人工智能推動的數據中心建設熱潮正遭遇多重現實困境，從電力供應、用水資源到技術工人短缺，再延伸至住宅開發的土地爭奪，這場由微軟、Alphabet、Meta及亞馬遜等科技巨頭主導的基建熱潮正面臨多重制約，執行風險持續上升，或拖累市場對AI投資回報的樂觀預期。
高盛分析師Brian Singer近期與微軟數據中心高級開發團隊主席Mark Monroe對話中指出，美國數據中心面臨三大核心瓶頸：電力依然是最緊迫的近期期制約因素，水資源壓力促使產業轉向能耗更高的冷卻技術，而技術人才短缺或成下一道門檻。Monroe警告，至2030年，美國需新增逾50萬名製造、建設、運維及電力輸配工程人才方可滿足數據中心電力需求。
與此同時，科技巨頭正以歷史罕見的高價搶購土地，直接壓制住宅開發。據華爾街日報報導，亞馬遜於去年11月斥資7億美元，在弗吉尼亞州收購住宅開發商Stanley Martin數年前僅以5000多萬美元取得的部分土地。該地區住宅土地價格從數萬美元每英畝飆升至超過30萬美元，住宅開發商根本無力競爭。
這場基建熱潮能否持續，關乎當前宏觀經濟環境與科技股估值的核心假設——即數據中心投資能轉化為可衡量的生產力提升並支撐多年增長。然而供應鏈瓶頸、基礎設施制約與地方社區反對持續積累，或令過度樂觀的預期落空。
電力瓶頸堪稱最嚴峻挑戰
電力供應依舊是數據中心建設面的最大瓶頸之一。Monroe指出，儘管雲計算及AI推理作業需依賴接近終端用戶，導致市場出現電力短缺，但AI訓練負載對地理位置敏感，正移向電力相對充足的偏遠地區。
靈活負載管理或可釋放部分容量，但採用受阻。史克大學一項研究表明，若數據中心年負載削減0.25%（99.75%在線時間），可新增76吉瓦負載，相當於美國峰值總需求10%；若削減0.5%（99.5%在線時間），可新增98吉瓦負載。然而這種方案在業界規避風險文文化阻力、反對開關IT設備營運商安全等因素影響下阻力甚大，且可能需更強財務或監管激勵。
現場發電（Behind-the-Meter, BTM）成為昂貴時效方案。雖僅少量數據中心申請現場發電，但Monroe強調，此類項目主要由大型機房提供穩定循環發電，成為電網供電的5至20倍成本。考量大規模AI數據中心的超額利潤能力，採用現場發電推進項目仍具可行性。Monroe表示，部分現場發電數據中心最終目標為三年內接入電網，屆時需整合並售電回歸電網或拋售現場發電資產。
水資源約束推升能耗成本
社區、監管及晶片技術進步的壓力正推動產業轉向更節水但更高能耗的冷卻技術。Monroe指出，在這些壓力下，產業正由傳統高耗水蒸發冷卻方式轉向更少用水的設計，尤其大型運營商更偏好此種方式。
此一轉變帶來明顯的能效損失。Monroe指出，向封閉及無水冷卻系統轉變可能使電力使用效率（PUE）由最佳水準1.08升至1.35-1.40，意味能源開銷將由蒸發系統8%激增35%-40%。盡管直接採用晶片液冷及高溫水冷等創新方案實現效率提升，數據中心多樣化客戶群與早期建設確定冷卻架構，可能仍堅持使用冷水機組設計。Monroe表示，雖蒸發冷卻所占份額可望下降，但未來10年冷水機組需求仍因數據中心總容量成長而顯著上升。
技術工人短缺成下一道挑戰
Monroe警告，技術工人短缺或成為數據中心建設的下一道門檻。數據中心與一般工業建築區別在於對專業電氣和機械系統的高需求，使電工和管道工對數據中心建設至關重要。
行業組織正與技術大學及學院合作推動培訓項目以彌補此缺口，並嘗試從初中階段接觸學生，致力於令技術行業成為更具吸引力的職業路徑。高盛估計，至2030年，美國製造、建設、運維及電力輸配等領域需新增超過50萬名工人，方能滿足所有電力需求。
科技巨頭搶地推升土地價格
數據中心開發商以高價收購土地，壓制住宅建設。據華爾街日報報導，Stanley Martin董事長Steve Alloy五年前準備於弗吉尼亞州Bristow開發516套新房時發現附近土地被微軟、谷歌等科技巨頭搶購。今年11月，該公司將數年前以5000萬美元購入的一部分土地以7億美元售予亞馬遜，成為美國歷史上最大宗空地交易之一。
北弗吉尼亞州已成全球數據中心聚集地。該地區擁有開發土地、不斷增長的電力基礎設施及互聯網泡沫時期建設的密集光纖網絡。勞登縣（Loudoun County）是所謂”數據中心聚集地”，全球最大科技公司均沿95號州際公路南行進入威廉王子縣（Prince William County）。
土地價格飆升使住宅開發商競爭力下降。在北弗吉尼亞州，開發商向土地所有者發出信函，報價高達每英畝100萬美元。一些曾以數萬美元一英畝出售的農村土地如今報價已飆破300萬美元，住宅開發根本無力競爭。
在芝加哥附近的數據中心樞紐Elk Grove Village，Stream Data Centers於2024年以每棟約100萬美元價格購入並拆除了一個55戶住宅小區，建設三座總計210萬平方英尺數據中心。達拉斯附近67號美國公路旁，三年前土地成交價每英畝2.4萬美元，如今部分地段已飆升至超過35萬美元。住宅土地開發商Scott Finfer表示，”住宅建築商根本無法讓這些數字邏輯成立。”
展望未來，關鍵問題在於美國能否維持數據中心資本開支的持續激增，考慮到這些設施已深入納入宏觀經濟事件和科技股估值的核心組件。假設持續建設將轉化為可衡量的生產率提升，從而支持多年增長，但執行風險取決於核芯組件、電網接入及供應鏈瓶頸等關鍵投資及基礎設施，這些因素可能減緩建設並導致過度樂觀預期落空。
參考資料：新浪財經、華爾街日報、CMoney投資網、數據中心前沿研究報告、TechNews、Longbridge報導
市場重要性與影響評估： 高影響
影響範圍： 全球，重點在美國及部分亞太地區
影響時長： 中長期（3-12個月及12個月以上）
市場敏感度： 目前市場對數據中心建設面臨的電力、用水及人才短缺問題已有一定認知，但供應鏈瓶頸、土地價格飆升及技術人才不足等挑戰仍存在，部分風險可能被低估。潛在市場影響：
- 數據中心作為AI及雲計算核心基礎設施，對電力及水資源的依賴日益加深，電力瓶頸成為制約行業發展的首要挑戰，可能引發能源價格波動及供應風險。
- 水資源限制及冷卻技術轉型（如從蒸發冷卻轉向水冷技術）雖有助節水，但伴隨能耗成本上升，對數據中心運營成本構成壓力。
- 技術人才短缺成為建設及運營的關鍵瓶頸，尤其是電氣工程、冷卻系統及AI運算相關專業人才，影響行業擴張速度及質量。
- 土地價格飆升及大型科技公司對土地的高價搶購，直接壓制住宅開發，增加數據中心建設成本，並可能引發地產市場結構性變化。
- 現場發電（Behind-the-Meter）方案成本高昂，但對緩解電力供應緊張具備一定可行性，未來數據中心可能加大此類技術投入。
- 整體來看，數據中心行業的快速擴張帶動相關能源、基礎設施及土地市場需求，但同時也面臨政策監管、環境保護及社區反對等多重不確定因素。
風險：
- 電力供應短缺及價格波動風險加大，可能導致數據中心運營成本飆升及部分項目延遲。
- 水資源壓力及冷卻技術轉型帶來的成本上升，可能影響數據中心的盈利能力。
- 技術人才缺口持續擴大，培訓及招聘難度加劇，影響行業長期可持續發展。
- 土地價格持續高企及政策限制，可能使部分地區數據中心建設受阻，進一步推高成本。
- 政策監管風險，包括環境保護要求、能源使用限制及土地用途管制等，可能加劇行業不確定性。
- AI投資回報預期可能因執行風險及市場波動而落空，影響投資者信心。
其他觀點：
- 部分專家認為，數據中心的能源與水資源瓶頸是推動行業技術創新和能源轉型的動力，促使行業加快採用更高效節能的冷卻技術和可再生能源。
- 另有觀點指出，數據中心的土地爭奪反映了城市化與數字化發展的矛盾，未來可能催生更多跨區域協作及分散式數據中心建設模式。
- 部分分析師強調，人工智能帶來的爆炸式增長雖推升需求，但同時也需警惕人才短缺和供應鏈瓶頸對行業的深遠影響，建議加大人才培養和基礎設施投資。
備註：
- 本分析僅供參考，不構成投資建議。