上架率99%？AI爆發下北美數據中心進入極限狀態

發布時間：

2025-03-17

近日，一份產業調查表明，2024年全球數據中心投資達到570億美元，AI需求成為主要驅動力。其中，超大規模運營商貢獻了80%的市場需求。同時，全行業正面臨空置率跌破3%。弗吉尼亞州的數據中心集群已接近滿負荷運轉，2024年新增的1.5GW容量中，94%被提前預定，空置率壓縮至1%以下。

在需求暴漲的同時，電力資源短缺的困境明顯。這其中，北美市場尤為突出，托管運營商電力供應量一年內增長超40%，從12.4GW增至18GW，但另有30GW的規劃容量待落地。

技術迭代與能源困局

AI的算力需求正在改寫數據中心的技術標準。單機柜功耗從傳統的6-8kW躍升至40kW，甚至于最新的GB200NVL72整機柜單柜功率就已經達到120KW，迫使冷卻系統從風冷轉向液冷。微軟在華盛頓州的數據中心試點中，浸沒式液冷技術使能耗降低40%，而阿里云在杭州的液冷集群已實現PUE值低至1.09。

新的能源布局成為必選項。據報告，美國部分區域已出現15MW的電力缺口，運營商開始轉向德克薩斯州等新興市場，那里的風電價格比傳統樞紐低30%。在巨大的能源需求下，核能等新型能源方案加速落地。

甲骨文、微軟等大企業均已簽署或開始落地小型核電站（SMR）的建設，一些數據中心企業也有類似的動作，比如Oklo公司通過混合天然氣與核能的供電模式，已簽署總規模超14GW的長期協議，覆蓋Equinix等頭部運營商；歐洲數據中心公司 Data4正在與西屋合作SMR的部署等。

西屋小型核電站（SMR）渲染圖

此外，供電系統也呈現了新的趨勢，比如傳統UPS供電系統逐漸被高壓直流方案取代，轉換效率從90%提升至98%。而AI訓練集群的瞬時功耗波動可達150%，對電網穩定性提出更高要求。

北美市場的擴張呈現“核心飽和-邊緣崛起”特征。加州硅谷的數據中心上架率超過85%，迫使Meta等企業轉向內華達州的沙漠地帶，那里閑置的比特幣礦場正被改造成AI算力中心，改造成本僅為新建項目的三分之一。而在歐洲，谷歌將芬蘭的舊造紙廠改造成地熱數據中心，利用波羅的海的海水進行自然冷卻。

中國市場的異同

中國市場的內在差異巨大，很難一概而論。在北上廣深一柜難求的情形下，很多西部省份的數據中心上架率還不足50%。同時，過度集中的需求也給數字產業發達地區帶來極大的能源壓力。北京、上海、深圳等地已經出臺了嚴格的能評要求，以引導數據中心的有序建設。

這一背景下，工信部于2022年啟動了“東數西算”工程，推動算力資源和需求向清潔能源更豐富的西部轉移，并設立了8大全國一體化算力網絡樞紐節點和10大數據中心集群。

“東數西算”工程樞紐節點分布圖

經過三年的推動和發展，截至2024年三季度末，中國算力總規模達268EFLOPS（以FP32單精度計算），算力應用項目超1.3萬個，在用算力中心機架總規模超880萬架標準機架，58.3％的算力中心連接到國家骨干網，國家算力樞紐節點實現20毫秒時延保障，65％的省市可在5毫秒內接入算力數據集群。

從行業反饋看，當前算力需求依舊旺盛，主要矛盾體現在算力供給與需求的錯配，比如AI產業對芯片的需求、對智算中心的需求，均與此前數年的建設方向有一定差異，如何進行調整和改造，是一個重大的課題。

世界范圍內看，也有類似的問題存在。報告顯示，智算中心（AI專用數據中心）的占比從2023年的18%升至2025年的35%；邊緣計算節點通過5G基站實現分布式部署，預計到2030年將承擔30%的實時數據處理。這些趨勢，也將在中國得到體現。

此外，技術領域也在塑造新的產業秩序。除液冷這一熱點外，供配電系統也將發生變化。SMR核能供電在美國已經出現多例，究竟是一時所需，還是會成為未來建設的主流，也需要進一步的觀察和分析。

這場由AI驅動的產業變革，最終將檢驗一個樸素的真理：算力的邊界，永遠受限于能源與技術創新的平衡。

數據中心,算力中心,小母線

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