Microsoft hé lộ tham vọng dùng siêu dẫn nhiệt độ cao để cấp điện cho trung tâm dữ liệu, nhưng ngày thương mại hóa vẫn còn xa

Microsoft vừa công bố hướng nghiên cứu mới nhằm giảm tiêu thụ điện và tăng mật độ cấp nguồn trong các trung tâm dữ liệu: hệ thống truyền tải điện bằng siêu dẫn nhiệt độ cao, hay HTS (High-Temperature Superconducting). Đây là công nghệ sử dụng vật liệu siêu dẫn — loại vật liệu gần như triệt tiêu điện trở khi được làm lạnh đến mức phù hợp — để truyền điện với tổn hao rất thấp. Trong bối cảnh các trung tâm dữ liệu phục vụ AI ngày càng ngốn điện, ý tưởng này được Microsoft xem là một cách tiềm năng để thay thế dần dây đồng và nhôm truyền thống.

Theo Microsoft, cáp HTS có thể truyền tải điện gần như không thất thoát nhờ được làm mát bằng nitơ lỏng, một chất làm lạnh công nghiệp phổ biến hơn và rẻ hơn so với nhiều hệ thống làm lạnh cực sâu khác. Phần điện năng được dẫn qua một dải vật liệu siêu dẫn thay vì lõi kim loại thông thường, giúp giảm điện trở gần về 0. Điều này không chỉ hạn chế hao phí năng lượng mà còn giảm sinh nhiệt — yếu tố đặc biệt quan trọng trong datacenter, tức trung tâm dữ liệu, nơi điện và nhiệt luôn là hai áp lực vận hành lớn nhất. Microsoft cho rằng cáp siêu dẫn còn chiếm ít không gian hơn, từ đó cho phép tăng mật độ điện mà không phải mở rộng đáng kể hạ tầng vật lý.

Alistair Speirs, lãnh đạo phụ trách hạ tầng Azure của Microsoft, cho biết các nhà vận hành trung tâm dữ liệu hiện thường phải đánh đổi giữa việc mở rộng trạm biến áp, bổ sung thêm đường cấp điện, giảm mật độ triển khai máy chủ hoặc thậm chí dừng mở rộng cơ sở. Azure là nền tảng điện toán đám mây của Microsoft, vận hành trên mạng lưới datacenter toàn cầu. Theo ông, HTS có thể phá vỡ thế bế tắc này bằng cách đưa nhiều công suất điện hơn vào cùng một không gian, từ đó hỗ trợ xây dựng các hệ thống gọn hơn và bền vững hơn.

Dù nghe rất hứa hẹn, Microsoft cũng thừa nhận HTS hiện mới ở giai đoạn phát triển và đánh giá, chưa phải công nghệ sẵn sàng triển khai ở quy mô khổng lồ như mạng lưới datacenter của hãng. Trên thực tế, cáp siêu dẫn nhiệt độ cao vẫn chưa được sử dụng rộng rãi ngay cả trong lưới điện quy mô lớn. Nguyên nhân chính là chi phí cao, nguồn cung vật liệu siêu dẫn còn hạn chế và bài toán vận hành phức tạp hơn nhiều so với dây dẫn truyền thống.

Theo các đánh giá trong ngành điện, khi cộng cả chi phí làm mát liên tục cho cáp HTS, tổng chi phí thường vẫn cao hơn giải pháp truyền thống. Ngoài ra, việc truyền tải ở điện áp cao — tức mức điện áp dùng để đưa lượng điện lớn đi xa hoặc cấp cho hạ tầng công suất lớn — vẫn là thách thức với thế hệ cáp HTS hiện nay. Nói cách khác, công nghệ này có thể rất hiệu quả về mặt lý thuyết, nhưng để biến nó thành một hệ thống thương mại ổn định, đáng tin cậy và đủ rẻ vẫn là chặng đường dài.

Microsoft bắt đầu rót vốn vào startup Veir từ đầu năm 2025 trong vòng gọi vốn Series B trị giá 75 triệu USD. Series B là giai đoạn gọi vốn dành cho các công ty đã có nền tảng công nghệ ban đầu và muốn mở rộng phát triển sản phẩm. Kể từ đó, Veir tham gia cùng Microsoft trong việc phát triển hệ thống cấp điện HTS cho datacenter. Tuy nhiên, đến tháng 11 vừa qua, Veir mới chỉ thực hiện thành công màn trình diễn đầu tiên cho một hệ thống kiểu này, với công suất 3 megawatt truyền qua một sợi cáp trong môi trường mô phỏng có thể mở rộng. Mức 3 megawatt không phải nhỏ trong thử nghiệm, nhưng vẫn còn rất xa nhu cầu thực tế của các khu trung tâm dữ liệu AI hiện đại.

Veir nói họ đang hướng tới thương mại hóa đầy đủ trong năm 2026, song điều đó không đồng nghĩa Microsoft sẽ nhanh chóng triển khai HTS trong các cơ sở đang vận hành. Đại diện Microsoft cho biết trọng tâm hiện tại vẫn là thử nghiệm, xác thực và xây dựng niềm tin với các đối tác. Nói cách khác, hãng đang tìm hiểu xem công nghệ này thực sự phù hợp ở đâu, thay vì chuẩn bị thay thế ngay hạ tầng điện hiện hữu.

Thông điệp của Microsoft phản ánh áp lực ngày càng lớn từ làn sóng AI. Các cụm máy chủ huấn luyện và vận hành mô hình AI đòi hỏi công suất điện khổng lồ, kéo theo nhu cầu nâng cấp từ nguồn điện, truyền tải điện đến làm mát. Vì vậy, những khái niệm từng khá xa lạ với công chúng như HTS, lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ hay tối ưu PUE (Power Usage Effectiveness, chỉ số đo hiệu quả sử dụng năng lượng của trung tâm dữ liệu) đang dần trở thành chủ đề nóng trong ngành công nghệ. Tuy nhiên, cũng giống nhiều lời hứa hạ tầng khác, khoảng cách từ phòng thí nghiệm đến triển khai quy mô lớn thường dài hơn rất nhiều so với các tuyên bố ban đầu.

Microsoft cho rằng các tuyến truyền tải siêu dẫn thế hệ mới có thể đẩy nhanh việc mở rộng và liên kết các cơ sở datacenter, qua đó tăng tốc triển khai năng lực tính toán để đáp ứng nhu cầu toàn cầu. Nhưng chính công ty cũng thừa nhận để khai phá hết tiềm năng này, ngành công nghiệp sẽ phải xem xét lại nhiều giả định lâu nay về hệ thống điện và thiết kế trung tâm dữ liệu. Điều đó cho thấy HTS hiện vẫn là một viễn cảnh hấp dẫn hơn là lời giải trước mắt: đầy tiềm năng, đáng theo dõi, nhưng chưa thể giúp Microsoft hay ngành datacenter thoát khỏi các giới hạn điện năng trong tương lai gần.