AI扩张背后的金属供应链瓶颈

AI 的下一个瓶颈可能不是 GPU。可能是铜、银和镓。

我一直在研究 AI 基础设施背后的实体供应链，我的结论相当直接：

• AI 不只是一个软件交易。
• 它不只是一个半导体交易。
• 它甚至不只是一个电网交易。

在规模化之后，AI 是一个金属交易。

市场喜欢谈 GPU、Nvidia、超大规模云厂商、电力合同、冷却系统和数据中心资本开支。这些都是真的。但这些层级中的每一层，都建立在一个看起来越来越受限的实体金属基础之上。

我重点关注的主要金属是铜、银、金、锌、镓、稀土、铝、锂、镍、钴，以及一组更小的关键矿物，比如锗、铟、钽、砷、萤石、铂和钯。

我的理解是，AI 的金属问题可以分成两类：

1. 体量型瓶颈：铜和银。

2. 卡脖子型瓶颈：镓和稀土。

铜是最大的一个。

一个 100 MW 的超大规模数据中心，每兆瓦可能大约需要 27 到 47 吨铜。也就是说，每个设施大约需要 2,700 到 4,700 吨铜，这还没算其周边额外的电网基础设施。

这些铜会用在电力电缆、母线排、连接器、变压器、开关设备、接地系统、换热器、变电站、输电设备和冷却基础设施中。

铜可以占到数据中心资本支出的最高 6%。

2025 年全球铜需求约为 2,800 万吨，预计到 2040 年将达到 4,200 万吨。这大约是 50% 的增长。

预计未来十年，仅 AI 数据中心平均每年就将消耗 400,000 吨铜，需求将在 2028 年左右达到约 572,000 吨的峰值。更长期来看，到 2050 年，数据中心每年可能消耗多达 300 万吨铜，使其在全球铜消费中的占比从今天的约 1% 提高到最高 7%。

问题在于供应。

铜市场已经很紧张。根据不同来源，2025 年精炼铜缺口预测在 124,000 吨到 304,000 吨之间。对于 2026 年，分析师共识也指向供需缺口状态。

更长期来看，数字变得更严重。IEA 预计，到 2035 年可能出现 30% 的铜供应缺口，相当于每年约 600 万吨。S&P Global 更激进，预计到 2040 年可能出现 1,000 万吨缺口。

这并不容易解决。

新铜矿从发现到首次投产平均需要 17 年。智利铜矿石品位自 1991 年以来下降了约 40%。截至 2025 年底，交易所仓库库存只有约 661,021 吨。年初至今是有所增加，但相对于需求而言，历史上仍然偏紧。

铜价在 2025 年 12 月已经触及约 $11,952/吨，年初至今上涨约 35%。BloombergNEF 预测，随着需求持续超过供应，2028 年可能在约 $13,500/吨附近见顶。

我的看法：铜是最清晰的“AI 基础设施瓶颈”金属。不是因为 AI 是唯一的需求驱动因素，而是因为 AI 到来的同时，EV、电网升级、可再生能源、电气化、国防回流和工业电力需求也都在发生。

这就是问题所在。太多超级趋势在同一时间压在同一种金属上。

银是第二个主要的体量问题。

银是导电性最强的金属。在 AI 基础设施中，它出现在开关设备、断路器、镀银铜连接器、母线排、热界面材料、换热器和电子器件中。

还有太阳能这个角度。每块用于为数据中心供电的太阳能面板含有约 20 克银。一个为超大规模设施配套的 500 MW 太阳能阵列可能需要约 300 吨银。

2024 年总白银需求达到 11.6 亿盎司。

工业制造需求达到创纪录的 6.805 亿盎司，占白银总消费量约 59%。十年前，工业用途大约占市场的 50%。

仅电气和电子需求在 2024 年就消耗了 4.605 亿盎司。太阳能光伏需求又增加了 1.976 亿盎司。

白银市场自 2021 年以来一直处于结构性短缺。

2024 年缺口为 1.489 亿盎司，约 4,630 吨。预计 2025 年缺口为 1.176 亿盎司，小于 2024 年，但仍是连续第五年短缺。

2021 年至 2025 年的累计缺口接近 8 亿盎司，约 25,000 吨。

2024 年矿山产量只有 8.197 亿盎司，即使需求强劲，也仅增长 0.9%。

重要细节是，约 70% 的白银是铜、铅、锌开采的副产品。这意味着白银生产商不能像纯粹的大宗商品市场那样，简单地因为价格上涨就提高供应。

库存也不让人放心。据称 COMEX 白银库存从约 1.5 亿盎司降至约 4,600 万盎司。LBMA 金库持有约 3.25 亿盎司可用金属。

2026 年 1 月，白银价格交易在每金衡盎司 $80 以上，同比上涨约 170%。

我的看法：白银不再只是一个贵金属故事。工业需求现在是核心变量。AI、太阳能、电子、电网设备和电气化正在把白银进一步推入结构性短缺市场。

黄金不一样。

黄金不是一个短缺故事。它更像是一个成本压力故事。

AI 处理器每个单位使用的黄金是传统处理器的 2 到 3 倍，因为先进封装需要更好的信号完整性和可靠性。黄金用于高频互连、半导体封装、键合线、通孔金属化、走线镀层和芯片贴装材料。

2025 年电子领域黄金消费达到约 270.4 吨，与 2024 年大致持平。2025 年技术和工业黄金总需求约为 222.8 吨。

东亚占电子用黄金需求的约 68%，因为半导体供应链集中在中国、台湾和韩国。

黄金看起来不像一个急性的瓶颈，因为 2025 年全球黄金总需求超过 5,000 吨，其中大部分流向投资和珠宝。但金价上涨正在给元器件制造商带来压力，并推动更多研发转向节约用量和替代。

我的看法：黄金不会阻止 AI 建设，但它会给硬件堆栈增加成本。

锌不是主要的 AI 瓶颈。

锌之所以重要，是因为它保护钢结构免受腐蚀，而且锌矿石是锗的主要来源。锗对光纤和高速晶体管很重要。

2025 年全球精炼锌需求增长 1.9%，达到 1,386 万吨。

锌市场在 2025 年出现 33,000 吨缺口，低于 2024 年的 69,000 吨缺口。2025 年矿山产量增长 5.4%，由澳大利亚、中国、印度、秘鲁和 DRC 领衔。

到 2025 年底，库存减少了 77,000 吨，至约 739,000 吨。

但随着中国和挪威冶炼产能扩张，以及需求增速放缓至约 1%，预计 2026 年将转为 271,000 吨过剩。

我的看法：锌本身不是关键的 AI 约束。更重要的锌相关问题是锗，因为锌矿石是关键来源，而中国主导锗精炼。

镓可能是 AI 堆栈中最重要的小金属。

镓对氮化镓，也就是 GaN，至关重要。GaN 功率器件用于高效率 AI 数据中心电力系统。它们能够实现更高功率密度、更少能量浪费，以及更高效的 48V DC-DC 转换。

GaN 器件的导电性约为硅的 5x。GaN 功率 IC 可以实现超过 137 W/in³ 的功率密度，效率超过 97%。

没有 GaN，AI 服务器会运行得更热，耗电更多，并且需要物理尺寸更大的电源。

功率 GaN 器件市场预计将从 2021 年的 $126 million 增长到 2027 年的 $2 billion，CAGR 为 59%。

IEA 预计，到 2030 年，数据中心建设可能使全球镓需求增加最高 11%。

问题不在需求规模。问题在控制权。

中国控制全球约 98% 的镓生产。镓主要作为铝冶炼的副产品生产。

中国对镓实施出口限制后，据称中国以外的价格在五个月内翻了一倍。

USGS 分析显示，镓供应若中断 30%，可能导致美国经济产出减少 $600 billion，相当于 GDP 的 2% 以上。

我的看法：镓不是像铜那样的体量型瓶颈。它在另一种意义上更糟。它是卡脖子金属。你不需要巨大的吨位它才重要。你只需要错误的国家控制了供应链中错误的一环。

稀土是另一个卡脖子点。

钕和镝用于数据中心硬盘驱动器和冷却系统电机中的高性能永磁体。每块硬盘可能含有约 15 到 20 克钕。

氧化铈用于先进制程节点（包括 5nm 及以下）的半导体晶圆化学机械抛光。氧化铈占全球铈产量的 40% 到 50%。

镧和铒用于数据中心之间高速数据传输的光纤放大器。

IEA 预计，到 2030 年，数据中心建设可能使全球稀土需求增加约 3%。一个中型数据中心每年可能需要不到 100 吨稀土氧化物，按吨位看并不巨大，但供应中断对运营的影响很大。

中国生产全球约 60% 到 70% 的稀土氧化物，并控制约 85% 的重稀土分离和提纯能力。

2025 年 10 月，中国实施新的出口许可规则，要求外国买家披露最终用途应用。到 2025 年底，中国又将五种稀土加入其出口管制清单。

2024 年，美国进口了超过 13,600 公吨稀土。

MP Materials 的 Mountain Pass 矿生产了约 45,000 吨，但其中约 80% 出口到中国精炼，因为国内加工能力仍然有限。

MP 的德州磁体工厂预计到 2027 年每年生产约 1,000 吨 NdFeB 磁体。中国在 2024 年生产了约 300,000 吨 NdFeB 磁体。

自 2020 年以来，美国国防部已向国内稀土供应链投资约 $439 million，目标是到 2027 年覆盖国防需求。但美国仍然没有重稀土加工能力，轻稀土加工能力也只有有限规模。

我的看法：稀土不只是原矿产出问题。加工才是瓶颈。如果精炼环节仍然经过中国，那么矿山本身解决不了问题。

铝很重要，但不是主要约束。

AI 数据中心在服务器机架、冷却单元、散热器、HVAC 系统和结构面板中使用铝。但数据中心内部的电缆通常不使用铝，因为铜的导电性更好。

预计到 2030 年，AI 数据中心将需要约 800,000 吨铝。这仅略高于当前全球产量的 1%，而全球铝市场约为 7,500 万吨。

我的看法：AI 带来的铝需求是真实的，但可控。它不像铜。

镍、钴和锂通过电池发挥作用。

数据中心使用锂离子电池系统作为 UPS 备用电源和电网稳定工具。

数据中心锂离子电池市场预计到 2034 年将达到 $17.69 billion。

2024 年化学体系拆分大约为：

• LFP：41.2%
• NMC：28.4%
• LTO：12.5%
• LCO：10.3%
• 其他：7.6%

LFP 占主导，因为它更安全且热稳定。NMC 在需要更高能量密度的场景中更受青睐。

我的看法：锂、镍和钴与 AI 相关，但与 EV 相比，数据中心仍然是边际需求驱动因素。更大的问题是地理集中度，尤其是 DRC 钴和与中国相关的锂加工。

较小的关键矿物，是美国进口依赖变得难看的地方。

一些例子：

钽：用于服务器主板电容器。美国进口依赖度：100%。

锗：用于光纤和高速晶体管。美国进口依赖度：100%。中国控制超过 60% 的精炼。

铟：用于半导体和显示器。美国进口依赖度：100%。

砷：用于 GaAs 等化合物半导体。美国进口依赖度：100%。

萤石：用于芯片制造刻蚀气体。美国进口依赖度：100%。

铂：用于硬盘驱动器和电容器。美国进口依赖度：85%。

钯：用于类似的电子应用。美国进口依赖度：36%。

这是 AI 交易中在我看来讨论不足的部分。

• 美国可以往晶圆厂砸钱。
• 它可以补贴芯片。
• 它可以建设数据中心。
• 它可以签电力合同。

但如果上游金属、精炼和加工链条被其他地方控制，那么瓶颈只是向上游移动了。

我的总体结论：

AI 基础设施面临一个双线金属问题。

在体量端，铜是最大的约束。银也处于结构性紧张状态，并且已经多年短缺。

在卡脖子端，镓和稀土是风险最高的材料，因为中国控制着主导性的生产或加工能力。

黄金增加成本压力。锌通过锗产生间接影响。铝可控。锂、镍和钴很重要，但更多是通过电池系统，而不是核心 AI 计算。

市场一直把 AI 当成一个干净的数字故事。我认为这是不完整的。

在用户层面，AI 感觉像软件。

在基础设施层面，AI 是发电厂、输电线路、变压器、冷却系统、服务器机架、半导体、互连、电池、磁体，以及大量开采出来的材料。

我直白地说：AI 热潮不只是需要更多 GPU。它需要更多铜、更多银、更多镓、更多稀土加工、更多精炼能力和更安全的供应链。

这使得关键矿物成为更明显的二阶 AI 交易之一。

不是每个矿商都会受益。不是每个勘探公司都会变得有价值。很多初级矿业公司都是垃圾。但宏观格局是真实的。

如果 AI 需求继续按超大规模云厂商预测的方式扩张，金属层就不是可选项。它是基础层。