人工智能（AI）数据中心的快速建设正迅速成为各种金属的需求驱动因素，但建设数据中心及其能源基础设施所需的一些金属的上游面临严重的供应风险。

麦肯锡2025年的一项研究发现，如果人工智能行业继续以目前的速度扩张，到2030年，数据中心的计算能力可能会从今年预计的82GW上升到219GW。

计算能力是数据中心运行所需的硬件、处理器、内存、存储和能源的统称，而人工智能的计算能力尤其密集。构建支持人工智能增长所需的计算能力将需要大量金属，从铜和锡等基本金属到镓、锗、钽、铟和铪等稀有金属，用于电子元件、数据传输、电源管理和能源基础设施。

人工智能数据中心建设面临的主要挑战之一是巨大的能源需求。根据数据中心能源需求的“基本”情景，国际能源协会估计，到2030年，数据中心的总能耗可能翻一番，达到945TWh，占全球总能耗的近3%。

铜是最容易受到数据中心能源需求影响的金属之一，因为它被广泛用于电力连接和能源基础设施所需的电线和电缆。据铜开发协会（Copper Development Association）称，仅在芝加哥附近建造一个微软数据中心就需要2177吨铜。但自4月份以来，由于铜矿生产中断和矿石品位下降导致精矿短缺，铜价一直处于稳步上升趋势。国际铜研究集团（International copper Study Group）表示，精矿短缺可能导致全球精炼铜市场明年出现15万吨短缺，而2025年预计将出现17.8万吨的过剩。其他预测估计，明年铜市场仍将供应过剩，但到2030年将转为供应短缺。

在较小的范围内，钽电容器广泛用于数据中心广泛使用的Nvidia GPU卡的能量管理。台湾公司Yageo的前首席技术官Philip Lessner表示，特别是Nvidia H100卡，其上有多达25个钽电容器，未来几年可能会有数百万张这样的卡部署在数据中心。

但今年钽供应链面临大规模中断，因为刚果民主共和国的冲突切断了一大块可追溯的原材料供应。钽精矿的价格今年上涨了29%以上，随着刚果民主共和国东部冲突的恶化和更多地区被M23叛军组织控制，预计价格将继续上涨。

数据中心设计的创新也有望显著推动氮化镓电力电子领域的发展。从2027年开始，英伟达计划推出其800高压直流（800VDC）电力基础设施设计，旨在通过减少电网与服务器之间的AC/DC和DC/DC转换次数来提高数据中心的能源效率。氮化镓器件特别适合这项任务，因为在进行这些转换时，它们以热量的形式损失的能量较少，这可以大大提高能源效率和对能源密集型冷却的需求。作为其800VDC计划的一部分，英伟达正在与英飞凌、Navitas、OnSemi和德州仪器等专门从事氮化镓器件的电力电子制造商合作。Yole Group的半导体行业分析师预测，这些合作以及氮化镓在数据中心的广泛推广，可能会推动氮化镓的电信和基础设施部门以53%的复合年增长率增长，到2030年达到3.8亿美元的收入。

与钽和铜一样，镓在中国以外也面临着严峻的供应挑战。中国镓产量占全球90%以上，且中国政府在2023年8月对这种金属实施了出口管制。这些管制措施将中国以外的镓供应挤压到临界水平，导致价格在过去两年中上涨了162%，截至2025年12月12日，欧洲到岸价达到1,300-1,450美元/公斤的创纪录高位。预计未来几年，欧洲和美国将有更多的镓项目投产，但这些项目可能来得太晚，无法满足日益增长的需求。

数据中心的快速扩张导致需求飙升，但基本金属和特种金属的供应已经紧张，其中许多金属的价格正逼近历史高点。如果不对多元化采矿、回收和加工进行大量投资，这些供应限制可能成为主要瓶颈，尤其是对西方人工智能基础设施的增长而言。扩大人工智能规模的竞争可能取决于获取原材料，就像推进算法或芯片技术一样重要。