AI資料中心不只缺電，更怕GPU耗電瞬間暴衝？西門子押注超級電容，市場上看9.5億美元

隨著AI資料中心持續擴張，電力瓶頸已不只是供應總量不足，GPU運作時產生的瞬間負載波動，也成為影響運算效能的重要問題。德國工業巨頭西門子Siemens(SIE-DE)宣布策略投資愛沙尼亞超級電容製造商Skeleton Technologies，推動相關技術導入AI資料中心供電系統。本次融資也使Skeleton估值突破10億歐元，也反映大型工業企業開始重視AI運算背後的電力管理商機。

這項新興市場正迎來快速成長。研究機構IDTechEx預估，全球資料中心所採用的超級電容(Supercapacitor)市場到2037年將突破9.5億美元，2026年至2037年年複合成長率達40.9%。過去主要應用於工業設備、交通運輸的超級電容，如今因AI伺服器特殊的用電需求，逐漸成為資料中心電力架構升級的重要選項。

為什麼AI資料中心需要超級電容？關鍵不只是GPU耗電量大，而是用電需求變化太快。當數千顆GPU同步執行AI訓練或推論任務時，耗電量可能在毫秒內快速升降，並在數秒內形成百萬瓦等級的電力波動。這種頻繁且劇烈的負載變化，不僅增加電網、不斷電系統(UPS)及配電設備的壓力，也可能限制資料中心進一步提高GPU運算密度。

隨著AI伺服器功率持續提升，問題也更加明顯。輝達Nvidia(NVDA-US)的GB200 NVL72整機櫃功耗約120千瓦，新一代GB300平台則進一步提高供電要求。當大量高功率機櫃同步運作時，即使資料中心具備足夠的總供電容量，也可能因瞬間負載變化過大，影響電力系統穩定性。

超級電容是一種介於傳統電解電容器與蓄電池之間的高容量儲能元件。相較於鋰電池主要負責較長時間的儲能與備援，超級電容具有毫秒級快速充放電、高功率輸出及長循環壽命等特性，能在GPU耗電突然增加時迅速補充電力，並在負載下降時吸收能量，如同電力系統的緩衝器，減少瞬間波動對設備與電網的衝擊。

Skeleton的技術核心是專利曲面石墨烯(Curved Graphene)材料，搭配電力電子與控制系統，提高超級電容的功率密度與循環壽命。部分產業資料宣稱，相關解決方案最高可降低AI資料中心40%的能源消耗，但實際節能效果仍取決於設備配置與運作條件，尚不能視為所有資料中心均可達到的水準。

Skeleton執行長Taavi Madiberk指出，AI基礎設施真正的瓶頸，已不只是企業能採購多少GPU，而是如何從每顆GPU及每百萬瓦可用電力中取得更多算力。他甚至將超級電容比喻為AI基礎設施中的「新半導體」，認為未來大型雲端服務商的運算效率，將越來越受到電力管理技術影響。

西門子看中的正是這項技術的商業化機會。雙方早在2023年便合作建置德國萊比錫超級電容工廠，此次進一步整合西門子的工業電力基礎設施與Skeleton的快速儲能系統，目標提供從電網到AI伺服器機櫃的完整供電方案。Skeleton也計畫未來幾年投入超過2億歐元進行產品開發與產能擴張，主要布局美國市場，建立從超級電容單體到完整供電系統的本土供應鏈。

相關供應鏈也開始布局。韓國LS Materials積極開發AI資料中心超級電容模組，並與電力基礎設施業者Vertiv(VRT-US)合作；中國江海股份(002484-CN)也被視為相關電容元件供應商。隨著AI機櫃供電架構升級，商機將不只侷限於超級電容單體，也可能延伸至電源模組、控制系統及整合式供電設備。

不過，超級電容並非要全面取代鋰電池。由於能量密度較低、儲能時間較短，超級電容更適合處理毫秒至秒級的瞬間電力需求，長時間備援仍須依賴電池等其他設備。未來AI資料中心更可能採用兩者結合的混合儲能架構，而超級電容能否從輔助元件擴大為標準供電配置，以及相關供應商能否通過大型雲端業者驗證、取得實際設備訂單，將是這波市場成長能否實現的關鍵。