Der AI-Investitionsboom

Die Ankündigung von Microsoft im vergangenen Monat

• Microsoft ist ein wichtiger Investor in OpenAI und zugleich Anbieter von Rechenkapazität
• Microsoft kündigte an, die Wiederinbetriebnahme von Block 1 des Kernkraftwerks Three Mile Island zu finanzieren
• Damit soll der sprunghaft steigende Strombedarf von Datenzentren gedeckt werden
• Nach Amazon ist Microsoft damit das zweite große US-Tech-Unternehmen, das auf bestehende Kernkraftwerke setzt

Der aktuelle Einsatz von AI-Produkten

• Weit verbreitet bei der Generierung von Code, Texten und Bildern, bei Datenanalyse, Aufgabenautomatisierung und der Verbesserung von Online-Plattformen
• Modelle an der Spitze der Entwicklung benötigen enorme Rechenressourcen für Training und Inferenz
• Dafür sind große Ansammlungen hochentwickelter Hardware nötig, untergebracht in Anlagen im industriellen Maßstab
• Diese Anlagen benötigen für den Betrieb Zugang zu gewaltigen Mengen an Strom, Wasser, Bandbreite und weiterer Infrastruktur

Die nachgelagerten Folgen des AI-Booms

• Ein starker Anstieg der US-Anlageinvestitionen, um die wachsende Rechennachfrage zu bedienen
• Hunderte Milliarden Dollar fließen in High-End-Computer, Datenzentrumsanlagen, Kraftwerke und mehr
• Der Bau von US-Datenzentren hat mit 28,6 Milliarden Dollar pro Jahr ein Allzeithoch erreicht
• Das entspricht fast der Summe, die die USA für den Bau von Restaurants, Bars und Einzelhandelsgeschäften zusammen ausgeben

Das Ausmaß der Datenzentrumsinvestitionen

• Die Bauzahlen beziehen sich nur auf physische Gebäude und schließen Computer, Kabel, Lüfter usw. nicht ein
• In den vergangenen 12 Monaten wurden große Computer und Komponenten im Wert von mehr als 6,5 Milliarden Dollar importiert
• IT-Unternehmen kaufen den Großteil dieser neuen Datenzentren und Geräte
• In den vergangenen 12 Monaten stieg der Netto-Bestand an Eigentum, Anlagen und Ausrüstung um einen Rekordwert von mehr als 95 Milliarden Dollar

Der Wandel im Vergleich zu vor zehn Jahren

• Facebook übernahm Instagram für 1,2 Milliarden Dollar und WhatsApp für 15 Milliarden Dollar
• Das waren damals einige der größten Übernahmen der Tech-Geschichte
• Instagram hatte nur 13 Mitarbeitende, WhatsApp nur 55, und beide hatten kaum physische Präsenz
• Heute gab Meta allein im ersten Halbjahr 2024 15,2 Milliarden Dollar für Investitionen aus
• Der AI-Boom ist hardwareintensiver als je zuvor in der Geschichte

Wie der AI-Boom Investitionen beeinflusst

• Die Investitionen von US-Unternehmen in Computer und verwandte Ausrüstung sind auf Rekordniveau gestiegen
• Nach relativer Stagnation während der gesamten 2010er Jahre stiegen sie im vergangenen Jahr um 16,6 %
• Nur der Remote-Work-Boom der Pandemiezeit war noch stärker
• 2022 gingen Computerinvestitionen leicht zurück, doch mit dem AI-Boom ab Ende 2023 stiegen sie erneut stark an

Steigende Halbleiternachfrage für TSMC

• TSMC ist der weltweit führende Hersteller fortschrittlicher Halbleiter
• Die Nachfrage nach AI-Computing treibt die Importe von Chips, Computern und zugehörigen Teilen aus Taiwan nach oben
• Im vergangenen Jahr lagen sie bei mehr als 38 Milliarden Dollar, ein Plus von über 140 % gegenüber dem Vorjahr
• Die direkten Importe von Logikchips stiegen von einem relativ niedrigen Niveau auf fast 5 Milliarden Dollar pro Jahr
• Computerteile und Komponenten bleiben dennoch die größte Importkategorie

Analyse der Investitionsdaten bis 2023

• Datenverarbeiter und Websuchunternehmen wie Amazon/Google halten im Tech-Sektor das höchste Investitionsniveau
• Softwareentwickler verzeichnen das schnellste Investitionswachstum
• Die realen Investitionen von Softwareunternehmen in geistiges Eigentum sind seit 2021 um 40 % gestiegen
• Die realen Investitionen in Ausrüstung wie Computer stiegen um 96 %
• Softwareunternehmen konkurrieren darum, wie schnell sie Hardware-Kapazitäten aufbauen können

Regionale Ungleichgewichte beim Bau von Datenzentren

• Datenzentren müssen bis zu einem gewissen Grad verteilt sein, um Netzwerkanforderungen zu erfüllen und Infrastrukturengpässe zu vermeiden
• Eine Konzentration in großen Clustern hilft jedoch, die Wirkung zu maximieren und Kosten sowie Latenz zu senken
• Offizielle Baudaten liefern nur auf regionaler Ebene eine Aufschlüsselung der Ausgaben für Datenzentren
• Am aktivsten ist der Aufbau von Datenzentren in den historischen Clustern des Südens der USA
• Noch schneller war das Wachstum jedoch im Mittleren Westen und an der Westküste
• Der Nordosten ist funktional kaum betroffen

Wie Datenzentren die Stromnachfrage beeinflussen

• Die Energy Information Administration (EIA) hat ihre Prognosen für das Lastwachstum auf Basis der Datenzentrumsnachfrage wiederholt nach oben korrigiert
• Für den gewerblichen Sektor wird ein Anstieg des Stromverbrauchs um 3 % in diesem Jahr und 1 % im nächsten Jahr erwartet
• Gewerbliche Nutzer sind ein kleinerer Treiber des steigenden Stromverbrauchs als Elektrifizierung im Wohnbereich und industrielles Reshoring
• Dennoch stieg der gewerbliche Stromverbrauch von 2007 bis 2023 insgesamt nur um 5 %
• Schätzungen aus der Zeit vor AI gingen davon aus, dass Computer und Bürogeräte nur 11,4 % des gewerblichen Stromverbrauchs ausmachen

Stromverbrauch von Datenzentren nach Bundesstaat

• Der gewerbliche Stromverbrauch in North Dakota stieg um mehr als 45 %, nachdem dort 2022 ein großes Datenzentrum eröffnet wurde
• North Dakota ist jedoch ein vergleichsweise kleiner Strom- und Computing-Markt
• Die größten Nachfrageschübe beim Strom entstehen in großen Datenzentrumsclustern wie Virginia und Texas
• Der gewerbliche Energieverbrauch in Virginia stieg seit 2019 um 30 % und zeigt landesweit den größten Zuwachs bei der gewerblichen Stromnachfrage
• In Texas stieg der gewerbliche Stromverbrauch seit 2019 um 10 %, und in den kommenden Jahren wird ein deutlich stärkeres Wachstum erwartet

Tendenzen bei Strominvestitionen von AI-Unternehmen

• AI-Unternehmen versuchen, sich in der Nähe großer Stromressourcen zu konzentrieren
• Dadurch erlebt das Interesse an Kernenergie neuen Auftrieb
• Mit dem Ausbau ihrer Computing-Kapazitäten wächst bei Tech-Unternehmen der Wunsch, direkt in Energieinfrastruktur zu investieren
• Die Umsätze im IT-Sektor erholen sich nach der Abschwächung in den Jahren 2022 und 2023
• Die Einnahmen von Softwareentwicklern, Websuchportalen und Anbietern von Computing-Infrastruktur stiegen im vergangenen Jahr um 12 bis 15 %

Schwache Tech-Beschäftigung trotz AI-Boom

• Die USA haben im vergangenen Jahr nur 32.000 Tech-Arbeitsplätze hinzugewonnen
• Das ist weniger als in jedem Jahr 2021, 2022 oder in den neun Jahren vor der Pandemie
• Selbst Softwareunternehmen und die Computing-Infrastrukturbranche im Zentrum des modernen AI-Booms verzeichneten im vergangenen Jahr kein nennenswertes Beschäftigungswachstum
• Der schwache Arbeitsmarkt, der zuletzt Absolventen der Informatik belastet hat, hat sich nicht wesentlich verbessert

Auswirkungen des AI-Investitionsbooms auf den Arbeitsmarkt

• Die Gesamtvergütung in der Halbleiterfertigung stieg vom ersten Quartal 2023 bis zum ersten Quartal 2024 um 25 %
• Beschäftigte bei Unternehmen wie NVIDIA erhalten deutlich wertvollere Aktienoptionen
• Der Zuwachs von 30.000 Arbeitsplätzen im gewerblichen Baugewerbe im vergangenen Jahr ist eine Folge der Datenzentrumsnachfrage
• Hinzu kommen ein Boom bei Industriebaustellen für Halbleiterfabriken und andere Fertigungsbereiche sowie mehr Beschäftigung durch den Ausbau von Strom- und Infrastrukturprojekten
• Bisher unterscheidet sich die Jobdynamik des AI-Booms jedoch deutlich vom Tech-Arbeitsmarkt des vergangenen Jahrzehnts
• Der Fokus liegt stärker auf Hardware-Investitionen, Fertigungs- und Designunternehmen sowie Infrastrukturaufbau als auf traditionellen Programmierern

Wettbewerb unter AI-Entwicklern und Sicht der politischen Entscheidungsträger

• AI-Entwickler konkurrieren intensiv und hoffen, das derzeitige Investitionsvolumen durch Produktverbesserungen und Kommerzialisierung zu rechtfertigen
• Kurzfristig dürften die Investitionen weiter steigen, da fortschrittlichere Modelle entwickelt werden und sich der Einsatz von AI auf mehr reale Anwendungsfelder ausweitet
• Politische Entscheidungsträger sehen AI als Kern der künftigen US-Wirtschaft
• AI-Entwicklung und Datenzentrumskapazität sind Hightech-Bereiche, in denen die USA einen deutlichen Vorsprung haben
• Der AI-Boom hat den US-Investitionen vermutlich stärker genutzt als denen jedes anderen Landes

Mögliche Verschärfung des geopolitischen Wettbewerbs um Hardware-Kapazitäten

• Der CHIPS Act sollte die Abhängigkeit von Importen aus Taiwan verringern, doch die steigende Nachfrage nach fortschrittlichen Halbleitern hat diese Abhängigkeit eher noch erhöht
• Um die Versorgung im Maßstab von Datenzentren sicherzustellen, sind die USA weiterhin auf China angewiesen
• Die USA werden Chinas Zugang zu fortschrittlichen Chips voraussichtlich weiter einschränken, um die AI-Entwicklung des Landes zu bremsen
• China baut seine Chipfertigungskapazitäten weiter aus, um die Importabhängigkeit zu senken
• Wenn der AI-Investitionsboom anhält, dürfte sich diese Entwicklung weiter in die Frontlinie des laufenden Chipkriegs verlagern

Meinung von GN⁺

• Im AI-Zeitalter ist der Aufbau von Wettbewerbsfähigkeit bei Halbleitern eine äußerst wichtige Aufgabe
• Die Nachfrage nach fortschrittlichen Halbleitern steigt rasant, und ohne starke Halbleitertechnologie ist es schwer, wettbewerbsfähige AI-Modelle zu entwickeln
• Neben technologischem Leadership spielen Halbleiterfähigkeiten auch für militärische und wirtschaftliche Stärke eine wichtige Rolle
• Der Halbleiterwettbewerb zwischen den USA und China wird sich weiter verschärfen, und beide Länder dürften sich auf den Ausbau der heimischen Produktionskapazitäten konzentrieren
• Auch Kooperation und Handel zwischen den beiden Ländern könnten teilweise eingeschränkt werden
• Es braucht Anstrengungen, die einseitige Abhängigkeit in der Halbleiter-Lieferkette zu verringern und sie zu diversifizieren
• Für die Entwicklung neuer fortschrittlicher Halbleiter sind massive R&D-Investitionen und qualifizierte Fachkräfte unerlässlich
• Auch die Rolle asiatischer Länder wie Korea, Taiwan und Japan verdient Aufmerksamkeit
• Langfristig dürfte dies zu einem zentralen Feld des Technologiehegemonie-Wettbewerbs zwischen den USA und China werden

[GN⁺]

Hacker-News-Kommentare

• Ein Nutzer erwartet, dass sich in der US-Geschichte wiederholt auftretende massive Kapitalinvestitionsbooms wie bei Eisenbahnen, Automobilunternehmen und dem Telekommunikations-Glasfaserboom erneut zeigen werden. Er glaubt, dass bei solchen Investitionen anfangs zwar viele Unternehmen scheitern, sie der Wirtschaft und Gesellschaft am Ende jedoch großen Nutzen bringen werden. Insbesondere meint er, dass Investitionen in Energie dazu beitragen werden, sich von fossilen Brennstoffen zu lösen

• Ein anderer Nutzer argumentiert, dass ein Vergleich zwischen Eisenbahnen und den aktuellen Hardware-Investitionen unpassend sei. Eisenbahnen seien über lange Zeit nachhaltig nutzbar, während die heutige Hardware-Investition in sechs Jahren wertlos sein werde. Außerdem warnt er vor dem Risiko, dass künftige AI-Systeme auf der heutigen Hardware nicht effizient laufen könnten

• Ein weiterer Nutzer weist darauf hin, dass es widersprüchlich sei, enorme Ressourcen in LLMs zu investieren und zugleich Umweltzerstörung zu beklagen. Letztlich müsse man entweder die Erwartungen an LLMs aufgeben oder die Behauptungen über Umweltzerstörung fallen lassen

• Ein Nutzer meint, dass sich der aktuelle AI-Boom auf GPUs und Hardware-Investitionen konzentriere und auch Investitionen in Software und AI-Plattformen mehr Beachtung finden sollten. Seiner Ansicht nach ließe sich die Geschichte treffender als „GPU-Investitionsboom“ bezeichnen

• Ein Nutzer, der Sorgen über Cloud-Kosten äußert, fragt sich, welche Auswirkungen die groß angelegten Investitionen auf die Cloud-Kosten haben werden. Durch Skaleneffekte könnten die Kosten sinken, aber wenn Ressourcen knapp werden, könnten die Preise auch steigen

• Ein Nutzer, der vorhersagt, dass die AI-Blase bald platzen werde, vergleicht die aktuelle Lage mit der Dotcom-Blase von 1998. Er meint, dass LLM und generative AI die Modewörter dieses Jahres sein werden

• Ein Nutzer, der auf das Problem von Halluzinationen bei AI hinweist, behauptet, dass solche AI außerhalb von Nischenmärkten kaum nützlich sein werde

• Ein Nutzer beobachtet, dass derzeit ein Investitionsboom für zukünftige Kapazitäten stattfindet, und fragt sich, ob die Nachfrage damit Schritt halten wird. Er erwartet, dass Überkapazitäten aufgebaut werden, was zu einigen Insolvenzen und günstigeren Computing-/AI-Kosten führen könnte. Das könnte der nächsten Generation von Startups oder Unternehmen die Chance geben, aufzublühen

• Ein Nutzer, der sich an eine Aussage von Dr. Robert Martin erinnert, erwähnt eine Situation, in der die Bandbreitenkapazität ins Unendliche wächst und die Kosten gegen null gehen. Er wirft die Möglichkeit auf, dass die Nachfrage nach Intelligenz unendlich sein könnte und sich die Kosten für Intelligenz den Stromkosten annähern könnten

• Ein Nutzer sagt, dass AI-Produkte zwar für viele Zwecke wie Code-, Text- und Bilderzeugung, Datenanalyse und Aufgabenautomatisierung genutzt werden, er persönlich Copilot jedoch seltener verwende. Er behauptet, dass AI subtile Bugs erzeuge und dadurch mehr Zeit fürs Debugging benötigt werde. Er habe auch „chain of thought“-Modelle ausprobiert, dabei aber noch schlechtere Ergebnisse erhalten