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我國數據中心行業多樣化算力需求場景不斷涌現 市場規模連續高速增長

一、數據中心行業相關定義

數據中心是一整套復雜的設施。它不僅僅包括系統和其它與之配套的設備,還包含冗余的數據通信連接、環境控制設備、監控設備以及各種安全裝置。數據中心包括互聯網數據中心,而互聯網數據中心又包括云計算數據中心。

只提供場地和機柜的數據中心,一般稱為DC(Data Center),即一個組織或單位用以集中放置計算機系統和諸如通信和存儲這樣的相關設備的基礎設施,也可能是以外包方式讓許多其他公司存放它們的設備或數據的地方;擁有完善的設備、專業化的管理、完善的應用的服務平臺,同時提供帶寬服務的,一般稱為DIC,互聯網數據中心(Internet Data Center);通過軟件定義數據中心,并對外提供彈性服務的,可適應云計算的數據中心,則是云計算數據中心。

只提供場地和機柜的數據中心,一般稱為DC(Data Center),即一個組織或單位用以集中放置計算機系統和諸如通信和存儲這樣的相關設備的基礎設施,也可能是以外包方式讓許多其他公司存放它們的設備或數據的地方;擁有完善的設備、專業化的管理、完善的應用的服務平臺,同時提供帶寬服務的,一般稱為DIC,互聯網數據中心(Internet Data Center);通過軟件定義數據中心,并對外提供彈性服務的,可適應云計算的數據中心,則是云計算數據中心。

資料來源:觀研天下數據中心整理

IDC 即 Internet Data Center(互聯網數據中心),是為計算機系統(包括服務器、存儲和網絡設備等)安全穩定持續運行提供的一個特殊基礎設施,可以理解為將數據集中存儲和運作的“數據圖書館”。該空間一般包含以下基礎設施(即上游):建筑物、電力電氣系統、制冷系統、監控管理系統、安防系統等,下游主要是互聯網企業、金融機構、政府機關等。

數據中心規模方面,按標準機架數量,可分為小型、大型和超大型;級別方面,按可用性,分為T1、T2、T3和T4。

數據中心規模方面,按標準機架數量,可分為小型、大型和超大型;級別方面,按可用性,分為T1、T2、T3和T4。

資料來源:觀研天下數據中心整理

一、數據中心行業市場規模

我國IDC市場相比歐美國家起步較晚,但受益于“互聯網+”、大數據戰略、數字經濟等國家政策指引以及移動互聯網的快速發展,根據觀研報告網發布的《中國數據中心行業發展深度研究與投資趨勢分析報告(2022-2029年)》顯示,我國IDC行業市場規模連續高速增長,已經發展成為全球互聯網數據中心的重要建設基地。

移動互聯網、互聯網+、云計算、大數據、物聯網、人工智能等領域的蓬勃發展,電子商務、視頻、游戲等行業客戶需求穩定增長,我國數據規模呈現爆炸式增長。作為海量數據的載體,互聯網數據中心建設成為大勢所趨,未來幾年我國數據中心市場仍將處于快速發展期。截止2021年,我國數據中心行業市場規模約為1500.2億元,在龐大的市場體量面前,我國數據中心市場格局顯得較為分散。

移動互聯網、互聯網+、云計算、大數據、物聯網、人工智能等領域的蓬勃發展,電子商務、視頻、游戲等行業客戶需求穩定增長,我國數據規模呈現爆炸式增長。作為海量數據的載體,互聯網數據中心建設成為大勢所趨,未來幾年我國數據中心市場仍將處于快速發展期。截止2021年,我國數據中心行業市場規模約為1500.2億元,在龐大的市場體量面前,我國數據中心市場格局顯得較為分散。

資料來源:觀研天下數據中心整理

由于數據中心下游應用領域寬泛,使得行業的發展與國民經濟相關度越來越高。在我國經濟發展持續向好的背景下,各下游應用領域無不是快速發展。即便某些下游領域受到短暫的沖擊而出現發展變緩,但行業總體的需求總是能維持較好的水平,并且由于數字經濟的持續建設,下游領域的滲透無論從寬度還是深度都能持續擴大,因此我國數據中心的市場一直處于持續增長的狀態。

從目前來看,無論是政策端還是市場需求端,都足以讓數據中心行業在可預見的未來保持良好的增長趨勢。

二、數據中心行業供需規模

1、供應規模

作為集中計算、存儲數據的場所,數據中心是云計算、大數據、智慧城市、人工智能等最基本的基石,數據的存儲、計算、傳遞、加速、展示都依賴于它。而數據中心的計算機數量決定了運算能力的上限,截止2021年,我國數據中心總機架數量約為520萬架,保持持續增長的態勢。

作為集中計算、存儲數據的場所,數據中心是云計算、大數據、智慧城市、人工智能等最基本的基石,數據的存儲、計算、傳遞、加速、展示都依賴于它。而數據中心的計算機數量決定了運算能力的上限,截止2021年,我國數據中心總機架數量約為520萬架,保持持續增長的態勢。

資料來源:觀研天下數據中心整理

上游基礎設施:主要為建設數據中心的硬件供應商,包括IT設備(服務器、交換機、路由器、光模塊等)、電源設備(UPS、變壓器等)、土地、制冷設備、發電設備和基礎運營商提供的帶寬服務等。

IT 設備包括服務器、交換機、路由器等。近年來受益于云計算廠商定制化需求,白牌服務器、白牌交換機的市場份額呈現上升的趨勢。為了挽回被侵蝕的市場份額,品牌廠商開始改變策略,陸續加入到開放由云計算廠商牽頭成立的開放計算組織當中,向云計算廠商提供所需的定制化產品。服務器品牌廠包括 HPE、DELL、浪潮、新華三(紫光股份)等;白牌廠則包括廣達、緯穎等。交換器相關廠商包括思科、華為、新華三(紫光股份)、星網銳捷等。路由器相關廠商包括星網銳捷、新華三(紫光股份)等。

中國數據中心IT設備中,服務器成本占比最多,達69%。其次分別為網絡設備、安全設備、存儲設備、光模塊等,占比分別為11%、9%、6%、5%。

中國數據中心IT設備中,服務器成本占比最多,達69%。其次分別為網絡設備、安全設備、存儲設備、光模塊等,占比分別為11%、9%、6%、5%。

資料來源:觀研天下數據中心整理

支持性設備包括土地、通信網絡、電源、散熱、機架等。對于電源來說,目前 UPS 占主流,HVDC 有望逐步替代。傳統數據中心主要以“UPS+市電”作為供電方案,相關廠商包括華為、科華恒盛、易事特等。與 UPS 需要多次整流及自流逆變相比,HVDC 整流次數較少,在損耗上較 UPS 大幅降低。據信通院數據顯示,“HVDC+市電直供”的供電效率能夠提升到 94%到 95%。同時,HVDC 正走向高度集成化,有望進一步降本提效。2019 年 11月,阿里發布巴拿馬電源方案,提出最高 2.5MW、一體化、模塊化、高效、高可靠直流不間斷電源,省去傳統低壓配電環節,與傳統數據中心的供電方案相比,減少 50%的占地面積,同時集成化進一步提高了部署效率。預計未來高度集成化的 HVDC 將成為新數據中心主流的電力方案。HVDC 相關廠商包括中恒電氣、臺達、動力源等。另外,數據中心還需配備一定數量的柴油發電機作為備用電源,保證斷電后 IT 設備仍能正常運行,相關廠商包括康明斯、卡特彼勒等。

對于散熱來說,液冷方案相比傳統風冷散熱效果更佳。從散熱角度來看,與傳統的風冷技術相比,液體的導熱能力是空氣 25 倍,相同體積下液體帶走的熱量系空氣的近 3000 倍。從噪音角度來看,同等散熱水平下,液冷的噪音比風冷降低 20-35 分貝。從能耗的角度來看,液冷較風冷系統節約 30%-50%的電量。因此,無論從散熱,或是噪音、能耗等角度考慮,液冷技術表現要更佳。目前,液冷散熱主要有冷板、浸沒、噴淋三種部署方式,預計未來高密度、超大規模數據中心將陸續采用液冷散熱技術,進一步降低能耗、提高可靠性。目前具有風冷產品的相關廠商包括佳力圖、英維克、依米康等;具備液冷技術儲備的相關廠商包括綠色云圖(網宿科技)、高瀾股份、易事特等。

中國數據中心基礎建設中,成本占比前三的分別為柴油發電機組、電力用戶站及UPS,占比分別為23%、20%及18%。其次分別為配電柜、冷水機組、精密空調、機柜、列頭柜、靜電地板及冷卻塔,占比分別為8%、8%、7%、6%、4%、3%及3%。

中國數據中心基礎建設中,成本占比前三的分別為柴油發電機組、電力用戶站及UPS,占比分別為23%、20%及18%。其次分別為配電柜、冷水機組、精密空調、機柜、列頭柜、靜電地板及冷卻塔,占比分別為8%、8%、7%、6%、4%、3%及3%。

資料來源:觀研天下數據中心整理

網絡通信則包括光模塊(中際旭創、光迅科技等)、光纖光纜(長飛光纖、烽火通信等),以及基礎網絡服務(移動、電信、聯通三大運營商)。機柜廠商則主要有廣達、緯穎、科華恒盛等。

2、需求規模

我國數字經濟蓬勃發展,超十億網民見證我國制造強國和網絡強國建設歷程。2021 年,互聯網相關的大數據、云計算、人工智能等技術加速創新,更快、更好融入網民生活發展全領域全過程,數字經濟正在成為重組生產生活要素資源、重塑社會經濟結構、改變全球競爭格局的關鍵力量,進一步推進網民增長。一是我國網絡能力持續提升。2021 年,我國信息基礎設施持續優化,供給能力顯著增強,已建成全球規模最大的光纖和移動寬帶網絡,光纖化改造全面完成,5G 網絡加快發展,截止 2021 年底,已累計建成 5G 基站 142.5 萬個,5G移動電話用戶達到 3.55 億戶16;持續深入推進網絡提速提質,提升 IPv6 端到端貫通能力,推進移動物聯網全面發展。二是互聯網持續釋放普惠效應。2021 年,我國互聯網產業持續展現發展活力和韌性,遠程辦公、在線醫療、社區團購等新業態持續發展,有效緩解了區域發展鴻溝問題,讓更多人民不斷從網絡經濟、社會和文化中獲得利益和滿足。三是加快推進信息無障礙建設。2021 年,我國各部門不斷解決互聯網應用弱勢群體在運用智能技術方面遇到的困難,工業和信息化部繼續圍繞老年群體特點和需求,指導首批 227 家網站和手機APP 按期完成適老化及無障礙改造評測,聚焦老年人日常生活涉及的出行、就醫、消費、文娛、辦事等八大類高頻事項和服務場景,及時制定落實舉措,為老年人融入智能生活提供多途徑、多維度、多功能便利化服務。

截至2021年12月,我國網民規模為10.32億,較2020年12月新增網民4296萬,互聯網普及率達73.0%,較2020年12月提升2.6個百分點。

截至2021年12月,我國網民規模為10.32億,較2020年12月新增網民4296萬,互聯網普及率達73.0%,較2020年12月提升2.6個百分點。

資料來源:CNNIC,觀研天下數據中心整理

從我國范圍看,高新技術、數字化轉型及終端消費等多樣化算力需求場景不斷涌現,算力賦能效應凸顯。

在高新技術方面,高度復雜的計算場景需要更多高性能算力支持,而超算可通過高性能算力為醫療、航天及勘探領域提供支撐。當前,E 級超算已經成為世界各國在超算領域開展競賽的重要方向,我國超算在算力、算效等方面仍有較大的提升空間。

在產業數字化轉型方面,互聯網、通信及金融等現代服務業需面向大量終端客戶提供服務,企業數字技術應用較為成熟,數字化程度高。隨著十四五規劃等政策的出臺,以及技術研發和業務應用的持續演進,我國傳統工業企業,如國家電網、南方電網、中石油、中石化等也開始積極推動算力基礎設施建設,為企業數字化轉型提供支撐。在移動消費及智能終端方面,近年來我國移動終端用戶及智能終端設備數量快速增長,終端設備應用場景不斷豐富,對實時算力的需求不斷提升。

在算力形態方面,我國數據中心形態多樣化發展趨勢逐漸顯現,智算中心、邊緣數據中心將保持高速增長。

長期以來,我國數據中心主要以通用算力為主,超算、智算及邊緣數據中心應用和數量還待增長。隨著我國高性能計算、AI 計算及邊緣計算需求的提升,超算、智算及邊緣數據中心將得到進一步發展,算力呈現多樣化的發展趨勢。當前,通用算力的數據中心仍是市場主力,按機架規模統計,占比超過 90%;超算中心主要應用于國家重大科研領域,商業應用場景較少;智算中心從早期實驗探索逐步走向商業試點,盡管現有規模占比不高,但隨著我國各類人工智能應用場景的豐富,智算需求將快速增長,預期規模增速將達到 70%;邊緣數據中心能夠為智能終端、物聯設備提供實時算力,隨著我國數字化轉型的加快,包括工業互聯網的發展,邊緣計算需求將進一步提升,邊緣數據中心的規模增速有望達到 30%。

應用場景的多元化對數據中心功能定位提出了新要求,數據中心已經不僅是承載云計算、大數據及人工智能等數字技術應用的物理底座,也正在成為一種提供泛在普惠算力服務的基礎設施,廣泛參與到社會生產生活的各個領域并實現全面賦能。

三、數據中心行業細分市場

1、互聯網領域

中國數據中心下游主要應用于互聯網廠商,占整體的60%,超過一半。其次為金融業,占比20%;政府機關占比10%;制造業占比3%。近年來,隨著我國互聯網產業的飛速發展,對于數據中心的需求量也不斷增長,2021年我國互聯網產業數據中心市場規模達到了900.12億元。

中國數據中心下游主要應用于互聯網廠商,占整體的60%,超過一半。其次為金融業,占比20%;政府機關占比10%;制造業占比3%。近年來,隨著我國互聯網產業的飛速發展,對于數據中心的需求量也不斷增長,2021年我國互聯網產業數據中心市場規模達到了900.12億元。

資料來源:觀研天下數據中心整理

2、金融領域

隨著自建私有云、公有云、專屬云、行業云等多種云計算基礎資源切實成為金融機構的可選項,越來越多的存量金融業務系統已經或正在遷移到云計算架構之上,實現了更便捷的系統管理和升級迭代。另外,金融機構普遍選擇將增量系統部署在云計算架構之上,甚至基于云原生方式完成開發部署運維,覆蓋產業金融、供應鏈金融、數字貨幣、智能投研等各類創新應用。IDC觀察到,2021年金融云解決方案市場全年增速首次超過基礎設施,新一輪金融系統分布式改造浪潮亦在醞釀之中。

2022年,金融監管機構接連更新了《金融科技發展規劃(2022-2025年)》《銀行業保險業數字化轉型的指導意見》等綱領性文件,在符合既有監管政策和數據安全法律法規前提下,在金融云基礎設施層面以彈性、綠色、效率為主題,提出“加大數據中心基礎設施彈性供給”、“建設綠色高可用數據中心”、“布局先進高效的算力體系”等要求;應用系統層面,則以分布式改造為主題,提出“推動傳統架構向分布式架構轉型”等要求。未來相關政策和配套規范、標準落地,將對整個金融云市場形成積極影響。2021年,金融行業數據中心市場規模達到300.04億美元,相較于2020年其市場規模增長94.56億元。

2022年,金融監管機構接連更新了《金融科技發展規劃(2022-2025年)》《銀行業保險業數字化轉型的指導意見》等綱領性文件,在符合既有監管政策和數據安全法律法規前提下,在金融云基礎設施層面以彈性、綠色、效率為主題,提出“加大數據中心基礎設施彈性供給”、“建設綠色高可用數據中心”、“布局先進高效的算力體系”等要求;應用系統層面,則以分布式改造為主題,提出“推動傳統架構向分布式架構轉型”等要求。未來相關政策和配套規范、標準落地,將對整個金融云市場形成積極影響。2021年,金融行業數據中心市場規模達到300.04億美元,相較于2020年其市場規模增長94.56億元。

資料來源:觀研天下數據中心整理(WWTQ)

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