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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告別「極速迷思」!Opensignal 國際評比揭密:什麼才是 5G 時代的好網路?
告別「極速迷思」!Opensignal 國際評比揭密:什麼才是 5G 時代的好網路?

過去,下載速度是評價電信服務的重要指標,但在 5G 成為工作、娛樂、生活不可或缺的數位基礎設施後,消費者發現,再快的網速,如果不能讓其在人潮聚集、高速移動或室內空間維持穩定連線,即無法轉換成好的使用體驗,也因如此,衡量「好網路」的標準,也逐漸從追求測速數字,轉向任何時間、任何地點都能穩定連線的使用體驗。

這樣的轉變,也反映在國際權威網路分析機構 Opensignal 公布的評比結果。今年初,台灣大哥大不僅率先奪下「 4G/5G 在線率全球 No.3、全台 No.1 」國際級榮譽,在 Opensignal 最新公布的台灣行動網路體驗報告中,更一舉斬獲全台獨有的「可靠性體驗」與「品質一致性」No.1 雙冠王,同時,包辦全台整體影音體驗 No.1、全台整體語音體驗 No.1、全台 5G 語音體驗 No.1 以及全台網路在線率 No.1 多項榮譽。

這些獎項反映的不只是網路順暢,更代表台灣大哥大長期投入頻譜布局、基地台建設與 5G 技術整合所累積的成果,也讓外界重新思考:究竟什麼才是真正的好網路?

真正的好網路,比的是長期穩定、而非單點測速

答案,就藏在 Opensignal 最具代表性的兩項評比指標──可靠性體驗(Reliability Experience)與品質一致性(Consistent Quality)。

相較於傳統下載速度只反映單一時間、單一地點的網路表現,這兩項指標更重視使用者在真實生活中的整體體驗,因此也是最能反映電信業者網路實力、最難取得的獎項。

「可靠性體驗」衡量的是使用者是否能順利完成各種數位應用,因此,考驗的是網路服務在關鍵時刻不中斷的能力。例如,搶購熱門演唱會門票、秒殺限量商品、超商結帳掃描 QR Code,或是重要的線上會議,都需要網路能即時回應、低延遲且持續運作。

而「品質一致性」則是衡量電信業者可否在不同時間、不同地點、不同網路負載下,都能維持一致的網路服務品質。無論是在跨年晚會、球賽等人潮密集場域,或是在高速移動時觀看串流影音、傳送 LINE 訊息、分享社群動態,確保維持穩定流暢,不因環境改變而明顯降速。

台灣大哥大能同時拿下這兩項全台第一,不僅代表網路速度表現優異,更證明其網路基礎建設具備高度穩定性與韌性,能在各種使用情境下提供一致且可靠的連線品質。

#0 告別「極速迷思」!Opensignal 國際評比揭密:什麼才是 5G 時代的好網路?
圖/ 台灣大哥大

世界級的體驗,來自看不見的技術布局

對使用者來說,網路很好用是一種感覺,但對電信業者來說,則是資金、時間與技術的長期累積與優化。

台灣大哥大能夠率先獲得 Opensignal 的 4G/5G 在線率全球 No.3 與六項台灣第一肯定,背後依靠的不是單一技術,而是長期累積的頻譜策略、基地台建設與網路架構:

首先,台灣大哥大是全台唯一擁有 700MHz+900MHz 雙低頻組合的業者,具備涵蓋範圍廣、穿透力強的特性,不僅能深入建築物室內,也能有效覆蓋偏鄉及高速移動場景,成為穩定連線的基礎。

另一方面,面對影音串流、AI 應用等高速傳輸需求,則由 3.5GHz 100MHz 大頻寬提供高容量傳輸能力,雖然這 100MHz 頻譜由 60MHz 與 40MHz 組成、物理位置並不連續,但透過 NRCA(5G 載波聚合)技術,可將分散頻譜智慧整合,即時進行流量分配、負載平衡與備援,大幅提升頻譜使用效率,讓尖峰時段與高流量場景依然維持穩定的網路品質。

#1 告別「極速迷思」!Opensignal 國際評比揭密:什麼才是 5G 時代的好網路?
圖/ 台灣大哥大

透過上述技術布局,台灣大哥大成功將之轉換為使用者最有感的體驗:無論是在地下室、車廂、偏鄉山區,或是大型活動現場,都能享有穩定、流暢且時刻在線的連線品質。

這樣的發展態勢也意味著:台灣 5G 競爭已從基地台數量與下載速度,進一步走向網路品質、使用體驗與基礎建設韌性的競爭;未來,隨著生成式 AI 、代理式 AI、雲端服務、XR 沉浸式體驗、自駕車與智慧城市快速發展,行動網路將成為支撐數位經濟的重要基礎設施。

總地來看,從 Opensignal 全球 4G/5G 在線率 No.3、全台 No.1,到六項第一的肯定,可以清楚看見:台灣大哥大打造的不只是更快的 5G,而是一套兼顧涵蓋、容量與穩定性的世界級網路架構,也重新定義了好網路的價值–真正重要的,不是測速最快,而是在任何時間、任何地點、任何情境,都能提供穩定且值得信賴的連線體驗,將成為推動台灣下一個數位經濟與 AI 浪潮最關鍵的堅實底座。

想進一步了解台灣大哥大領先全台、接軌世界的網路實力與技術布局,歡迎點選官網了解更多。

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