数据中心依赖矿物和金属构成的供应链，而人工智能技术的快速扩张正推高其材料密集度。
值此即将举行的世界经济论坛年会聚焦负责任地扩大创新规模之际，本文指出矿物和金属供应链承受的压力日益增大，而许多行业对自身材料风险仍缺乏充分了解。
增强韧性需要价值链各环节协调行动，提高透明度、统一标准并加强规划。
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全球数据中心需求正在加速增长。到2030年，容量可能超过100吉瓦，几乎是当前已装机规模的两倍；与此同时，行业正迅速转向人工智能优化型设施，这类设施需要更多电力、冷却系统和专用设备。每新增一兆瓦容量，就会用到数十吨金属和矿物，使数字化扩张与复杂的全球供应体系紧密相连。
如今，了解这一材料供应链及其风险影响至关重要。
每座数据中心的基础
每兆瓦（MW）容量约需60-75吨矿物，主要用于电力和冷却系统，而非服务器。
以下案例展现了其规模：
微软在芝加哥的80 MW数据中心使用了约2,100吨铜——计入现场及邻近电力连接设施后，每兆瓦为26吨；仅计算设施本身则约为每兆瓦12吨。
大型超大规模园区需要10,000吨钢材：建筑面积约75,000 m2的设施需用这么多钢材，而建筑面积接近约1.7百万m2的多栋建筑园区则需要超过200,000吨，具体取决于建筑设计和冗余配置。
随着专用于人工智能的设施占比上升——从目前约25%增至2035年的60%以上——材料密集度也随之提高，表现为机架密度更高、电气主干系统更重、冷却能力更强。
不断扩大的设施规模将每个数据中心都与完整的矿物供应链相连，涵盖采矿、加工、制造、终端产品以及背后的电力系统。对材料的依赖由此成为结构性风险。
矿物依赖何以成为风险
矿物依赖带来三类风险：获取压力、长交付周期设备延误，以及整个系统的供应集中风险。
根据对数据中心价值链高管的访谈，这些风险最为突出，因为它们横跨地缘政治与贸易、基础设施、市场、能源、技能、可持续发展和技术等领域。
材料获取与价格压力
服务器、网络、冷却和电力系统所需关键矿物的获取情况越来越难以预测。
镓和锗对半导体及光收发器至关重要，其价格在飙升了25-30%，此前出台了2023-2024年的出口限制，这说明地缘政治决策如何沿着零部件供应链产生连锁影响。铜和铝的价格则因市场波动、关税及矿石品位下降而持续大幅波动，进而影响设备定价和供应商产能。
尽管这些波动并非总支出的主要部分，却会影响供应状况、时间安排和设计选择。
长交付周期设备延误
若干关键部件依赖的矿物，其供应链正面临 瓶颈。取向电工钢（GOES）产量有限，制约了变压器生产；发电机和开关设备也面临类似瓶颈。
为新设施供电不可或缺的大型电力变压器，如今采购周期需要两到三年，而2020年前只需数周；备用发电机通常也需一到两年。劳动力短缺和漫长的审批周期进一步加剧了延误。
数据中心机房可能已经全部建成，却仍闲置数月，等待延迟交付的电网接入设备，这凸显出上游瓶颈如何拖延投运准备。
据数据中心零部件制造商反映，设备发货前的测试也需要消耗大量电力。
价值链各环节的综合压力
随着数据中心建设和电网接入需求扩大，需求集中于少数几种金属。
据估算，到2035年，数据中心及其配套电力基础设施可能涉及超过430万吨铜。行业展望警告，到2035年铜供应缺口可能达到25-30%，这凸显出设施和电网需求同步增长带来的长期风险，也说明资源与能源、可持续发展、经营许可和回收利用都会影响未来供应。
材料依赖已成为影响交付周期、设备供应和长期韧性的结构性因素。
通过协调行动增强韧性
数据中心在全球金属消费中占比不大，因此运营商无法单独左右结果；他们必须参与矿商、精炼商、制造商、公用事业公司、金融机构和政策制定者的广泛协作。韧性有赖于整个生态系统加强协调、规划和灵活应对。
有效的应对措施依托五项相互促进的能力，价值链各环节的参与者都可以为此作出贡献：
1. 可见性
可见性是指共同了解矿物分布在数据中心各子系统的哪些环节，以及供应动态如何演变。
例如：及早梳理电力、冷却、信息技术硬件和电网接入设备的材料需求，同时加强对上游采矿和精炼环节的监测。
2. 公信力与信任
公信力与信任是指中立平台召集运营商、制造商、公用事业公司和政策制定者，形成共同态势认知的能力。
例如，行业论坛或公私对话有助于就长交付周期部件或新出现的瓶颈协调预期。
3. 影响力
影响力是指推动制定互操作标准或框架，以缩短资质认证所需时间并扩大采购来源选择。
例如：在区域层面协调测试要求、统一规格，或制定再生材料含量门槛，从而简化采购并提高灵活性。
4. 执行能力
执行能力体现为将洞见转化为实际交付的能力，包括拓展选项和加强准备。
可供借鉴的做法包括：提前采购长交付周期设备、对供应商进行双重资质认证，以及通过设计实现铜铝替代。循环经济也能增强执行能力。微软与西部数据的试点项目例如，该项目展示了如何有针对性地回收高价值部件（包括稀土磁体），以实现投入来源多元化并降低风险。
5. 技术赋能
技术赋能提供相关工具，帮助提前预判瓶颈，并在中断发生前测试不同情景。
多个行业正在测试可追溯性试点、预测分析和全系统建模工具，以提升可见性并加强前瞻性规划。
这些能力共同支撑更具韧性的数字基础设施基础，使其能够随着长期需求扩大规模，同时抵御矿物供应体系的波动。
随着数字经济扩张，其材料基础比以往任何时候都更加重要。数据中心的可靠性日益取决于矿物供应体系，而该体系呈现供应集中、需求增长和交付周期长等特点。通过提高可见性和灵活性并采取协调行动来增强韧性，对于推动数字基础设施以21世纪所需的速度发展至关重要。
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