先进材料成算力时代“必争之地” 达沃斯热议超导体,一旦需求产生,银产量是制约因素
更新时间:2026-06-30 10:02:41 浏览次数:

  在大连国际会议中心,一场名为“超导体,前途无限”的分论坛上,来自荷兰的特文特大学应用物理学和纳米技术教授Hans Hilgenkamp和来自英国的MatNex联合创始人兼首席执行官Jonathan Bean作为发言嘉宾,从不同角度探讨超导体的前沿发展。

  分论坛结束后,Jonathan在接受

  “主要有两个方面。”被问到超导体可用于计算基础设施的哪些环节时,Hans告诉

  Hans进一步指出,“超导系统不产生热量,不会过热,稳定性好。材料本身相当稳定,只要保持低温、妥善维护冷却系统,就能长期良好运行。原则上,若操作得当,应用寿命可以很长”。

  对此,Hans认为,这难以精确估算。“但就电缆而言,其原理是可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。我们尚缺乏成熟的超导技术来替代这一环节,光子学等其他技术或许有助于提升能效。因此,不能断言超导体可将AI能耗降低十倍,但确实有助于提升数据中心部分环节及供电系统的效率。”

  Hans坦言,目前超导体在数据基础设施中的应用处于非常早期的阶段,主要处于研究阶段,尚未大规模进入实际市场,但从技术层面而言是可行的。

  Jonathan认为,算力发展需要但目前尚未拥有的材料是“高温超导”。一旦实现,将彻底改变所有数据中心:大幅减少铜的使用,实现更快互连,从空调到通信系统的整体能耗将显著降低,具有变革性意义。“临界温度”是超导体在算力领域竞赛的关键,提升临界温度是性能的核心指标——临界温度越高,性能越好。

  

  谈及“进度条”,Jonathan表示,目前已能制造约200K的超导体,但还需再提升约100K才能达到室温。回顾过去50年的发展,进步相当显著,目前距离目标只差约100K。

  Hans也表达了类似观点,“理论上存在达到该温度的可能性。一旦实现,将有望应用于电力基础设施和冷却等场景”。

  参会嘉宾Alex Hammer来自德国,是Dunia Innovations公司的联合创始人兼CEO,该公司专注于利用AI加速新型材料的发现。

  Alex告诉

  Hans认为,关键是能否实现广泛的市场应用。若企业能开发出大量可使用的技术,就能盈利并持续改进工艺。这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。需求增加会带动产能提升,制造成本也会随之下降。这始终是一个“先有鸡还是先有蛋”的问题。

  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,进而带动生产工艺发展、降低价格。目前紧凑型核聚变反应堆正是一个被认为有前景的应用方向,对超导带材需求旺盛,这有助于生产线建设,使制造成本低于此前的中试线活动。

  “银。”Jonathan指出,“银被用于这一工艺。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挑战确实很大。目前需要大量银。”

  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,有时也称稀土钡铜氧化物,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。MRI系统则使用铌钛等材料,因其超导性能极强,但需用液氦冷却至极低温度。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。

  Hans告诉

  “每项技术都有其学习曲线,AI或许能加速这一曲线年实现,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,我们或许能更智能地在庞大的设计空间中。” Alex说。

  此前调研中,

  “超导性在太空应用中已得到广泛应用。”Hans表示,“例如,对于高灵敏度传感器,可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应用潜力。“冷却系统通常采用‘闭式循环’,即通过制冷机制造液氮并循环输送,氮气蒸发后可重新补充。只要有电力,就能实现闭式循环冷却,而电力可来自太阳能板。因此,在太空环境中使用低温技术是可行的。”

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