AI 大模型资源消耗全景清单
截至 2025-07-30，基于公开研究、企业 ESG 报告与实测数据整理。
1. 电力
| 维度 |
关键数据 & 影响 |
| 训练阶段 |
GPT-3 训练 ≈ 1,287 MWh，相当于 120 个美国家庭全年用电。 |
| 推理阶段 |
ChatGPT 日活 1 亿用户，日均耗电 ≈ 6-8 GWh。 |
| 集群功率 |
10,000 GPU 训练集群峰值功率 ≈ 30-40 MW。 |
| 电网压力 |
北弗吉尼亚 AI 园区已触发 2024 年限电令。 |
2. 水资源
| 维度 |
关键数据 & 影响 |
| 冷却用水 |
微软数据中心 2022 年为 AI 负载消耗 700 万升冷却水。 |
| 制造用水 |
一片 5 nm EUV 晶圆需 11,000 升超纯水。 |
| 单位用水 |
ChatGPT 每 25-50 次对话 ≈ 500 mL。 |
| 未来预测 |
2027 年 AI 全球年用水量或达 6.6 亿立方米（≈ 华盛顿州全年）。 |
3. 碳排放
| 维度 |
关键数据 & 影响 |
| 训练排放 |
GPT-3 训练排放 502 tCO₂e；Bloom 176B 排放 25 tCO₂e。 |
| 推理排放 |
ChatGPT 单日排放 ≈ 550 次纽约–旧金山往返航班。 |
| 全生命周期 |
数据中心 PUE 1.2-1.5，每 1 MWh 额外排放 200-300 kg。 |
4. 硬件与稀有金属
| 维度 |
关键数据 & 影响 |
| GPU 功率 |
H100 350 W，8-GPU 服务器 2.8 kW；AI 服务器需 4×1,800 W 冗余电源。 |
| 稀有金属 |
单块 A100 含 1 g 金、2 g 银、30 g 铜。 |
| 淘汰周期 |
18-24 个月；2023 年全球 AI 电子垃圾 ≈ 2.6 万吨。 |
5. 数据资源
| 维度 |
关键数据 & 影响 |
| 训练语料 |
LLaMA-2 用 2 万亿 token，清洗前需 10× 原始网页。 |
| 标注成本 |
医疗影像单张标注 5-50 元；ChatGPT RLHF 人工排序 10 万条。 |
| 数据冗余 |
2024 年公开网络 15% 为 AI 生成，导致重复爬取。 |
6. 水资源-芯片制造耦合
| 维度 |
关键数据 & 影响 |
| 台积电 3 nm 厂 |
日用水 20 万吨，可支撑 30 万城市居民。 |
| 干旱风险 |
2021 年台湾旱灾导致台积电运水车队 1.5 万辆/日。 |
7. 人力资源
| 维度 |
关键数据 & 影响 |
| 高端人才 |
资深算法工程师年薪 30-100 万人民币；10 人团队年支出 500-1,000 万。 |
| 标注劳工 |
OpenAI 肯尼亚外包时薪 1.3-2 美元，心理创伤补偿诉讼进行中。 |
8. 时间/算力效率
| 维度 |
关键数据 & 影响 |
| GPU 利用率 |
典型训练 30-50%；闲置 50-70% 时间。 |
| 语言效率 |
Python vs C++ 慢 20-50%；JIT/编译优化可节省 15-30% 能耗。 |
9. 空间与基础设施
| 维度 |
关键数据 & 影响 |
| 机房面积 |
10 MW 数据中心需 1-2 万 m²；冷却塔占地额外 20%。 |
| 城市负荷 |
伦敦 Docklands 2024 年 AI 机房占区域峰值负荷 18%。 |
10. 电子垃圾与回收
| 维度 |
关键数据 & 影响 |
| 寿命 |
GPU 3-5 年；服务器 5-7 年；SSD 2-3 年。 |
| 回收率 |
全球数据中心硬件回收率 <20%；贵金属回收价值占新卡成本 5-8%。 |
11. 绿色电力与 PPA
| 维度 |
关键数据 & 影响 |
| 可再生能源比例 |
Google 2023 年 AI 训练 64% 绿电；微软签署 10 GW 长期 PPA。 |
| 碳抵消争议 |
2024 年欧盟新规限制碳抵消占比 ≤10%。 |
12. 间接社会成本
| 维度 |
关键数据 & 影响 |
| 电价上涨 |
韩国首尔 2024 年 AI 负荷导致工业电价上涨 7%。 |
| 人才虹吸 |
高校 AI 师资流失 15%；部分国家启动“人才回流”补贴。 |
结论
AI 大模型的资源消耗是 电力-水-碳-硬件-数据-人 的多维耦合系统。
若按当前增长曲线，2030 年全球 AI 相关电力需求可能达 全球发电量的 3-4%；
水足迹 与 碳足迹 将成为政策硬约束，推动绿色计算、液冷、模型压缩、能效优化与循环经济成为必修课。
大模型“高耗能、高耗水、高算力”赛道
A 股 & 港股重点公司速览
（截至 2025-07-30，信息来源：Wind、公司公告、券商最新调研纪要）
1. 算力与绿色数据中心
| 公司 |
股票代码 |
核心看点 |
| 优刻得-W |
688158.SH |
中立云龙头；乌兰察布、青浦两大东数西算数据中心，GPU 弹性调度+液冷节能，PUE<1.15。 |
2. 光模块 / 高速互联（AI 算力“血管”）
| 公司 |
股票代码 |
核心看点 |
| 中际旭创 |
300308.SZ |
800G/1.6T 光模块率先放量；低功耗硅光方案降低 GPU 集群能耗。 |
| 新易盛 |
300502.SZ |
400G/800G 出货大增，二季度净利预计同增 300-400%，绑定国内云厂商 AI 集群。 |
| 华工科技 |
000988.SZ |
国内 400G/800G 主力供应商；液冷光模块已规模化交付。 |
3. AI 服务器 & 液冷温控
| 公司 |
股票代码 |
核心看点 |
| 中科曙光 |
603019.SH |
国产 AI 服务器龙头；液冷数据中心解决方案批量落地，单机柜功率密度提升 3 倍。 |
4. 水资源管理与循环冷却
| 公司 |
股票代码 |
核心看点 |
| 碧水源 |
300070.SZ |
膜法水处理龙头；数据中心冷却水回用、再生水项目快速扩张。 |
| 兴蓉环境 |
000598.SZ |
西部水务龙头；已为成都、重庆多个数据中心提供中水回用与污水零排放。 |
5. 数据服务与模型训练效率
| 公司 |
股票代码 |
核心看点 |
| 海天瑞声 |
688787.SH |
AI 训练数据供应商；通过高质量标注减少无效训练，间接降低算力浪费。 |
| 利欧股份 |
002131.SZ |
自研大模型优化广告投放；训练-推理循环效率提升 9 倍，强调算力效率。 |
6. 港股映射
| 公司 |
股票代码 |
核心看点 |
| 快手-W |
1024.HK |
短视频生成大模型“可灵”已上线；自建绿色数据中心+液冷，PUE<1.20。 |
| 阿里巴巴-SW |
9988.HK |
张北、乌兰察布超大规模数据中心，100% 绿电+循环冷却水，支撑通义千问系列。 |
投资策略：
① 追踪 液冷、光模块、再生水 订单落地；
② 关注 PUE、WUE（水利用效率） 等 ESG 指标披露；
③ 结合 东数西算节点 政策红利，优选具备 能耗双控优势 的龙头。