科技未来：中国能否实现人工智能霸权？
科技未来：中国能否实现人工智能霸权？ 人工智能的领先地位取决于多个因素，但一个关键衡量指标是算力。人工智能能力随算力呈幂律关系扩展。美国目前以35ZFLOPs的AI算力（FP8）领先中国，五年前为2ZFLOPs（年复合增长率为86%），预计到2035年将达到511ZFLOPs（年复合增长率为+31%）。中国目前为5ZFLOPs（相当于美国的15%），由于半导体技术落后及资本支出投资较低，仍远落后于美国。中国能否迎头赶上？ 算力不仅取决于先进的半导体，还取决于运行超大规模数据中心所需的电力供应，而中国在这方面处于领先地位。中国正迅速演变为全球最大的电力国家，目前发电量是美国的2倍以上。去年中国新增发电装机容量超过500吉瓦，超过世界其他地区的总和，约为美国的10倍。尽管中国在太阳能和风能领域占据主导地位，但其在建反应堆数量也超过任何其他国家，并将在2030年以110吉瓦的装机容量超越美国成为最大的核电国家。中国还受益于可再生能源和电池成本约为西方的三分之一，并在整个制造供应链中占据深度主导地位，在关键零部件中占有>70%的份额。 我们的分析表明，中国凭借规模优势，到2035年可能在算力方面与美国匹敌。尽管中国在半导体技术上落后于美国，但正在迎头赶上。如果通过纯粹的规模来弥补芯片效率较低的不足，那么到2035年达到美国511ZFLOPS的算力水平似乎是可行的。要达到美国水平的算力，中国需要到2035年将AI专用数据中心容量扩大至214吉瓦，这大约是美国预计130吉瓦的1.6×倍。这也要求中国在未来十年每年新增385吉瓦的发电容量，而美国为44吉瓦。尽管两国在2025年均已超过这一水平，但鉴于中国专注于更具可扩展性的电力技术，其前景似乎更为有利。 如果电力是瓶颈，存在一种情景，即到2035年中国在算力方面可能显著超越美国。假设资本支出和半导体供应不受限制，且电力是长期算力潜力的唯一决定因素，我们认为中国可能超越美国。假设美国未来十年每年能维持去年50吉瓦的建设速度，那么到2035年，美国可支持高达585ZFLOPS的AI算力。另一方面，如果中国继续每年新增500吉瓦的发电容量，那么到2035年，中国的算力容量可能达到1,936ZFLOPS（是美国的3.3×倍）。 我们相信，到2035年，中国本土AI芯片的能效可达到美国的>50%。目前，领先的本土AI芯片在TFLOPS/W指标上约为美国芯片的~25%，到2035年可能提升至>50%。正如过去几年所示，即使在严格的出口管制下，中芯国际仍能保持与台积电~6年的技术差距；我们认为，凭借本土设备和工艺/结构创新，这一差距在未来十年不会扩大。但随着摩尔定律放缓，台积电每年的性能提升幅度正在递减，中国AI芯片与美国芯片之间的性能差距将逐渐缩小。 续下页... 承上页... 到2035年，中国的人工智能数据中心资本支出将需要增至~1万亿美元，超过美国。我们估计2025年美国的人工智能数据中心资本支出约为3220亿美元，鉴于其高基数及潜在的电力约束，我们预计其年复合增长率仅为8%。另一方面，中国在2025年仅达到美国的~20%，但为了追赶，中国需要以32%的年复合增长率增加人工智能数据中心资本支出，并在2035年达到9740亿美元。我们假设国家将像在其他战略性产业中一样，在提供资金方面发挥作用。2015‑2035年期间，美国的累计资本支出将达到6.519万亿美元，仍将高于中国的4.044万亿美元。 中国需要在半导体和电力基础设施领域进行巨额投资，才能赶上美国，这将为相关股票创造明确的上行空间。为支持发电和可再生能源的快速增长，中国将需要显著更多的电池和电网基础设施，这也是宁德时代和阳光电源仍是我们首选的原因之一。鉴于核电在替代煤电作为基荷电源方面的可扩展性作用，我们预计核电也将持续走强。在计算方面，随着中国向美国水平的计算能力迈进，国内AI芯片和服务器制造商有望抓住不断升级的本地需求。在我们覆盖的中国半导体公司中，我们给予中芯国际、寒武纪和海光信息'跑赢行业'评级。 投资启示 美国和中国正陷入一场争夺AI主导权的竞赛。衡量这场竞赛的一个客观方式是计算能力的规模。目前，美国显著领先，其AI计算能力是中国的7倍。尽管如此，我们相信中国能够缩小差距。尽管在可预见的未来，中国在半导体技术上仍将落后于美国，但它正在追赶。目前其芯片能效是美国的25%，但到2035年可能达到50%，如果能在本年代末获得EUV技术，甚至可能更高。然而，中国最大的优势在于其扩大电力供应的能力。中国目前的发电量是美国的>2倍，去年新增发电装机容量超过500吉瓦，是美国的10倍。假设中国能保持这一优势，那么到2035年，中国不仅有可能在计算能力上与美国匹敌，甚至可能超越。我们认为，这一结论对中国经济具有广泛影响，因为它正寻求与美国竞争，成为由AI驱动的领先经济体。在半导体方面，我们可能正处于中国半导体多年牛市周期的起点。为了支持我们假设可能成为未来十年中国首要任务之一的AI主导权，中国首先需要大量投资以建设足够的芯片制造产能，这将使北方华创、中微公司、拓荆科技等设备供应商受益。因此，本土代工厂的先进逻辑产能预计将快速增长，从而提升中芯国际等领先本土代工厂以及寒武纪、海光信息等领先AI设计公司的收入。对电力的大规模投资将使中国的储能、太阳能、风能、核电和电网相关公司受益。在我们覆盖的公司中，我们认为宁德时代和阳光电源是布局这一主题的主要受益者，我们给予其'跑赢行业'评级。 详细分析 美国和中国正围绕人工智能（AI）霸权展开竞争。这场竞赛的赢家，可能决定哪个国家将主导二十一世纪。虽然实现AI霸权取决于多个因素，但衡量这一目标进展的一个方式是“计算能力”。经验数据表明，AI能力随计算能力呈幂律关系扩展，模型性能可预测地随计算能力、数据和参数提升。如果这一关系持续成立，那么哪个国家能在计算能力竞赛中胜出，就可能最终赢得AI军备竞赛。两国似乎都在进行一场得到各自政府支持的、堪比“曼哈顿计划”规模的竞争。尽管美国目前在争夺AI主导权的战斗中处于领先地位，但我们审视了中国到2035年在计算能力上与美国匹敌所需的条件，以及中国是否有可能在下个十年中期在AI霸权竞赛中甚至超越美国。 在争夺AI主导地位的竞赛中，美国和中国面临着不同的挑战。美国的挑战在于确保有足够的电力容量供应给超大规模数据中心运营商，而中国的挑战则在于半导体产能。但哪个因素更为关键？重要的是，一些行业领先者已强调了中国可能获胜的潜力。2025年，英伟达首席执行官黄仁勋曾表示中国将赢得AI竞赛，并指出较低的监管要求和电力成本是关键因素。换言之，“能源不仅是投入成本，更是整个AI技术栈的底层基础”。更根本地说，“能源是AI的基石”。同样，埃隆・马斯克也曾表示“中国将拥有更多电力，可能也会拥有更多芯片”，并且“基于当前趋势，中国在AI算力方面将远超世界其他地区”。在更基础的层面上，马斯克指出“AI部署的限制因素是电力”。在本报告中，我们估算了到2035年每个国家需要建设多少电力来支持AI数据中心（AIDC）以实现这一AI主导计划，以及相关的资本支出投资。 中国需要什么才能在算力上与美国匹敌 若中国要达到与美国同等的计算能力，首要问题是美国计算能力的预期增长是多少？基于芯片效率提升遵循英伟达近年技术轨迹的展望，并结合市场广泛追踪的数据中心电力需求预期（BNEF），我们预计到2035年，美国AI计算能力将在未来10年内增长15倍（图表1）。过去五年，美国的AI计算能力已从约2ZFLOPs扩大至35ZFLOPs，年复合增长率达86%。基于当前的资本支出计划及增长趋势的外推，我们预测美国计算能力将在2030年达到219ZFLOPS，在2035年达到511ZFLOPS。目前，中国的AI计算能力约为5ZFLOPs，大致是美国的15%。我们预计到2030年，中国仍将显著落后于美国，因为芯片性能和AI数据中心投资均需要时间提升。本报告探讨的问题是，要达到美国2035年511ZFLOPS（即中国当前计算能力的100倍）的水平，在资本支出、半导体和电力方面需要付出何种努力。 达到这一计算水平所需的电力是巨大的，但根本上取决于中国本土半导体产业的进展。我们的假设是，美国将继续限制向中国供应高端半导体，而中国将主要依赖本土设计和制造的国产AI芯片。2026年，中国领先的加速器（以华为昇腾950为代表）仅能提供0.5TFLOPS/W（功耗计算采用整个AI数据中心，而非仅机柜），其效率约为美国芯片（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会缩小，到2035年中国芯片效率可能提升至美国的>50%。正如过去几年所示，即使在严格的出口管制下，中芯国际仍能保持与台积电~6年的技术差距，我们相信凭借国产设备及工艺/架构创新，未来十年这一差距不会扩大。但随着摩尔定律放缓，台积电的性能提升幅度逐年递减（图表2，我们假设芯片性能每两年提升一次，且提升幅度逐渐放缓），如果中国持续保持落后~6年的差距，中国AI芯片与美国之间的性能差距将会缩小。根据我们分析师的判断，到2030年，我们估计中国芯片在性能上可能相当于当今美国可用的最佳芯片。尽管我们预计直至2035年，中国在芯片效率上仍将落后于美国，但差距应会显著收窄。到2035年，我们估计中国芯片可能达到3TFLOPS/W，按每瓦性能计算，这已超过美国性能水平的一半。 鉴于较低的能效和每芯片较小的算力，中国需要生产更多芯片并建设更大规模的大型云服务商，才能在算力上与美国匹敌，而这也会在相同的算力输出下消耗更多能源。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每瓦性能较低，其当前算力不足美国的20%。我们预计，到本十年末，美国数据中心容量将增至84吉瓦，到2035年将增至214吉瓦（图表3）。为达到与美国相当的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，这较当前水平增长15倍（图表3）。到2035年，中国数据中心容量（以吉瓦计）将是美国的1.6倍。考虑到当前的差距，这反映了中国半导体性能的进步。 中国的电力需求将显著更高，但鉴于中国的电力生产规模大得多，超大规模数据中心在总电力需求中的占比将较低。到2035年，数据中心预计将占中国总用电需求的约10%，而在美国这一比例为16%。中国来自AI数据中心的显著电力需求加速可能出现在下一个十年的后期，在此期间，我们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前置：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%。一个问题是美国能否实现这一目标，埃隆・马斯克今年在达沃斯指出，'美国生产的芯片可能多到无法全部启动'。 资料来源：公司数据、BNEF、伯恩斯坦分析与预测 在AI资本支出方面，中国每吉瓦所需的投资较少，但由于相同算力需要更多的吉瓦，目前每单位算力的资本支出估计约为美国的2倍。然而，正如我们上文所述，随着中美芯片能效差距预计将随时间推移而缩小，相同算力输出的资本支出差距也将缩小，我们预计到2035年，中国每TFLOPS产出所需的资本支出将与美国相近。在资本支出构成中，中国的芯片将比美国更昂贵，但其他基础设施成本（建筑、供电、冷却等）将更便宜，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），鉴于其高基数及潜在的电力约束，我们估计其年复合增长率仅为8%。另一方面，中国在2025年仅占美国的~20%，但为了追赶，中国需要以32%的年复合增长率增加AI数据中心资本支出，到2035年达到9740亿美元。2015‑2035年美国的累计资本支出为6.519万亿美元，仍将高于中国的4.044万亿美元。 中国在发电领域的领先地位是战略优势 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
