通信行业策略之AI基础设施篇：AI的新视角，从算力之战到能源之争

证券研究报告 | 行业策略 请仔细阅读本报告末页声明 gszqdatemark 通信 AI 的新视角：从算力之战到能源之争 ——通信策略之 AI 基础设施篇 站在当前时点，我们重新评估 AGI 的发展趋势和投资者预期。市场以算力为起点，延伸出 GPU、光模块、交换机、存储等赛道，并借力海外映射，对 AI 应用翘首以盼，但忽略了当算力放量时对上游基础设施的拉动。如果说应用是爆发力最强的方向，那基础设施便需久久为功，不仅是液冷散热，对能源的需求才是根本，这也是本文的出发点。 边际变化：AIDC 与传统数据中心最大的区别点之一，在于用电水平大幅提高。AIDC 具有数据量大、算法复杂以及 24/7 即时响应的特点，因此与传统的数据中心相比，AIDC 需要消耗大量电量。随着 AI 的迅速发展，预计集成大语言模型的AI 软件将会迅速发展，训练需求和推理需求共振，未来数据中心用电量将大幅提升，AIDC 会成为新一代“电老虎”，数据中心消耗电力的比重会进一步提升。SemiAnalysis 预测，全球数据中心关键 IT 电力需求将从 2023 年的 49GW 激增至2026 年的 96GW，其中 AI 将消耗约 40GW。Vertiv 指引在未来五年内，数据中心耗电量将增加 100GW，到 2029 年全球数据中心电力需求增至 140GW。 困境：美国电网难以支撑 AI 算力发展。相比于数据中心的建设速度，目前美国电网建设速度相对缓慢，且发电容量有限，因此短期内美国将面临 AI 发展下的电力需求困境。目前美国电力供应面临基础设施建设周期长、基建设施短缺、劳动力紧张、从业人员缺乏经验、建设电网需要协调多方利益相关者等阻力。而 AI 的迅速发展已导致部分地区电力供应短缺，北美公用事业公司 Dominion Energy 表示，其可能无法满足弗吉尼亚州的电力需求，导致全球增长最快的数据中心枢纽建设项目推迟多年。 解决方案：短期-天然气，中期-SMR 核电，远期-可控核聚变。AI 的崛起正在将资源竞争引向算力+能源。在 AI 驱动的数字世界中，算力是迭代和创新的基础，而能源则是支撑这些算力运转的关键。短期内，天然气结合燃料电池为数据中心提供灵活且高效的发电方案，满足当前快速扩张的需求。中期来看，小型模块化反应堆（SMR）因其稳定性和适应分布式部署的特性，成为应对数据中心功率瓶颈的关键路径。远期而言，可控核聚变有望彻底突破能源供给限制，为未来的算力生态提供无限、清洁的动力支持。在这一进程中，从能源技术的持续创新到算力生态的高效协同，不仅推动了 AI 技术的飞跃，也重塑了能源与计算深度融合的未来格局。 我们认为，目前尚处于算力之战，但展望未来 5 年，能源基础设施之争或将成为主流。短期来看，今年三季度 CSP 巨头资本开支均创新高，且倾向于算力侧，而未来 5-10 年，结合 AI 算力投资持续加码和美国目前的电力供应现状，我们认为美国目前电力持平的时代即将结束，算力之战将逐步转变为能源之争。亚马逊、微软、谷歌等算力巨头对 SMR 等核电项目的投资计划已初步证明了这一点，IT 巨头的加入将大幅引进新技术并加速迭代，相关能源基础设施的投资机会将逐步显现。 投资建议：综上所述，能源是科技竞争的下一场战役，正如液冷从可选到必选的过程一样，AI 上游基础设施赛道也正在从传统行业走向核心科技配套，抢占布局先机是未来胜出的关键。建议关注美股核心标的 ETN、EMR、SMR、OKLO、NNE、BE 等，A 股在核电、天然气及基建供应链建议关注中国广核、中国核电、新天然气、中广核矿业、金盘科技、英维克、麦格米特、能科科技、科华数据、欧陆通、壹石通等。 风险提示：技术与监管风险，高资本需求与融资压力，市场需求与竞争风险。 增持（维持） 行业走势 作者 分析师 宋嘉吉 执业证书编号：S0680519010002 邮箱：songjiaji@gszq.com 分析师 黄瀚 执业证书编号：S0680519050002 邮箱：huanghan@gszq.com 分析师 石瑜捷 执业证书编号：S0680523070001 邮箱：shiyujie@gszq.com 相关研究 1、《通信：AEC：铜连接之光》 2024-12-15 2、《通信：AEC 放量，算力产业链进入合纵连横时代》 2024-12-12 3、《通信：AI 应用的春天》 2024-12-07 -20%-8%4%16%28%40%2023-122024-042024-082024-12通信沪深3002024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.2 请仔细阅读本报告末页声明 内容目录 投资要件 ............................................................................................................................................... 5 1、“电老虎”AIDC 与薄弱电网 ................................................................................................................ 6 1.1 用电：AIDC 下一个短板 .............................................................................................................. 6 1.1.1 美国用电的供与需 ............................................................................................................. 6 1.1.2 边际变化：AI 对电网的挑战 ............................................................................................... 8 1.2 现实困境：电网难以支撑 ...........................................................................................................10 1.3 多角度测算：AIDC 究竟多耗电？ ................................................................................................11 1.3.1 测算角度一（保守）：AI 芯片 ..............................................................