人工智能投資熱潮，芯片戰爭前沿

作者丨 Joseph Politano

譯者丨明知山

策劃丨褚杏娟

不久前，微軟高調宣佈了一個消息，擬支付費用重啟三里島核電站反應堆一號，以滿足公司日益增長的數據中心電力需求。這讓微軟加入了亞馬遜的行列，成為第二家轉向傳統核能設施以滿足自身日益增長能源需求的美國科技巨頭。微軟是 OpenAI 的主要投資者和計算服務提供商。重啟三里島核電站凸顯了當前為了滿足這些新興人工智能系統的需求正在進行的物理基礎設施投資的迅猛增長。

如今，人工智能產品被廣泛應用於生成代碼、文本、圖像、數據分析、自動化任務以及增強在線平台等方面，預計未來的應用範圍將進一步擴大。然而，這些尖端的 AI 模型需要龐大的計算資源來進行訓練和推理。這些計算任務需要大量的硬件陣列，而這些硬件通常部署在大規模的工業設施中。這些設施的運營需要消耗大量的電力、水資源、寬帶以及其他基礎設施支持。

因此，人工智能的熱潮帶動了美國固定資產投資的激增。為了應對日益增長的計算需求，數千億美元被投入到高端計算機、數據中心和發電廠等基礎設施中。目前，美國數據中心建設的年增長率創下了 286 億美元的新高，較去年增長了 57%，比兩年前更是增長了 114%。作為對比，這一數字大約相當於美國在餐館、酒吧和零售店建設上的總支出。

然而，這些數字僅涵蓋了物理建築本身，並未包括構成數據中心核心的大量高功率計算機架，以及確保這些「大腦」運轉所需的大量電纜、風扇和其他關鍵部件。今年 8 月，美國對大型計算機（如用於人工智能訓練的計算機）的淨進口量創下了新高，而計算機零件、配件和其他組件的淨進口量也在上個月達到了歷史峰值。總體來看，美國在過去一年中在這兩個類別上的進口總額超過了 650 億美元。

這些新的數據中心、計算機和設備大多由信息技術行業的巨頭購買，包括計算基礎設施供應商（如亞馬遜）、網絡搜索巨頭（如Google），以及軟件開發商（如微軟）。在過去一年中，這些公司增加了超過 950 億美元的固定資產、工廠和設備淨持有量，創下了歷史新高。這是因為它們都在爭相快速擴大和部署自己的人工智能系統。

這與十多年前的情況形成了鮮明對比，當時 Facebook 以 12 億美元收購了 Instagram，兩年後又以 150 億美元收購了 WhatsApp。這些收購在當時算得上是科技界最大的幾筆交易之一，標誌著輕量級軟件開發商變成行業未來的開始。Instagram 在被收購時僅有 13 名員工，WhatsApp 也只有 55 名員工，兩家公司除了一些辦公空間和程序員的工作站外，幾乎沒有什麼實體資產。然而，今天 Facebook（現在的 Meta）在 2024 年上半年的資本支出就達到了 152 億美元，其中大部分用於支持人工智能模型 Llama 所需的大量計算基礎設施。到目前為止，人工智能熱潮比歷史上任何技術熱潮都更加依賴硬件，這一趨勢正在迅速推動美國國內的建設和投資。

為數字思維進行的物理投資

在人工智能熱潮的推動下，美國企業在計算機及相關設備上的投資飆升至新的高點，即使在考慮通貨膨脹因素後，去年的投資額也增長了 16.6%。這與 2010 年代近十年的投資相對停滯形成了鮮明對比，這種停滯狀態直到疫情期間遠程工作需求激增才被打破。2022 年，隨著在家工作和互聯網使用量的穩定，計算機投資有所回落，但隨後在 2023 年底開始的人工智能熱潮中又迅速回升。

然而，並非所有的計算機投資都是一樣的——計算機投資總額可能處於創紀錄水平，其中高端計算機系統的增長速度更為迅猛。 台積電是全球領先的尖端半導體制造商，對人工智能計算的強勁需求可以從美國對台灣芯片、計算機及相關組件日益增長的進口中可見一斑。這些進口在過去一年中總額超過了 380 億美元，比前一年增長了 140% 以上，且增長形勢似乎沒有放緩的跡象。所有三個類別的進口都呈現出快速增長，而美國直接進口的邏輯芯片增長最為顯著，從相對較低的基數躍升至每年近 50 億美元。計算機零件和組件仍然是最大的進口項目，這提醒我們，數據中心的日常運營不僅僅需要計算機，還需要持續的維護和修理。

針對 2023 年部門級投資數據的分析顯示，數據處理商和網絡搜索公司（如亞馬遜、Google）在技術領域的投資水平仍然最高，但軟件開發商的投資增長是最快的。自 2021 年以來，軟件開發商在知識產權方面的實際投資——包括眾多人工智能模型及其相關的研究與開發——增長了 40%，而計算機等設備的實際投資則增長了驚人的 96%。曾經以硬件輕量級公司為主導的軟件開發時代，開始進入一個開發者爭相展示誰能迅速構建硬件能力的時代。

本地雲

然而，這些硬件投資並不是均勻分佈的。雖然為了滿足網絡需求和規避基礎設施的限制，數據中心需要在一定程度上分散佈局，但通常將它們集中在大型集群中可以提高效率並降低成本和延遲。在人工智能領域尤為如此，這也是為何企業正在不斷推動數據中心規模和網絡極限，以將儘可能多的計算能力投入到模型開發中。

儘管沒有與數據中心建設相關的詳盡數據——官方發佈的數字僅在區域級別上細分數據中心的支出——我們仍然可以看到一些有趣的潛在模式。美國的數據中心建設在南部依然最為強勁，但在中西岸和西海岸市場的增長速度顯然更快，而東北部則幾乎沒有受到影響。

這種建設力度對當地電力需求有很大的影響。過去幾個月，能源信息管理局已多次根據數據中心的需求上調其負荷增長預測，預測今年商業部門的總電力消耗將增長 3%，明年再增長 1%。雖然在這些預測中，商業用戶仍然是電力消耗增長的次要驅動因素，不及住宅電氣化和工業回流的影響大，但它們代表了該行業多年來最快的需求增長。作為參考，2007 年至 2023 年間，商業電力消耗總共只增長了 5%，而在人工智能熱潮之前，官方估計計算機和辦公設備僅佔總商業電力消耗的 11.4%。

然而，在美國的一些地區，數據中心的電力消耗已經成為電力負荷增長的主要推動力。以北達科他州為例，該州在 2022 年開設了幾個關鍵數據中心後，商業電力消耗增長超過了 45%。然而，北達科他州的電力和計算市場仍然相對較小，因此，實際的電力需求增長主要來自維珍尼亞和德克薩斯等大州的大型數據中心集群。

位於華盛頓特區郊區的北維珍尼亞州，被譽為「字節之路」，擁有世界上最大的計算能力集群。這一集群的存在導致該州自 2019 年以來商業能源消耗激增了 30%，成為全國商業電力需求增長最快的地區。德克薩斯州也積極吸引數據中心和加密貨幣薩克達，作為其能源負荷管理計劃的一部分。自 2019 年以來，德克薩斯州的商業電力消耗增長了 10%，預計未來幾年這一增長趨勢將更加顯著。

數據中心負荷的增長已成為德克薩斯州在可再生能源投資方面顯著領先全國其他地區的一個重要因素。實際上，德克薩斯州的電力網格（ERCOT）以及為維珍尼亞州提供服務的 PJM 電網都預計在今年及 2025 年在可再生能源增長方面超過全國平均水平。數據中心的集聚效應意味著人工智能公司越來越傾向於在大型電力資源附近集中佈局，這也使得對核能的重新關注，以及科技公司希望在建設計算能力時直接投資發電基礎設施的願望日益增長。

技術性衰退的長期影響

在人工智能熱潮的推動下，信息技術領域的收入從 2022 年和 2023 年的短暫放緩中強勁反彈——軟件開發商、網絡搜索門戶以及計算基礎設施提供商的收入在過去一年里均實現了 12% 至 15% 的增長。雖然這一增長速度不及 2021 年的高峰時期，但仍然保持在疫情前規範的強勢水平之上。

儘管技術部門最近經歷了收入的反彈和物理投資的熱潮，但就業增長仍然異常疲軟。美國在過去一年中只增加了 32000 個技術工作崗位，這一數字低於 2021 年、2022 年以及疫情前 9 年的任何時期。即便是在這場人工智能熱潮的最前沿——軟件開發商和計算基礎設施行業，過去一年的淨就業增長幾乎為零。這表明，困擾近期計算機專業畢業生的就業市場低迷狀況並沒有得到顯著改善。

這並不是說人工智能投資熱潮對勞動市場沒有影響，而是這些影響主要體現在傳統信息技術部門之外。從 2023 年第一季度到 2024 年第一季度，半導體制造業的總薪酬增加了 25%，這是因為像英偉達這樣的公司為員工提供了更有價值的股票期權。在過去一年中，商業建築工作崗位增加了 30000 個，其中一些無疑是由於數據中心需求的增長——這還不包括正在進行的芯片製造和其他製造部門的工業建築就業熱潮，以及作為電力及其基礎設施建設的一部分的就業增長。然而，到目前為止，人工智能熱潮的就業動態與過去十年的技術勞動市場截然不同，增長主要集中在硬件投資、製造 / 設計公司和基礎設施建設者上，而不是傳統的程序員。

結   論

目前，人工智能開發者正處於激烈的競爭之中，他們寄希望於持續的產品創新和更廣泛的商業化能夠超越當前的投資規模。短期內，隨著更先進的模型的開發以及人工智能在現實世界中應用（如自動駕駛）的擴展，預計投資將進一步增加。政策製定者也認識到人工智能是美國未來經濟的關鍵部分。人工智能開發和數據中心容量是矽谷和大型科技巨頭所建立的產業，這些產業已經是美國顯著領先的前沿領域，因此，人工智能熱潮比其他國家更受益於資本的投入。

然而，這種情況可能會加劇圍繞硬件能力的地緣政治競爭。《芯片法案》作為推動當前美國電子工業政策的基石，是在 ChatGPT 問世之前的產物，一些行業領袖已經指出，它在優先事項和規模上已經顯得過時。對高端半導體的需求激增，加劇了美國對台灣進口的依賴，而《芯片法案》本應幫助緩解這種情況，而且美國在許多組件上仍然依賴中國的供應來滿足數據中心的規模需求。此外，美國可能會繼續限制中國獲取高端芯片，以阻礙中國的人工智能發展，而中國則在不斷髮展芯片製造能力，以減少對進口的依賴。隨著這場人工智能投資熱潮的持續，預計它將進一步成為正在進行的芯片戰爭的前沿陣地。

原文鏈接：

https://www.apricitas.io/p/the-ai-investment-boom

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