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伯恩斯坦-全球科技行业报告:人工智能价值链——1吉瓦数据中心容量实际成本是多少?成本构成包含哪些部分?
基于行业专家访谈、供应链调研及第三方基础设施数据,以搭载GB200/NVL72配置的人工智能数据中心为例,单机架总成本约590万美元,折算后1吉瓦数据中心总资本支出(Capex)约350亿美元,显著低于英伟达在2026年第二季度财报电线亿美元/吉瓦(推测英伟达数据包含未来产品周期成本)。
• 单机架成本拆分:一是核心设备成本,单台GB200/NVL72机架设备成本约340万美元;二是物理基础设施成本,含土地、机房配套等,单机架约250万美元。
• 功率与机架数量换算:单机架功耗132千瓦(占数据中心总功耗的78%),总功耗169千瓦,据此推算1吉瓦数据中心需约5900个机架,对应机架设备总成本200亿美元、物理基础设施成本150亿美元。
1. GPU为最大成本项:GPU成本占数据中心总资本支出的39%,其中英伟达毛利占比达29%——因英伟达毛利率约70%,其毛利金额几乎等同于机电设备(占比33%)的总成本。即便采用毛利率更低的AI专用芯片(ASIC),其成本仍占主导:假设ASIC与GPU成本结构一致但毛利率降至50%,加速计算模块成本将从约230万美元降至120万美元,总资本支出减少19%,但ASIC仍占数据中心总资本支出的24%。
2. 其他核心成本项:一是网络设备,占总支出的13%,涵盖交换机(3%)、铜缆(2%)、背板连接器(2%)、网络加速器等,且网络设备厂商(如Arista)及芯片设计商毛利率较高(超60%),利润占比高于成本占比;二是存储,占比仅1.4%(典型机架含2PB存储,硬盘成本约2万美元/机架),数据中心更优先考虑存储的能效而非单位成本;三是CPU,占比3%,与交换机等成本相当,但因常与GPU捆绑为超级芯片,更多被视为附加组件。
1. GPU场景(以GB200为例):晶圆代工厂(如台积电)获取2.5%-3%的总资本支出(约11亿美元/吉瓦),若CPU也由其代工则额外增加1%(约3亿美元/吉瓦);高带宽内存(HBM)供应商占比3%-3.5%(约11亿美元/吉瓦);晶圆制造设备(WFE)供应商占比3%-4%(约12亿美元/吉瓦)。
2. ASIC场景:ASIC毛利率更低(如50%),相同资本支出可采购更多芯片,上游供应商价值占比更高。若采用联发科等亚洲厂商的ASIC(毛利率低于50%),晶圆代工厂、HBM及WFE供应商的占比将进一步提升,具体比例需根据成本节省幅度调整。
• 特殊说明:泛林半导体(Lam)提及“每100亿美元数据中心投资对应8亿美元WFE支出”,其数据可能包含英伟达、AMD及ASIC混合配置场景,且涵盖未来技术变化,与当前基于GB200的静态分析存在差异。
机电设备成本占比31.9%,品类分散但关键项明确:一是柴油/燃气发电机及涡轮机,占总支出的6%(用于备用冗余,供应商包括卡特彼勒、MTU、科勒等,Generac于2025年4月进入该市场并于下半年启动国际交付);二是配电设备,合计占比10%,含变压器(5%)、低压/中压开关设备(1.9%)等,伊顿(Eaton)等厂商正加码3相UPS、配电板等产能,以满足AI数据中心增量需求;三是不间断电源(UPS),占比4.3%;四是散热管理,占比4%,当前风冷与液冷并存,未来液冷占比将持续提升(Vertiv等厂商称高密度计算场景下散热成本可达300-350万美元/兆瓦,较传统场景高20%)。
1. 运营成本极低:一是电费,即便按0.15美元/千瓦时的高价计算,1吉瓦数据中心年均电费约13亿美元;二是人力成本,20吉瓦规模数据中心仅需8-10名员工,人均年薪3万-8万美元,成本可忽略。
2. 折旧影响显著:IT硬件(服务器、网络设备)折旧周期(2-6年)远短于机电设备(3-10年)及土地建筑(7-40年),以6年折旧周期计算,1吉瓦数据中心计算与网络设备年均折旧约34亿美元,远高于运营成本,因此实际经济成本中硬件占比高于现金资本支出占比。
1. 电网供电成瓶颈:行业普遍将“带电网承诺的已供电土地”视为数据中心扩建瓶颈,大型联合循环燃气轮机厂商(GE Vernova、三菱重工、西门子能源,合计占全球70%-80%产能)计划将2025年约40吉瓦产能提升至2027年的70吉瓦,以满足数据中心需求(西门子能源称2025年新增订单中60%来自数据中心)。超大规模企业正寻求替代方案,如采用卡特彼勒(Solar Turbines)的小型工业燃气轮机,或探索小型模块化反应堆(SMR)等新能源。
2. 机架电源内容量激增:预计2027年Rubin Ultra机架的电源组件含量将达GB200的7-8倍——短期GB300与GB200电源规格相近,内容量增幅有限;2026年下半年将启动800伏高压直流(HVDC)设计,2027年Vera Rubin(VR200)机架电源内容量预计翻倍(达8万-12万美元/机架),带动备用电源单元(BBU)、超级电容需求增长,电源组件总市场规模(TAM)2026年预计增长70%,2027年增长30%。
• 推荐(Outperform)标的:英伟达(目标价225美元,数据中心机遇庞大且处于早期阶段)、博通(目标价400美元,2025年AI增长势头将延续至2026年,软件、现金流及利润率支撑强劲)、高通(目标价185美元,苹果业务压力已明确,产品组合强劲且估值低)、台积电(目标价1444新台币,晶圆代工龙头,受益于AI芯片需求)、希捷(目标价275美元,硬盘周期回暖,HAMR技术领先)等。
• 持有(Market-Perform)标的:AMD(目标价200美元,AI预期较高,与OpenAI新合作或带来增长)、英特尔(目标价35美元,核心问题凸显)、德州仪器(目标价160美元,当前估值充分)、西部数据(目标价120美元,虽估值低但在HAMR技术上落后于希捷)等。
• 减持(Underperform)标的:Lasertec(目标价10900日元,估值与基本面不匹配)、广达电脑(目标价240新台币,增长放缓且指引激进)。