先进材料成算力时代关键 达沃斯热议超导体，银供应或成大规模生产瓶颈

在算力时代的大背景下，先进材料正逐渐成为决定胜负的关键因素。

近日，英特尔首席执行官陈立武的一番访谈言论在资本市场引起了广泛关注。陈立武透露，英特尔正将投资重心转向先进封装技术EMIB（嵌入式多芯片互连桥接）、玻璃基板，以及氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）、磷化铟（InP）和人工合成钻石等前沿新材料领域，以期在未来的芯片竞争中占据先机。

当前，芯片行业的竞争焦点已经从单纯追求晶体管的小型化，转向了探索新型材料的应用。

英特尔所看好的氮化镓、碳化硅、人工合成钻石等半导体材料，正是这一转变的典型代表。据徽声在线记者在“2026夏季达沃斯”论坛上的观察，众多企业和嘉宾都在热烈讨论超导体在数据中心领域的潜在应用。

据权威机构预测，到2030年，全球超导体市场规模有望达到150亿至200亿美元。在与现场嘉宾的深入交流中，记者了解到，银产量的限制可能成为制约室温超导体大规模生产的关键因素。

先进材料助力数据中心能耗降低

超导体，作为一种能够实现零电阻导电的神奇材料，正逐渐形成一个快速增长的市场。随着算力需求的不断攀升，相关能耗问题也日益凸显，超导体在电网、先进能源技术和数据中心等领域的潜在应用价值正受到越来越多的关注。

6月24日，在大连国际会议中心举办的一场名为“超导体，前途无限”的分论坛上，来自荷兰特文特大学的应用物理学和纳米技术教授Hans Hilgenkamp，以及来自英国的MatNex联合创始人兼首席执行官Jonathan Bean，作为特邀嘉宾，从不同角度深入探讨了超导体的前沿发展动态。

那么，为何科技巨头们纷纷将目光投向先进材料？超导体等先进材料又能为数据中心带来哪些变革呢？

分论坛结束后，Jonathan在接受徽声在线记者现场采访时表示：“我认为超导体在数据中心领域的应用前景最为广阔，其核心优势在于能够显著降低数据中心能耗，并提升不同服务器之间的通信效率。超导体能够实现更高吞吐量的数据通信，为数据中心的运营带来革命性的变化。”

Jonathan接受记者现场采访 徽声在线记者 张宏 摄

“超导体在计算基础设施中的应用主要体现在两个方面。”在被问到超导体可用于计算基础设施的哪些环节时，Hans向徽声在线记者解释道，“首先，数据中心耗电量巨大，需要输送大量电流，而超导体可用于构建将电流引入数据中心的大型超导电缆。其次，超导电子学也极具发展潜力，尽管目前仍处于早期开发阶段，但已经能够制造出用于高效、快速执行特定计算的超导芯片。这种基于超导体的新型计算方式，被称为‘快速单磁通量子逻辑’（Rapid Single Flux Quantum Logic），有望成为降低AI能耗的重要途径之一。”

Hans在分论坛中发言 徽声在线记者 张宏 摄

Hans进一步强调指出，“超导系统具有不产生热量、稳定性好的显著优势。只要保持低温环境并妥善维护冷却系统，超导材料就能长期稳定运行。原则上，如果操作得当，其应用寿命可以非常长。”

在AI和数据基础设施中引入超导体，究竟能降低多少成本呢？

对此，Hans认为，目前还难以给出精确的估算。“但就电缆而言，超导体能够将电流传输效率提升数个数量级，从而大幅降低因电流通过电缆而产生的能量损耗。至于电子学层面，目前数据中心的大量能耗用于处理器与内存之间的数据传输。虽然我们尚缺乏成熟的超导技术来替代这一环节，但光子学等其他技术或许有助于提升能效。因此，不能断言超导体能够将AI能耗降低十倍，但它确实有助于提升数据中心部分环节及供电系统的效率。”

“高温超导”技术若实现，将彻底重塑数据中心格局

既然超导体能够大幅降低算力成本，那么它是否已经广泛应用于数据基础设施中了呢？目前的应用现状又如何呢？

Hans坦言，目前超导体在数据基础设施中的应用还处于非常早期的阶段，主要停留在研究层面，尚未大规模进入实际市场。不过，从技术层面来看，超导体在数据基础设施中的应用是完全可行的。

Jonathan则认为，算力发展目前所急需但尚未拥有的材料是“高温超导”材料。一旦实现高温超导，将彻底改变所有数据中心的运营模式：大幅减少铜的使用量，实现更快的互连速度，从空调到通信系统的整体能耗将显著降低，具有变革性的意义。“临界温度”是超导体在算力领域竞赛中的关键指标，提升临界温度是提高性能的核心所在——临界温度越高，性能越好。

徽声在线记者了解到，超导体领域所说的“高温”与日常生活中的高温概念有所不同。在超导体研究中，能在液氮温度（约零下196℃）以上实现零电阻输电的材料技术被称为“高温超导”。相比之下，传统低温超导需要在零下269℃（接近绝对零度）的液氦环境中工作，冷却成本极高。

谈及“高温超导”技术的研发进度，Jonathan表示，目前已经能够制造出约200K（热力学单位开尔文，200K相当于零下73.15℃）的超导体，但还需要再提升约100K才能达到室温条件。回顾过去50年的发展历程，进步相当显著，目前距离实现室温超导的目标只差约100K。

Hans也表达了类似观点，“从理论上讲，达到室温超导的温度是有可能的。一旦实现，将有望应用于电力基础设施和冷却等更多场景。”

参会嘉宾Alex Hammer来自德国，是Dunia Innovations公司的联合创始人兼首席执行官。该公司专注于利用AI技术加速新型材料（如超导体）的发现进程。

Alex向徽声在线记者透露，超导体领域最令他关注的问题是寻找非稀土基的高温超导体。“许多超导体应用需要更高的超导转变温度，同时还必须具备良好的可加工性。并非所有超导体都能以可用形态进行加工制造，这是目前面临的一大挑战。”

Alex接受记者现场采访 徽声在线记者 张宏 摄

室温超导大规模生产面临银供应挑战

在当前众多公司纷纷投身超导体竞赛的背景下，决定竞赛胜负的关键因素究竟是什么呢？

Hans认为，关键在于能否实现广泛的市场应用。如果企业能够开发出大量可使用的技术，就能够盈利并持续改进工艺。这并不存在根本性的技术障碍，更多是如何将创新推向大规模市场应用的问题。需求的增加会带动产能的提升，进而使制造成本下降。这始终是一个“先有鸡还是先有蛋”的难题。

他进一步指出，超导体研究目前最迫切需要的是出现一个能够真正推动制造成本下降的应用场景，从而发挥规模经济效应，形成对高温超导体的强劲需求，进而带动生产工艺的发展和价格的降低。目前，紧凑型核聚变反应堆正被认为是一个有前景的应用方向，其对超导带材的需求旺盛，这有助于生产线建设，使制造成本低于此前的中试线活动。

如果需求产生，哪些因素会制约室温超导的大规模生产呢？

“银。”Jonathan指出，“银被用于室温超导体的制造工艺中。如果要在全球范围内生产室温超导体，围绕所需银量的供应链将面临巨大挑战。目前，室温超导体的生产需要大量银。”

那么，面向未来尤其是数据基础设施领域，最具前景的超导体材料方向是哪种呢？

Hans认为，就数据基础设施中的电缆而言，高温超导体如钇钡铜氧化物（YBCO），有时也称稀土钡铜氧化物（REBCO），是目前关注的主要材料。即钇或钆等稀土元素与钡铜氧化物的化合物。而MRI系统则使用铌钛等材料，因其超导性能极强，但需要液氦冷却至极低温度。在高温超导体方面，主要是钇钡铜氧化物及其微小变体化合物。

首批超导体应用案例或将在几年内涌现

在现场交流过程中，徽声在线记者还了解到，在用上超导体之前，AI已经先一步为半导体研究带来了福音。

Hans向记者透露，“目前，人们正在积极探索改进低温超导体和高温超导体的方法。一种新兴的方法是利用大量机器人来开发和合成新型导体，并基于这些自动化机器人实验的数据来训练模型。其核心思路是利用这些模型，通过生成式算法来预测新型超导体。这是一个持续进行的研究方向，已经有不少公司涉足这一领域。”

Alex的公司就是其中之一。

“每项技术都有其学习曲线，AI或许能够加速这一曲线的进程。”Alex说，“问题是：我们能否将2050年的技术提前到2030年实现，从而压缩学习周期？目前，超导体的研究非常困难，因为我们缺乏良好的物理理论来指导方向。发现高温超导体可能是材料科学中最难的问题之一。但借助AI的力量，我们或许能够更智能地在庞大的设计空间中搜索，找到解决问题的关键。”

在突破高温超导技术的同时，或许将算力基础设施“搬上”太空也是一条可行的道路。

此前在调研中，徽声在线记者了解到，太空算力正是目前算力领域的前沿布局之一。那么，在太空环境中建设数据基础设施时，超导体又有哪些应用呢？

“超导性在太空应用中已经得到了广泛应用。”Hans表示，“例如，对于高灵敏度传感器来说，可以利用太空本身极冷的环境，通过辐射冷却等方式为超导体降温，冷却难度相对较低。”

他认为，超导性在太空领域具有广阔的应用潜力。“冷却系统通常采用‘闭式循环’方式，即通过制冷机制造液氮并循环输送。氮气蒸发后可以重新补充。只要有电力供应，就能够实现闭式循环冷却。而电力可以来自太阳能板。因此，在太空环境中使用低温技术是完全可行的。”

Hans预计，超导技术在算力基础设施领域的应用将会来得相当快，可能只需几年时间就能够看到首批应用案例的出现。