Además de la electricidad, otros dos ventajas naturales de China en esta ola de expansión de centros de datos de IA también han sido descubiertas por el extranjero.
Recientemente, el IEEE destacó dos nombres que antes recibían poca atención del mercado:
Erbio (ěr) e itrio (yǐ).
Uno está oculto en la red de comunicación óptica de larga distancia entre los centros de datos, y otro en las turbinas de gas que suministran energía a los centros de datos, correspondiendo respectivamente a los dos aspectos más críticos de la infraestructura de IA en este momento:
Internet y electricidad.
En pocas palabras, el erbio permite que los datos se transmitan más lejos; el itrio se utiliza en materiales de alta temperatura para turbinas de gas, ayudándolas a operar de manera estable a temperaturas más elevadas y aumentar la eficiencia de generación de electricidad.
And as AI data centers expand rapidly, these two uses are also becoming increasingly important.
Por un lado, los clústeres de potencia de cálculo se están volviendo cada vez más grandes, y cada vez más potencia de cálculo se está desplegando entre parques y ciudades, lo que requiere la construcción de más redes ópticas de alta velocidad y larga distancia entre centros de datos.
Por otro lado, los servidores de IA han impulsado la demanda eléctrica hasta niveles de cientos de MW e incluso GW, y Estados Unidos ha reavivado la ola de pedidos de turbinas de gas para cubrir la capacidad adicional de la red.
Se puede decir que, a medida que el gasto en capital de la IA se extiende desde las GPU hacia las redes ópticas y los sistemas eléctricos, dos pequeños metales que antes estaban ocultos en los niveles más profundos de la cadena de suministro también han comenzado a volver a colocarse sobre la mesa.
Y lo más notable es que, según la IEEE, nuestro país representa casi el 100% de la producción de estos dos metales pequeños.
En otras palabras, los beneficios derivados de la expansión de los centros de datos de IA tanto en el interior como en el extranjero podrían no recaer solo en los sectores más visibles como las GPU, los módulos ópticos y los equipos eléctricos.
Sigue excavando más arriba en la cadena de suministro; todavía tenemos cartas en la manga.
Entonces, ¿cómo participan el erbio y el itrio en la construcción de centros de datos de IA?
A continuación, los analizaremos uno por uno.
Erbio, deja que la luz siga corriendo
El símbolo químico del erbio es Er, su número atómico es 68 y pertenece a los lantánidos, un grupo de tierras raras pesadas.
△
Su relación más directa con los centros de datos de IA ocurre en las redes de fibra óptica de larga distancia entre centros de datos.
Como se sabe, los centros de datos de hoy en día ya no se limitan a llenar un edificio con servidores.
A medida que el tamaño de los clusters de IA individuales sigue creciendo, los recursos de entrenamiento, inferencia y almacenamiento se están distribuyendo entre diferentes campus e incluso ciudades y países, lo que provoca un aumento considerable en el volumen de intercambio de datos entre centros de datos.
Por ejemplo, Google construyó específicamente una red privada de área amplia que conecta sus centros de datos globales, utilizando fibra óptica distribuida por tierra y bajo el mar como infraestructura principal.
Este año, la longitud total de fibra óptica de esta red ha superado los 10 millones de kilómetros y conecta 43 regiones de Google Cloud.
Y estos enlaces de fibra óptica de cientos o incluso miles de kilómetros plantean una pregunta más sencilla: cuanto más lejos viaja la luz, más débil se vuelve la señal.
Para comprender mejor el papel del erbio aquí, intercalamos el principio de la comunicación óptica.
Después de salir de la sala de servidores, los datos se codifican en pulsos láser de alta velocidad que viajan a través de la fibra óptica hasta el siguiente nodo.
Pero el problema es que, aunque las fibras ópticas de cuarzo modernas ya han reducido la pérdida a niveles muy bajos, la señal sigue atenuándose continuamente a medida que aumenta la distancia de transmisión.
Cuando la señal de datos se ha transmitido decenas o cientos de kilómetros, es necesario amplificarla nuevamente.
Anteriormente, la práctica habitual era “óptico-eléctrico-óptico”, es decir, primero convertir la señal óptica en señal eléctrica, realizar la amplificación y el procesamiento, y luego volver a convertirla en señal óptica para transmitirla.
Sin embargo, en las redes ópticas DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) modernas, una sola fibra óptica puede transmitir simultáneamente decenas e incluso cientos de señales de diferentes longitudes de onda.
Si cada ruta debe primero convertirse a electricidad, procesarse y luego volver a convertirse a luz, no solo se volverá el equipo más complejo, sino que también aumentarán los costos y el consumo de energía.
En este momento, el amplificador de fibra dopada con erbio, también conocido como EDFA, resulta útil.
Específicamente, en un EDFA, los ingenieros dopan un pequeño segmento de fibra óptica con una pequeña cantidad de iones Er³⁺ y luego "bombean" con un láser de 980 nm o 1480 nm.
Cuando los iones de erbio absorben energía y pasan a un estado excitado, al pasar la señal óptica de comunicación, liberan nuevos fotones mediante radiación estimulada, amplificando directamente la señal óptica original.
Obviamente, esto reduce directamente el proceso de conversión de luz en electricidad.
Lo más curioso es que la banda en la que el erbio funciona mejor se encuentra cerca de 1550 nanómetros, que es precisamente una de las ventanas de menor pérdida y más utilizadas para comunicaciones de larga distancia en fibras ópticas de sílice modernas.
Además, según la información de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU), el EDFA puede amplificar simultáneamente múltiples señales ópticas de diferentes longitudes de onda, sin necesidad de realizar la conversión óptico-eléctrica por canal.
Por lo tanto, en las redes terrestres de骨干, los cables submarinos y la interconexión de centros de datos entre regiones, el EDFA se ha convertido en un tipo de equipo central muy maduro.
Es decir, la lógica entre el erbio y esta ola de expansión de centros de datos de IA radica en que, a medida que aumenta la cantidad de centros de datos y la capacidad de cómputo se distribuye más lejos, crece la necesidad de construir y actualizar redes ópticas de larga distancia, lo que también impulsa la demanda de EDFA.
Sin embargo, es importante tener en cuenta que el erbio beneficia principalmente la comunicación óptica de media y larga distancia, no las interconexiones cortas de decenas o cientos de metros dentro de los gabinetes.
Además, EDFA tampoco es absolutamente irremplazable.
Según la ITU, además del EDFA, los amplificadores Raman, los amplificadores ópticos de semiconductor (SOA) e incluso los equipos de regeneración O/E/O que requieren conversión fotoeléctrica pueden cumplir funciones de amplificación o extensión de enlace en diferentes formas.
En redes ópticas de larga distancia reales, también existe un esquema de amplificación híbrido Raman+EDFA.
Pero después de décadas de industrialización, el EDFA se ha convertido en la ruta tecnológica más madura.
Yttrium, equipa las palas de la turbina con armadura térmica
El símbolo químico del ytrio es Y, con número atómico 39.
Aunque no pertenece a los lantánidos, debido a sus propiedades químicas similares a las de las tierras raras pesadas y su asociación frecuente con ellas, en la industria generalmente se clasifica dentro del sistema de tierras raras.
La relación del ytrio con los centros de datos es principalmente el sistema eléctrico que suministra energía a los centros de datos.
Sin más, todos saben cuánta electricidad consume un centro de datos.
El Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de EE. UU. estima que, para 2030, los centros de datos podrían consumir aproximadamente el 11,8% de la electricidad de EE. UU.
La Administración de Información Energética de Estados Unidos también estima que, con el crecimiento acelerado del consumo eléctrico de los centros de datos, la generación de electricidad a partir de gas natural asumirá una parte significativa de la nueva demanda eléctrica.
El gigante de turbinas de gas GE Vernova enumeró directamente los centros de datos como un impulsor clave del crecimiento de la demanda de turbinas de gas en su informe anual de 2025.
Por lo tanto, la expansión de los centros de datos de IA comenzó a transmitirse hacia arriba en la cadena de suministro:
Después de la escasez de GPU, siguió la escasez de transformadores; tras esto, la capacidad de la red eléctrica resultó insuficiente, y cuando la red eléctrica no logró seguir el ritmo de construcción de centros de datos, las empresas comenzaron a buscar electricidad directamente en el lado de generación.
Las turbinas de gas también han vuelto a ponerse de moda.
En términos sencillos, una turbina de gas quema gas natural para producir gases calientes que hacen girar una turbina, la cual acciona un generador para producir electricidad.
Y para aumentar la eficiencia de una turbina de gas, hay un método muy sencillo: quemar a temperaturas más altas.
Termodinámicamente, cuanto mayor sea la temperatura del gas, mayor será la oportunidad de que la eficiencia de la turbina de gas siga aumentando. Pero el problema es que, cuando la temperatura aumenta, las palas de la turbina no pueden soportarla.
Entonces, para hacer que las palas de la turbina sean más resistentes al calor, entra en escena uno de nuestros protagonistas de hoy: el itrio.
Actualmente, la industria utiliza principalmente óxido de zirconio estabilizado con óxido de itrio (YSZ) como recubrimiento térmico.
Su principio consiste en agregar aproximadamente un 6 % a 8 % de óxido de itrio al óxido de circonio.
Aunque la zirconia pura tiene una baja conductividad térmica y es ideal para aislamiento térmico, experimenta transformaciones de fase cristalina junto con cambios de volumen cuando la temperatura fluctúa constantemente; tras ciclos repetidos, el recubrimiento tiende a agrietarse e incluso desprenderse.
Después de agregar óxido de itrio, los Y³⁺ ingresan a la red de óxido de circonio y generan vacantes de oxígeno adecuadas, lo que estabiliza la estructura cristalina de alta temperatura del óxido de circonio y mejora su estabilidad bajo ciclos repetidos de enfriamiento y calentamiento.
El YSZ resultante proporciona aislamiento térmico y resiste altas temperaturas prolongadas y ciclos térmicos repetidos, como si se le colocara una armadura cerámica aislante a las palas de la turbina de gas.
Esta capa reduce la temperatura real soportada por las palas metálicas subyacentes y disminuye el consumo de aire de enfriamiento, permitiendo que la turbina de gas opere a temperaturas más altas.
En pruebas comparativas tempranas, la NASA evaluó zirconia estabilizada con óxido de itrio, óxido de magnesio y óxido de calcio, y finalmente determinó que, en términos de durabilidad general y costo de procesamiento, la zirconia estabilizada con óxido de itrio era la mejor opción entre las tres.
Entonces, para resumir, la lógica detrás de los datos que Yì consumió es:
Cuanto más escasea la electricidad en los centros de datos → mayor es la demanda de nueva generación de energía → aumentan los pedidos de turbinas de gas → aumenta la demanda de palas de alta temperatura y recubrimientos de barrera térmica → se transmite hacia arriba hasta el óxido de itrio.
Of course, this chain is longer than erbium.
Además, no todos los centros de datos tienen su propia turbina de gas, y la generación de electricidad con gas es solo una de las fuentes adicionales de energía para los centros de datos.
Al mismo tiempo, se pueden intentar sustituir el YSZ con óxido de magnesio, óxido de calcio y otros materiales térmicos avanzados.
Pero por ahora, el óxido de itrio aún mantiene el umbral para pruebas y validación de ingeniería a corto plazo.
La verdadera ventaja, en la etapa de procesamiento
Finalmente, veamos el lado de la oferta.
Honestamente, aunque nuestro país posee la mayor parte de las reservas mundiales de erbio e itrio, la verdadera diferencia se debe principalmente a la capacidad posterior de separación y procesamiento.
Debido a que los elementos de tierras raras suelen mezclarse y tienen propiedades químicas extremadamente similares, separar el erbio y el itrio individualmente y lograr una alta pureza industrial generalmente requiere decenas e incluso cientos de etapas de extracción con solventes, lo que impone altos requisitos en términos de línea de producción, proceso y experiencia.
Los datos del USGS muestran que, entre 2020 y 2023, el 93% de los compuestos de itrio importados por Estados Unidos provenían directamente de China, con una dependencia neta de importación del 100%;
Según IEEE, actualmente casi no existe ninguna empresa fuera de China capaz de producir óxido de erbio a escala comercial.
Por lo tanto, la verdadera ventaja de nuestro país no solo radica en la minería, sino también en la capacidad industrial para transformar de manera estable los minerales de tierras raras en materiales de alta pureza como erbio e itrio.
Mientras crece la demanda en el extranjero, si la capacidad local de separación y purificación no puede acompañar el ritmo, esta ventaja de la cadena de suministro concentrada en la etapa intermedia también podría traducirse aún más en una prima en el extranjero.
Sin embargo, también es importante tener en cuenta que, como metales menores, el erbio y el itrio son en sí mismos dos mercados muy pequeños.
Según cálculos aproximados basados en los precios actuales de los óxidos y la producción pública, el mercado global de materias primas upstream de erbio e itrio suma aproximadamente entre 100 y 200 millones de dólares estadounidenses en años normales.
En términos de producción, el USGS estima que la producción mundial de itrio en 2025, equivalente en óxido de itrio, será de aproximadamente 10.000 a 15.000 toneladas; no existe una estadística global autorizada para el erbio por separado, pero el mercado en general es de miles de toneladas.
Es decir, este no es un mercado de materias primas de cientos o miles de miles de millones de dólares, sino un pequeño mercado de metales con un volumen reducido y una oferta altamente concentrada.
Por lo tanto, siempre que los centros de datos de IA continúen impulsando la expansión de redes ópticas de larga distancia y turbinas de gas, incluso si la cantidad absoluta de nueva demanda no es impresionante, introducirla en este pequeño mercado podría generar cambios marginales bastante notables.
Of course, neither erbium nor yttrium are irreplaceable; the actual incremental value that AI will ultimately bring still needs to be observed.
Enlace de referencia
[1]https://spectrum.ieee.org/rare-earth-shortage?itm_source=homepage&itm_medium=hero&itm_campaign=hero-2026-08-27&itm_content=hero2
[2]https://ntrs.nasa.gov/citations/19760025104?utm_source=chatgpt.com
[3]https://www.gevernova.com/investors/annual-report/ceo-letter?utm_source=chatgpt.com
[4]https://www.itu.int/dms_pub/itu-t/opb/hdb/t-hdb-out.10-2009-1-pdf-e.pdf?utm_source=chatgpt.com
Este artículo proviene del canal de WeChat "Quantum Bit", autor: Seguir la tecnología de vanguardia