中国AI算力崛起之路：挑战与机遇

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要达到所需的计算水平，巨大的电力消耗是必然的，但其根本瓶颈在于中国本土半导体产业的发展。我们的设想是，美国将持续限制高端半导体的出口，而中国则主要依靠自主设计和制造的国产AI芯片。预计到2026年，中国最先进的加速器（如华为昇腾950）的能效将达到0.5 TFLOPS/W（此处的功耗计算涵盖了整个AI数据中心，而非仅限于机柜），这仅相当于美国芯片（约2.5TFLOPS/W）的四分之一。然而，基于我们对中美芯片性能差距的评估，我们认为这一差距将逐渐缩小，到2035年中国芯片的能效有望提升至美国的50%以上。正如过去几年所见，即便面临严格的出口管制，中芯国际仍能与台积电保持约6年的技术差距。我们相信，凭借国产设备以及工艺和架构的创新，未来十年这一差距不会进一步扩大。随着摩尔定律的放缓，台积电的性能提升幅度逐年递减（参见图表2，我们假设芯片性能每两年提升一次，且提升幅度逐渐减小），如果中国能持续保持约6年的技术落后，那么中、美在AI芯片性能上的差距将会缩小。根据我们分析师的判断，到2030年，中国芯片的性能可能达到当前美国最佳芯片的水平。尽管我们预计到2035年中国在芯片能效上仍将落后于美国，但差距将显著收窄。我们估计到2035年，中国芯片的能效可能达到3 TFLOPS/W，这在每瓦性能上已超过美国水平的一半。

鉴于较低的能效和每芯片算力有限，中国需要生产更多芯片并扩建更大规模的云服务设施，才能在算力上与美国抗衡。然而，这也会导致在相同的算力输出下消耗更多的能源。目前，美国的数据中心容量约为中国的两倍，即29吉瓦，而中国为14吉瓦。考虑到中国数据中心国产芯片的低能效，其当前算力不足美国的20%。我们预测，到本十年末，美国的数据中心容量将增至84吉瓦，到2035年将达到214吉瓦（图表3）。为了实现与美国相当的AI算力水平，我们估计中国需要到2035年将其数据中心容量扩大至214吉瓦，这将是当前水平的15倍（图表3）。届时，中国的数据中心容量（以吉瓦计）将是美国的1.6倍。考虑到当前的差距，这反映了中国在半导体性能方面取得的进步。

中国的电力需求将显著增加，但鉴于中国庞大的电力生产规模，超大规模数据中心在其总电力需求中的占比将相对较低。到2035年，数据中心预计将占中国总用电量的约10%，而美国这一比例预计为16%。中国来自AI数据中心的显著电力需求增长可能在未来十年的后期出现，届时预计其占总用电量的份额将从5%上升至10%（图表4）。相比之下，美国的电力需求增长将更为提前：未来五年，美国数据中心在全国用电需求中的份额预计将从6%增至13%。一个值得关注的问题是美国能否实现其电力供应目标，正如埃隆·马斯克在今年的达沃斯论坛上所言，“美国生产的芯片可能多到无法全部启动”。

在AI资本支出方面，中国每吉瓦所需的投资较少。然而，由于实现相同算力需要更多的吉瓦，目前我们估计每单位算力的资本支出约为美国的2倍。但如前所述，随着中美芯片能效差距预计将随时间缩小，实现相同算力输出的资本支出差距也将随之缩小，我们预计到2035年，中国每TFLOPS产出的资本支出将与美国相当。在资本支出构成上，中国的芯片成本将高于美国，但其他基础设施成本（如建筑、供电、冷却等）将更低，从而抵消了这一差异。我们估计2025年美国AI数据中心的资本支出约为3220亿美元（图表5），考虑到其高基数和潜在的电力供应限制，我们预测其年复合增长率仅为8%。

另一方面，中国在2025年的资本支出仅占美国的约20%。然而，为了追赶，中国需要以32%的年复合增长率增加AI数据中心的资本支出，到2035年达到9740亿美元。在2015年至2035年期间，美国的累计资本支出将达到6.519万亿美元，仍高于中国的4.044万亿美元。

中国在发电领域的领先地位构成战略优势

中国是全球最大的电力生产国和消费国，年用电量超过10,000太瓦时，这比美国约5,000太瓦时的年发电量高出一倍多。去年，中国成为全球首个单月用电量超过1,000太瓦时的国家，这一数字相当于日本全年的用电量。目前，电力约占中国能源消费总量的30%，显著高于21%的全球平均水平。尽管对电力的依赖已经很高，但随着中国致力于优先发展国内电力供应，它正迅速转型成为一个“电力大国”。

没有任何国家每年新增的电力装机容量能够与中国相提并论。根据我们的估算，中国在2025年成功新增了惊人的500吉瓦电力装机容量（主要为光伏和风电），这几乎是美国、印度或欧盟新增容量的一个数量级。中国目前的光伏制造产能总计达1000吉瓦，风电产能超过200吉瓦，这意味着中国拥有1200吉瓦的制造产能，仍有进一步扩大电力装机容量新增规模的空间。我们预计，未来25年，电力在中国终端能源消费总量中的占比将超过50%，而目前这一比例约为30%。值得注意的是，十年前，美国和中国的终端能源消费电气化率是相同的。如今，中国的电气化率比美国高出近50%，我们预计到2050年，这一比例将达到美国的两倍。

这一向电力的转型将由中国太阳能和风能装机容量的空前扩张以及电池储能的部署所驱动，其规模已远超世界其他地区。中国目前控制着全球超过80%的光伏制造产能和约三分之二的风电制造产能。关键在于，未来十年，没有任何其他国家能够像中国一样大规模部署可再生能源发电能力，也没有任何国家能够如此迅速地扩大电力供应。

对比美国和中国，凸显了电力供应增长的巨大差异。过去25年间，美国仅有一年新增电力装机容量超过50吉瓦。年均装机容量增长更接近20吉瓦。2025年，美国新增50吉瓦装机容量，其中34吉瓦来自太阳能和风能。尽管特朗普政府对太阳能和风能持负面态度，削减了关键的政策支持要素，但可再生能源正日益成为满足强于预期的电力需求增长（尤其是来自数据中心的需求）最快且最具扩展性的解决方案。尽管近年来美国电力需求一直在增长，但回顾过去十年，其电力需求相对平稳，每年约4000太瓦时，其中核电、太阳能和风能发挥着越来越重要的作用。

与此同时，中国的发电装机容量在过去25年实现了大幅增长。过去一年，中国新增发电装机容量超过500吉瓦，其中太阳能装机314吉瓦，风电装机119吉瓦，这超过了世界其他地区的总和，是美国的十倍。可再生能源在满足增量电力需求方面正发挥着日益关键的作用。2025年，约80%的新增发电装机来自可再生能源（但由于容量系数差异，其实际发电量占比较低）。中国电力需求与发电装机容量的增长保持一致。过去十年，总用电量从1000太瓦时增至10000太瓦时，增长了一个数量级。随着低碳发电