的投資機會。目前，AI 生態(tài)系統(tǒng)的融資還比較分散，從土地、電力到芯片，每個環(huán)節(jié)都有不同的解決方案。但隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模的不斷擴大，市場需要更全面、更整合的金融方案，為資本的可用性和價格提供更大的確定性。

高盛在報告中提出了幾種長期的資本策略，例如圍繞已經(jīng)穩(wěn)定運營的數(shù)據(jù)中心開發(fā)專門的股權(quán)基金，或者通過優(yōu)化風(fēng)險分配來吸引保險公司、養(yǎng)老金等長期資本的加入。其新成立的“資本解決方案集團”，也正是為了應(yīng)對這種復(fù)雜的需求，通過整合咨詢、融資和投資能力，為客戶量身定制解決方案。

一個仍在書寫的故事

高盛的這份報告并未給所有問題提供答案，它坦言“無法精確預(yù)測未來十年會如何演變”。但它清晰地勾勒出了一個框架：AI 是一種將滲透到每個行業(yè)和地理位置的經(jīng)濟力量。計算與電力的這種交匯正在創(chuàng)造新的緊迫性。

從 19 世紀(jì)的鐵路到 21 世紀(jì)的 AI 數(shù)據(jù)中心，每一次技術(shù)革命都需要三要素：愿景、基礎(chǔ)設(shè)施和資本。AI 的愿景已經(jīng)無比清晰，基礎(chǔ)設(shè)施的藍(lán)圖也日漸明確，而資本，正在以前所未有的規(guī)模和創(chuàng)新的形式涌入這個領(lǐng)域。

AI 時代的基礎(chǔ)設(shè)施競賽才剛剛開始。電力瓶頸、審批延誤、技術(shù)不確定性和地緣政治風(fēng)險，每一個都是巨大的挑戰(zhàn)。但正如歷史所揭示的，每一次偉大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)浪潮都伴隨著懷疑和困難。最終的勝利者，將屬于那些能在不確定性中看到機遇，在復(fù)雜性中構(gòu)建解決方案的人。這不僅是一個價值數(shù)萬億美元的投資故事，更是一個關(guān)乎下一代技術(shù)革命能否成功的關(guān)鍵所在。

參考資料：

1.https://www.goldmansachs.com/what-we-do/investment-banking/insights/articles/powering-the-ai-era

運營/排版：何晨龍