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财新

人工智能金属的投资逻辑

当工业革命从信息化走向人工智能时代,全球产业体系面临深刻变革。以数据、电力、算力、传输、存储、算法为基础的投入要素,正在重塑智能经济时代的生产函数。2024年9月工信部等十一部门联合印发《关于推动新型信息基础设施协调发展有关事项的通知》,提出人工智能基础设施包括人工智能算法框架、面向应用的人工智能算法平台和公共服务平台、用于算法模型训练的公共数据集等形态。新型信息基础设施、智算中心、超算中心、边缘数据中心、新技术基础设施、区块链基础设施、量子计算云平台、新型互联网交换中心。

人工智能产业链包括基础层、技术层和应用层。基础层主要包括数据服务、硬件设备和软件平台;其中硬件设备包括智能芯片、计算设备、算力中心,以及智能服务器和传感器等;包括通用技术(机器学习、大模型、知识图谱等)和应用技术(计算机视觉、知识图谱、生物特征识别和自然语言处理);包括智能产品与服务,如智能机器人、智能移动终端等;还包括人工智能+行业应用,如AI+交通、AI+医疗等。

在AI基础层的高带宽存储、半导体设备、光模块、散热组件等中,稀有金属在生产制造和性能优化方面发挥着重要作用。如芯片制造需要镧系元素(镧、铈),用于芯片外延层,提升半导体器件电子迁移率等;而功率器件和高频器件涉及镓、锗、碳化硅、氮化镓等。镓是第三代及第四代半导体的“关键支点”,用于数据中心功率器件、半导体材料及光模块组件,具有良好的导电性和导热性。PCB和服务器板卡需要铜箔、锡、银、玻纤等。钴能够提高芯片的性能和电池的续航能力,满足设备对高性能和长续航的需求。锡铟合金可用于可折叠AI终端的柔性电路,提升抗弯折性能,可承受10万次以上折叠无损坏。这些稀有金属的提炼和清洗工艺需要大量的化工原料,如去除稀有金属氧化物所需的氢氟化工原料等。

电力运输和传导设施对铜和钨等有色金属的需求具有刚性。AI的根基是电力,而电网是电力的瓶颈。AI服务器的PCB板,用铜量是普通服务器的2.5倍。同时,液冷管道、芯片散热、数据中心电力系统等都依赖铜的高导电和高导热性能。单座超算中心的用铜量是传统数据中心的3-5倍。此外,钨以高熔点(3422℃)、高强度特性,是AI基建“高温保障核心”,主要用于制造数据中心散热部件,以及智能设备结构件等。钯因其良好的导电性和导热性,是AI储能与传感的必需品,用于备用电源催化、芯片封装可靠性提升以及气体传感催化。锗在AI数据传输环节具有不可替代性,铟和锗能够有效满足AI设备对电力传输和散热的需求。此外,电缆和变压器需要铜、铝、硅钢等;电力冷却系统需要铜、铝、冷却液等,而这些化学元素的提取需要硫酸、六氟化钨等化学品。

数据中心对稀有金属具有较大的需求。如镝、铽运用于数据服务器,钕铁硼永磁材料则广泛应用于高密度服务器散热及精密驱动电机中。镝、铽可使永磁体在数据中心40℃+高温环境下保持磁性能稳定,能有效抑制磁性衰减幅度超过30%。而钽和铌由于熔点高,耐腐蚀能力强等特性,常用于数据存储,服务器电源设计,以及电子元器件等。

算力产业链相关的主要是有色金属、稀有金属、工业气体等。AI模型训练和推理需要大量算力。算力越集中,数据传输密度越高,光模块、交换机、连接器等环节的重要性就越高,涉及的有色金属包括金、银、铜、锡、PCB、玻璃材料等。算力相关的光芯片与光模块,所需的工业维生素主要是锗、镓、铟、锑、铌、钨等稀有金属,特别是铟、锡是AI显示与传感及光通信领域的关键材料,用于显示面板,以及传感器灵敏度优化等。而提取这些稀有元素的原材料主要是四氯化锗、三氧化钨(WO₃)、五氧化二铌(Nb₂O₅)、五氧化二钽(Ta₂O₅)等化工原料和工业气体等。

综上,有色金属和稀有金属/战略金属的行情随全球宏观流动性、供需结构以及地缘政治等因素钝化或催化。当通胀预期升温,美联储等主要央行加息预期将导致宏观流动性收紧,对贵金属,有色金属和稀有金属等或构成利空;若美联储加息预期收敛,铜铝和锌等有色金属及稀有金属等或迎来一波行情。地缘政治升温也可能导致供给和运输环节受限,供需缺口加大将推升实物价格;如果中美或中欧等贸易谈判出现障碍,市场的交易逻辑将切换到稀有金属的战略属性。当宏观叙事不再是主要矛盾,逻辑将回归真实供需;随着全球AI资本开支的扩大,市场对AI相关金属的投资也可能随之增加,供需矛盾将成为交易主线。若全球AI相关上市公司盈利预测被阶段性证伪,也可能部分瓦解人工智能金属的交易逻辑。