美國電網撐得住AI需求嗎?電力供應恐需增6至10倍,逾7成設備卻逼近報廢!電網被迫大轉骨
美國電網撐得住AI需求嗎?電力供應恐需增6至10倍,逾7成設備卻逼近報廢!電網被迫大轉骨

AI能不能繼續擴張,最終可能不是取決於晶片或演算法,而是取決於一個更基礎的問題:「電從哪裡來?」。

Magnefy共同創辦人高子恆表示,若要支撐資料中心的成長速度,美國電力供應至少需再增加6到10倍,才能滿足AI運算所需的用電規模。能源議題也因此從過去的永續發展主軸,轉向成為AI時代基礎建設的核心戰場。

材料工程出身的高子恆,曾從事產品研發多年。近年他觀察到AI趨勢帶動的能源瓶頸,轉往史丹佛研究能源產業,並創辦Magnefy,聚焦數位孿生與高速磁性感應預警系統,協助監測變壓器、電網纜線等設備的效率與可靠度。

與台灣以台電為主要供應者不同,美國50州各分屬不同區域電網,發電、售電、配電分屬不同角色:有負責電力批發的業者,也有面向企業或一般住戶的零售業者,不同用戶類型的電力方案配置也不盡相同;各區域電網間仍須彼此協調連線,整體產業結構遠比台灣分散複雜。

高子恆指出,市場目前有兩大關鍵問題:第一是如何再增加能源第二則是能源分配

即使能源到位,仍須仰賴「電網」將電力送達居民用電與資料中心,而美國電網本身老化嚴重,正是分配環節最大的瓶頸。此外,全美超過70%的變壓器已超過25年可用年限,逼近或超過堪用上限;變壓器正是電力傳輸鏈中最關鍵的一環。問題不僅止於設備老舊。2020年新冠疫情後,變壓器等設備供應鏈嚴重積壓,損壞後往往供不應求。

資料中心與電網業者之間也存在明顯摩擦:用電需求龐大,但電網建設無法短時間跟上,牽涉資金負擔、環境影響評估、選址等法規與社會成本。

高子恆提到,資料中心與電網間的併網排隊機制(指新設施須排隊等待電網完成饋線容量評估與升級後,才能正式併網供電)已經延宕數年,導致許多新建計畫遲遲無法動工。

面對電網瓶頸,業界與監管機關正從法規與技術2個方向尋求突破:法規面上,過去多數州並未開放住戶或企業自行儲能、發電後回饋電網,如今已有十餘州鬆綁,讓「電網後端」(Behind the Meter)商業模式浮上檯面。

住戶可透過太陽能板搭配儲能電池,電價高峰時用自家儲電,離峰時充電,甚至回售多餘電力賺取收益,運作邏輯與特斯拉Powerwall的虛擬電廠(VPP)模式相近,商業與工廠用戶也開始跟進。

特斯拉Powerwall
圖/ 特斯拉官網

傳輸端則出現更根本的技術轉變。美國能源部重新評估高壓直流電(HVDC)作為長途輸電方案,取代自愛迪生時代延續至今的交流電系統,以降低長距離傳輸耗損。能源部已規畫橫跨中西部、南部到東部的HVDC走廊,同時搭配新型半導體材料製成的電力電子(Power Electronics)變壓器,效率遠優於傳統設備。

延伸閱讀:白話科技|HVDC高壓直流電是什麼?台廠概念股有哪些?為何是資料中心配電新解方?

台電也將面臨同樣難題

高子恆表示,由於現有電網不可能一次全面汰換,未來20、30年變壓站將朝模組化(Modular)、可移動(Mobile)與可同時處理交直流電的混合式(Hybrid)方向發展,部分設施甚至可用貨車直接拖運部署。AI與機器學習也被導入電網後端,用於即時判讀供需落差,執行更精準的雙向配電調度。

外界對AI究竟需要多少額外電力仍有歧見,因電網跟進速度、資料中心自建發電能力不同。資料中心屬民間企業,調整彈性較高;電網業者多屬公營或受投資人監管,擴充速度相對受限。

延伸閱讀:過去20年拚晶片,未來10年搶電力!儲能、電網、變壓器為何變AI時代戰略物資?

高子恆認為,真正變數在於是否出現資料中心可直接採用的新型發電方式,因為單靠現有太陽能與風力仍不足以支撐AI耗電量。他也提到,AI運算效率提升有助於反向緩解效果,例如光學互連技術與新型晶片封裝散熱設計,能從晶片到伺服器層級降低用電需求。

發電端方面,小型模組化核能反應爐與地熱等過去因成本過高受限的技術,也隨創新逐漸具備經濟效益。更前瞻的討論甚至延伸到太空,部分業界人士構想將算力移至地球衛星,藉地球衛星全天候太陽能供電,將部分運算需求移至太空端,繞開地球能源限制。高子恆將這股跨領域投入形容為「all hands on deck」,意即產業正動用一切方式,避免資料中心擴張被地球能源供給卡住。

高子恆表示,20世紀最大的發明就是電網,而AI浪潮正把人類推向下一輪能源生產與配置模式的發明機會。相對於美國分散式能源體系,台灣以台電為核心的集中式供電模式雖結構單純,但同樣終須面對電網老化與AI用電需求攀升的課題。

本集來賓-高子恆

AI監測電網設備系統Magnefy創辦人、材料工程博士,曾任職陶氏化學、蘋果等公司從事產品研發多年。

(本文整理自《矽谷在線》Podcast第68集

Magnefy 共同創辦人 Joseph Kao
圖/ 數位時代

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把老師傅經驗變成 AI!智穎智能讓射出機從「導航」走向「自駕」,桃園如何助攻技術落地?
把老師傅經驗變成 AI!智穎智能讓射出機從「導航」走向「自駕」,桃園如何助攻技術落地?

曾是台灣製造業重要根基的塑膠射出產業,如今正面臨人才斷層危機。尤其桃園聚集大量工業區與製造業者,老師傅退休、新人才接不上的現況,更是許多工廠正在面對的現實難題。

從汽車零組件、網通設備、醫療器材到半導體載具,許多產品都離不開射出成型。智穎智能創辦人暨執行長張詠翔指出,全球塑膠射出市場規模超過 3000 億美元,每年仍以約 3% 至 4% 的幅度成長。需求並未消失,只是製造基地從台灣、中國逐步往東南亞等地移動。但機器可以搬、訂單可以轉,老師傅數十年累積的經驗卻很難複製。

這道人才缺口,正是 2020 年成立的智穎智能切入市場的機會。團隊從桃園中原大學的研究能量出發,歷經近十年研究與工廠驗證,嘗試把老師傅腦中的射出經驗,轉化成可以計算、保存與持續學習的 AI 模型,解決產業第一線面對到的挑戰。

把老師傅經驗交給 AI,射出成型從「導航」走向「自駕」

「餐廳沒有廚師是不行的。有再好的設備,不會做的人還是會把它做失敗。」張詠翔如此比喻射出成型的技術門檻。當模具完成後,生產現場仍得依產品、材料與機台特性,調整溫度、速度、壓力、位置等條件;即使使用同一種塑料,不同產品的調整方式也可能完全不同。

而老師傅的珍貴之處,不只是記住參數,而是知道面對材料、機台與環境變化時如何修正。智穎智能要做的,就是把這些難以傳承的「火候」拆解成可以運算的製程邏輯。目前其 AI 解決方案已應用於超過 200 種材料、50 多種產品類型。

把老師傅的經驗轉化為製程邏輯後,第一步就是讓 AI 協助操作人員找到合適的成型條件。智穎智能為此開發智能成型導引系統,工廠只要輸入材料、機台規格、產品尺寸等資訊,sMolding 便能計算第一組成型參數;若試模後出現產品缺陷,再由 sTroubleshooting 提供修正建議。

用手機即可查看系統狀況
圖/ 智穎智能提供

「它就像導航。我今天告訴你要從 A 點到 B 點,但不知道路怎麼走,導航會把路徑算給你。」張詠翔說。對射出成型而言,這條「路徑」就是溫度、速度、壓力與位置等參數如何組合。以半導體載具試模為例,傳統方式需 7.5 小時,導入系統後縮短至 2 小時,材料使用量從 23 公斤降至 8.7 公斤,整體試模成本降低 64%。

但找到正確參數只是第一步,真正進入量產後,工廠面對的「路況」還會持續改變。溫溼度、材料批次與機台耗損,都可能讓原本設定好的製程條件產生偏移。智穎智能因此進一步開發 StabMolding 成型穩定模組,透過射出壓力數據持續監控品質,並依生產狀態自動補償關鍵參數。換言之,AI 不只在試模階段提供一條正確的「導航路徑」,進入量產後還能因應製程變化持續修正,進一步朝「自駕」邁進。

從產線驗證到海外布局,桃園如何助攻智穎智能跨過0到1?

但要讓 AI 真正走進工廠,智穎智能採取 SaaS 訂閱模式,將核心運算留在雲端持續學習與更新,降低中小型製造商一次投入大量資金的門檻。另一項差異則是「跨廠牌」。現實中的射出工廠往往同時擁有台灣、日本、歐洲不同品牌與年份的設備,因此智穎智能的方案既能導入既有設備,也能與射出機、控制器業者合作,在新機出廠時直接整合。「一個工廠不會只有一個廠牌,就像你家的車庫不會永遠只放同一品牌的車。」張詠翔說。

對智穎智能而言,AI 真正走進製造現場的關鍵,在於不同世代、不同品牌的設備都能導入。只是對工業 AI 而言,降低導入門檻還不夠,更關鍵的是能否取得真實產線反覆驗證。對從中原大學研究成果衍生創立的智穎智能而言,桃園不只是公司所在地,也提供了技術走向市場的第一塊試驗場。「對新創來說,第一個就是要經費、要人才、要場域,再來就是客戶與合作夥伴資源。」張詠翔說。

成立初期,團隊透過桃園市政府研發補助、新創競賽與基地進駐等資源,降低早期研發與營運負擔。更重要的是,桃園密集的製造業聚落,本身就是智穎智能最直接的潛在市場。透過市府串聯工業區與在地企業,智穎智能在創業初期接觸到位於桃園的「良器」,成為公司第一個客戶。從概念驗證、產品調整到實際導入,合作一路延續至今。對必須進入產線反覆驗證才能成熟的工業 AI 而言,第一個願意開放場域的客戶,意義遠超過第一筆營收。

如今,從桃園製造現場磨出的解決方案也開始往海外走。「日本這一次,完完全全都是桃園市政府帶著我們去做這件事情。」張詠翔表示,透過市府帶領團隊前往日本神戶,智穎智能接觸當地官方與企業資源。在市府引薦下,團隊成功對接了神戶知名加速器,更取得日方針對外資新創設立公司與拓展市場的兩階段實質補助資訊。目前團隊正籌備日本布局,為下一階段海外市場拓展做準備。

智穎智能在 TaipeiPLAS 2026 台北國際塑橡膠工業展,展示 AI 智慧製造成果,現場商洽氣氛熱烈,成功吸引產業關注。
圖/ 智穎智能提供

AI 解決「怎麼生產」後,下一步是「替誰生產」

當 AI 開始解決「怎麼生產」,張詠翔看到的下一個問題,是「替誰生產」。部分製造商提高生產效率後反過來問他,如果我的產能多了 20%,但沒有多 20% 的訂單,我何必要做那麼快?

這個問題催生了智穎智能下一階段的製造媒合平台構想。隨著供應鏈分散至不同國家,品牌要在海外重新尋找符合特定規範與製程能力的供應商,也愈來愈困難。團隊因此希望串聯既有使用 AI 方案的製造商,讓品牌端能依條件尋找供應商,也讓製造端的閒置產能有機會被看見。團隊預計 2027 年上半年推進平台服務,初期規劃串聯超過 200 家製造商與破千台機器。

從中原大學的研究,到桃園工廠提供第一個實際驗證場域;從把老師傅經驗變成 AI「導航」,再走向能自行修正製程的「自駕」,智穎智能試圖數位化的,是製造業最難被保存的資產:人的經驗。而當全球供應鏈持續移動、製造基地愈來愈分散,這套從桃園工廠磨出的 AI,下一步不只要替老師傅找到數位接班人,也要重新連結散落全球的製造能力。
而「Meet 桃園+」也期盼持續透過計畫的媒體報導與宣傳資源,將更多像智穎智能這樣扎根在地、走出海外的創業故事傳遞出去,讓外界看見桃園豐沛且具實戰力的創新動能。

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