在人工智能技術迅猛發展的當下，電力與硬件基礎設施正成為支撐這場技術革命的核心要素。高盛集團發布的《AI與國防將電網置于能源安全中心》研究報告指出，銅這種人類最早使用的金屬之一，正在AI時代扮演類似"石油"的關鍵角色。數據顯示，ChatGPT每日處理2億次請求需消耗超50萬千瓦時電力，相當于1.7萬戶美國家庭的日用電量，而支撐如此龐大算力的正是銅基材料構建的硬件系統。

高端GPU芯片的制造對銅材料存在剛性需求。以英偉達H100芯片為例，其內部包含3273顆錫球，每顆錫球對應1-2條銅導線，核心芯片連接部分還需數千根基礎導線。任何銅導線的斷裂都可能導致芯片停運。當芯片功耗從幾十瓦躍升至上千瓦時，傳統散熱方案失效，必須依賴銅制散熱組件。H100芯片熱設計功耗達700W，GB300服務器單機柜功率密度最高可達130kW，相當于中小型柴油發電機，這需要大量銅制散熱組件維持運行。

數據中心電網基礎設施成為銅消費的主要增長點。施耐德電氣測算顯示，1GW數據中心用銅量約6.58萬噸，2023年全球數據中心裝機規模7.1GW，總用銅量達46.7萬噸，占全球銅消費量的1.7%。預計到2026年，該領域用銅量將增至71萬噸。電網設施用銅量同期可達62.4萬噸，英偉達GB200超級芯片的銅纜連接方案顯示，若按2024年H100出貨量參考，GB200出貨35萬-40萬臺需消耗銅約3萬噸。

全球電網升級改造帶來持續銅需求。高盛報告預測，到2030年全球數據中心電力需求將激增160%，現有電網需大規模升級。歐洲電網平均運行年限達50年，北美超40年，2024年夏季美國13個區域電力市場中9個出現電力臨界緊張。銅的導電效率是鋁的1.6倍，電阻率極低，使用壽命達30-50年，這些特性使其在電力傳輸領域難以替代。高盛預計，到2030年全球電網及電力基礎設施建設將貢獻60%的銅需求增長。

銅礦產能增長難以匹配需求增速。過去十年全球銅礦產量年均增長約2.1%，ICSG預測2025年僅增長1.4%。優質銅礦資源減少，智利礦山銅采掘平均品位從2010年的1.6%降至2024年的1.1%。市場已反映這種供需失衡，國證有色金屬行業指數上漲2.21%，有色ETF基金上漲2.41%，其中銅含量占比28.66%。高盛預計銅價將在2027年達到每噸10750美元。

鋁材料作為銅的替代品迎來發展機遇。在GPU散熱領域，鋁制鰭片陣列已廣泛應用，H100散熱器鋁制鰭片重量在300-700克之間。數據中心采用鋁制散熱器可使單個機柜減重40-60公斤，成本降低50%-60%，提升算力密度。電力傳輸方面，鋁纜綜合成本比銅電纜低20%，重量僅為銅的三分之一，長距離鋪設優勢明顯。瑞銀上調今明兩年鋁價預測分別達5%和2%。

全球鋁產業呈現結構性變化。中國電解鋁產能利用率達97.74%，幾乎無增長空間，2024年產量占全球60.12%。海外產能加速擴張，2024年1-10月海外電解鋁產量同比增長1.4%。美國銀行預測，2026年全球鋁市將出現29.2萬噸供應缺口，鋁價有望在2026年四季度達每噸3000美元。中國啟動的電解鋁行業供給側改革設定4500萬噸合規產能上限，進一步限制國內產能增長。

液冷技術成為解決高功耗散熱的關鍵方案。傳統風冷散熱上限為10-15kW/機柜，無法滿足AI芯片需求。液冷技術導熱系數是空氣的25倍，單位體積吸熱能力是空氣的3500倍，可降低數據中心能耗20%-30%，PUE值降至1.2以下。2025年全球液冷數據中心市場規模預計達28.4億美元，2032年有望突破211.4億美元，復合增長率33.2%。

主流液冷技術包括冷板式、浸沒式和噴淋式。冷板式液冷通過液體與服務器發熱部件間接接觸散熱，將PUE控制在1.25以下，占據當前市場主導地位。英偉達推動的微通道水冷板（MLCP）技術，單價是現有方案的3-5倍，但可穩定應對2kW以上功耗，熱流密度達800W/cm2。冷卻液市場同步擴張，全球冷卻液市場規模預計從2025年的28億美元增至2032年的211億美元，環保型冷卻液市場份額將以18.4%的復合增長率增長。

這場由AI驅動的硬件革命正在重塑全球金屬市場格局。算力增長帶來的電力消耗直接拉動銅需求，散熱需求激增推動鋁和冷卻液市場擴張。從芯片內部的銅導線到數據中心的基礎設施，從鋁制散熱器到液冷系統，每個環節都反映著技術進步對基礎材料的深刻影響。這種物理需求驅動的市場變化，遠比任何概念炒作更具持續性。