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我国数据中心行业多样化算力需求场景不断涌现 市场规模连续高速增长

一、数据中心行业相关定义

数据中心是一整套复杂的设施。它不仅仅包括系统和其它与之配套的设备,还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。数据中心包括互联网数据中心,而互联网数据中心又包括云计算数据中心。

只提供场地和机柜的数据中心,一般称为DC(Data Center),即一个组织或单位用以集中放置计算机系统和诸如通信和存储这样的相关设备的基础设施,也可能是以外包方式让许多其他公司存放它们的设备或数据的地方;拥有完善的设备、专业化的管理、完善的应用的服务平台,同时提供带宽服务的,一般称为DIC,互联网数据中心(Internet Data Center);通过软件定义数据中心,并对外提供弹性服务的,可适应云计算的数据中心,则是云计算数据中心。

只提供场地和机柜的数据中心,一般称为DC(Data Center),即一个组织或单位用以集中放置计算机系统和诸如通信和存储这样的相关设备的基础设施,也可能是以外包方式让许多其他公司存放它们的设备或数据的地方;拥有完善的设备、专业化的管理、完善的应用的服务平台,同时提供带宽服务的,一般称为DIC,互联网数据中心(Internet Data Center);通过软件定义数据中心,并对外提供弹性服务的,可适应云计算的数据中心,则是云计算数据中心。

资料来源:观研天下数据中心整理

IDC 即 Internet Data Center(互联网数据中心),是为计算机系统(包括服务器、存储和网络设备等)安全稳定持续运行提供的一个特殊基础设施,可以理解为将数据集中存储和运作的“数据图书馆”。该空间一般包含以下基础设施(即上游):建筑物、电力电气系统、制冷系统、监控管理系统、安防系统等,下游主要是互联网企业、金融机构、政府机关等。

数据中心规模方面,按标准机架数量,可分为小型、大型和超大型;级别方面,按可用性,分为T1、T2、T3和T4。

数据中心规模方面,按标准机架数量,可分为小型、大型和超大型;级别方面,按可用性,分为T1、T2、T3和T4。

资料来源:观研天下数据中心整理

一、数据中心行业市场规模

我国IDC市场相比欧美国家起步较晚,但受益于“互联网+”、大数据战略、数字经济等国家政策指引以及移动互联网的快速发展,根据观研报告网发布的《中国数据中心行业发展深度研究与投资趋势分析报告(2022-2029年)》显示,我国IDC行业市场规模连续高速增长,已经发展成为全球互联网数据中心的重要建设基地。

移动互联网、互联网+、云计算、大数据、物联网、人工智能等领域的蓬勃发展,电子商务、视频、游戏等行业客户需求稳定增长,我国数据规模呈现爆炸式增长。作为海量数据的载体,互联网数据中心建设成为大势所趋,未来几年我国数据中心市场仍将处于快速发展期。截止2021年,我国数据中心行业市场规模约为1500.2亿元,在庞大的市场体量面前,我国数据中心市场格局显得较为分散。

移动互联网、互联网+、云计算、大数据、物联网、人工智能等领域的蓬勃发展,电子商务、视频、游戏等行业客户需求稳定增长,我国数据规模呈现爆炸式增长。作为海量数据的载体,互联网数据中心建设成为大势所趋,未来几年我国数据中心市场仍将处于快速发展期。截止2021年,我国数据中心行业市场规模约为1500.2亿元,在庞大的市场体量面前,我国数据中心市场格局显得较为分散。

资料来源:观研天下数据中心整理

由于数据中心下游应用领域宽泛,使得行业的发展与国民经济相关度越来越高。在我国经济发展持续向好的背景下,各下游应用领域无不是快速发展。即便某些下游领域受到短暂的冲击而出现发展变缓,但行业总体的需求总是能维持较好的水平,并且由于数字经济的持续建设,下游领域的渗透无论从宽度还是深度都能持续扩大,因此我国数据中心的市场一直处于持续增长的状态。

从目前来看,无论是政策端还是市场需求端,都足以让数据中心行业在可预见的未来保持良好的增长趋势。

二、数据中心行业供需规模

1、供应规模

作为集中计算、存储数据的场所,数据中心是云计算、大数据、智慧城市、人工智能等最基本的基石,数据的存储、计算、传递、加速、展示都依赖于它。而数据中心的计算机数量决定了运算能力的上限,截止2021年,我国数据中心总机架数量约为520万架,保持持续增长的态势。

作为集中计算、存储数据的场所,数据中心是云计算、大数据、智慧城市、人工智能等最基本的基石,数据的存储、计算、传递、加速、展示都依赖于它。而数据中心的计算机数量决定了运算能力的上限,截止2021年,我国数据中心总机架数量约为520万架,保持持续增长的态势。

资料来源:观研天下数据中心整理

上游基础设施:主要为建设数据中心的硬件供应商,包括IT设备(服务器、交换机、路由器、光模块等)、电源设备(UPS、变压器等)、土地、制冷设备、发电设备和基础运营商提供的带宽服务等。

IT 设备包括服务器、交换机、路由器等。近年来受益于云计算厂商定制化需求,白牌服务器、白牌交换机的市场份额呈现上升的趋势。为了挽回被侵蚀的市场份额,品牌厂商开始改变策略,陆续加入到开放由云计算厂商牵头成立的开放计算组织当中,向云计算厂商提供所需的定制化产品。服务器品牌厂包括 HPE、DELL、浪潮、新华三(紫光股份)等;白牌厂则包括广达、纬颖等。交换器相关厂商包括思科、华为、新华三(紫光股份)、星网锐捷等。路由器相关厂商包括星网锐捷、新华三(紫光股份)等。

中国数据中心IT设备中,服务器成本占比最多,达69%。其次分别为网络设备、安全设备、存储设备、光模块等,占比分别为11%、9%、6%、5%。

中国数据中心IT设备中,服务器成本占比最多,达69%。其次分别为网络设备、安全设备、存储设备、光模块等,占比分别为11%、9%、6%、5%。

资料来源:观研天下数据中心整理

支持性设备包括土地、通信网络、电源、散热、机架等。对于电源来说,目前 UPS 占主流,HVDC 有望逐步替代。传统数据中心主要以“UPS+市电”作为供电方案,相关厂商包括华为、科华恒盛、易事特等。与 UPS 需要多次整流及自流逆变相比,HVDC 整流次数较少,在损耗上较 UPS 大幅降低。据信通院数据显示,“HVDC+市电直供”的供电效率能够提升到 94%到 95%。同时,HVDC 正走向高度集成化,有望进一步降本提效。2019 年 11月,阿里发布巴拿马电源方案,提出最高 2.5MW、一体化、模块化、高效、高可靠直流不间断电源,省去传统低压配电环节,与传统数据中心的供电方案相比,减少 50%的占地面积,同时集成化进一步提高了部署效率。预计未来高度集成化的 HVDC 将成为新数据中心主流的电力方案。HVDC 相关厂商包括中恒电气、台达、动力源等。另外,数据中心还需配备一定数量的柴油发电机作为备用电源,保证断电后 IT 设备仍能正常运行,相关厂商包括康明斯、卡特彼勒等。

对于散热来说,液冷方案相比传统风冷散热效果更佳。从散热角度来看,与传统的风冷技术相比,液体的导热能力是空气 25 倍,相同体积下液体带走的热量系空气的近 3000 倍。从噪音角度来看,同等散热水平下,液冷的噪音比风冷降低 20-35 分贝。从能耗的角度来看,液冷较风冷系统节约 30%-50%的电量。因此,无论从散热,或是噪音、能耗等角度考虑,液冷技术表现要更佳。目前,液冷散热主要有冷板、浸没、喷淋三种部署方式,预计未来高密度、超大规模数据中心将陆续采用液冷散热技术,进一步降低能耗、提高可靠性。目前具有风冷产品的相关厂商包括佳力图、英维克、依米康等;具备液冷技术储备的相关厂商包括绿色云图(网宿科技)、高澜股份、易事特等。

中国数据中心基础建设中,成本占比前三的分别为柴油发电机组、电力用户站及UPS,占比分别为23%、20%及18%。其次分别为配电柜、冷水机组、精密空调、机柜、列头柜、静电地板及冷却塔,占比分别为8%、8%、7%、6%、4%、3%及3%。

中国数据中心基础建设中,成本占比前三的分别为柴油发电机组、电力用户站及UPS,占比分别为23%、20%及18%。其次分别为配电柜、冷水机组、精密空调、机柜、列头柜、静电地板及冷却塔,占比分别为8%、8%、7%、6%、4%、3%及3%。

资料来源:观研天下数据中心整理

网络通信则包括光模块(中际旭创、光迅科技等)、光纤光缆(长飞光纤、烽火通信等),以及基础网络服务(移动、电信、联通三大运营商)。机柜厂商则主要有广达、纬颖、科华恒盛等。

2、需求规模

我国数字经济蓬勃发展,超十亿网民见证我国制造强国和网络强国建设历程。2021 年,互联网相关的大数据、云计算、人工智能等技术加速创新,更快、更好融入网民生活发展全领域全过程,数字经济正在成为重组生产生活要素资源、重塑社会经济结构、改变全球竞争格局的关键力量,进一步推进网民增长。一是我国网络能力持续提升。2021 年,我国信息基础设施持续优化,供给能力显著增强,已建成全球规模最大的光纤和移动宽带网络,光纤化改造全面完成,5G 网络加快发展,截止 2021 年底,已累计建成 5G 基站 142.5 万个,5G移动电话用户达到 3.55 亿户16;持续深入推进网络提速提质,提升 IPv6 端到端贯通能力,推进移动物联网全面发展。二是互联网持续释放普惠效应。2021 年,我国互联网产业持续展现发展活力和韧性,远程办公、在线医疗、社区团购等新业态持续发展,有效缓解了区域发展鸿沟问题,让更多人民不断从网络经济、社会和文化中获得利益和满足。三是加快推进信息无障碍建设。2021 年,我国各部门不断解决互联网应用弱势群体在运用智能技术方面遇到的困难,工业和信息化部继续围绕老年群体特点和需求,指导首批 227 家网站和手机APP 按期完成适老化及无障碍改造评测,聚焦老年人日常生活涉及的出行、就医、消费、文娱、办事等八大类高频事项和服务场景,及时制定落实举措,为老年人融入智能生活提供多途径、多维度、多功能便利化服务。

截至2021年12月,我国网民规模为10.32亿,较2020年12月新增网民4296万,互联网普及率达73.0%,较2020年12月提升2.6个百分点。

截至2021年12月,我国网民规模为10.32亿,较2020年12月新增网民4296万,互联网普及率达73.0%,较2020年12月提升2.6个百分点。

资料来源:CNNIC,观研天下数据中心整理

从我国范围看,高新技术、数字化转型及终端消费等多样化算力需求场景不断涌现,算力赋能效应凸显。

在高新技术方面,高度复杂的计算场景需要更多高性能算力支持,而超算可通过高性能算力为医疗、航天及勘探领域提供支撑。当前,E 级超算已经成为世界各国在超算领域开展竞赛的重要方向,我国超算在算力、算效等方面仍有较大的提升空间。

在产业数字化转型方面,互联网、通信及金融等现代服务业需面向大量终端客户提供服务,企业数字技术应用较为成熟,数字化程度高。随着十四五规划等政策的出台,以及技术研发和业务应用的持续演进,我国传统工业企业,如国家电网、南方电网、中石油、中石化等也开始积极推动算力基础设施建设,为企业数字化转型提供支撑。在移动消费及智能终端方面,近年来我国移动终端用户及智能终端设备数量快速增长,终端设备应用场景不断丰富,对实时算力的需求不断提升。

在算力形态方面,我国数据中心形态多样化发展趋势逐渐显现,智算中心、边缘数据中心将保持高速增长。

长期以来,我国数据中心主要以通用算力为主,超算、智算及边缘数据中心应用和数量还待增长。随着我国高性能计算、AI 计算及边缘计算需求的提升,超算、智算及边缘数据中心将得到进一步发展,算力呈现多样化的发展趋势。当前,通用算力的数据中心仍是市场主力,按机架规模统计,占比超过 90%;超算中心主要应用于国家重大科研领域,商业应用场景较少;智算中心从早期实验探索逐步走向商业试点,尽管现有规模占比不高,但随着我国各类人工智能应用场景的丰富,智算需求将快速增长,预期规模增速将达到 70%;边缘数据中心能够为智能终端、物联设备提供实时算力,随着我国数字化转型的加快,包括工业互联网的发展,边缘计算需求将进一步提升,边缘数据中心的规模增速有望达到 30%。

应用场景的多元化对数据中心功能定位提出了新要求,数据中心已经不仅是承载云计算、大数据及人工智能等数字技术应用的物理底座,也正在成为一种提供泛在普惠算力服务的基础设施,广泛参与到社会生产生活的各个领域并实现全面赋能。

三、数据中心行业细分市场

1、互联网领域

中国数据中心下游主要应用于互联网厂商,占整体的60%,超过一半。其次为金融业,占比20%;政府机关占比10%;制造业占比3%。近年来,随着我国互联网产业的飞速发展,对于数据中心的需求量也不断增长,2021年我国互联网产业数据中心市场规模达到了900.12亿元。

中国数据中心下游主要应用于互联网厂商,占整体的60%,超过一半。其次为金融业,占比20%;政府机关占比10%;制造业占比3%。近年来,随着我国互联网产业的飞速发展,对于数据中心的需求量也不断增长,2021年我国互联网产业数据中心市场规模达到了900.12亿元。

资料来源:观研天下数据中心整理

2、金融领域

随着自建私有云、公有云、专属云、行业云等多种云计算基础资源切实成为金融机构的可选项,越来越多的存量金融业务系统已经或正在迁移到云计算架构之上,实现了更便捷的系统管理和升级迭代。另外,金融机构普遍选择将增量系统部署在云计算架构之上,甚至基于云原生方式完成开发部署运维,覆盖产业金融、供应链金融、数字货币、智能投研等各类创新应用。IDC观察到,2021年金融云解决方案市场全年增速首次超过基础设施,新一轮金融系统分布式改造浪潮亦在酝酿之中。

2022年,金融监管机构接连更新了《金融科技发展规划(2022-2025年)》《银行业保险业数字化转型的指导意见》等纲领性文件,在符合既有监管政策和数据安全法律法规前提下,在金融云基础设施层面以弹性、绿色、效率为主题,提出“加大数据中心基础设施弹性供给”、“建设绿色高可用数据中心”、“布局先进高效的算力体系”等要求;应用系统层面,则以分布式改造为主题,提出“推动传统架构向分布式架构转型”等要求。未来相关政策和配套规范、标准落地,将对整个金融云市场形成积极影响。2021年,金融行业数据中心市场规模达到300.04亿美元,相较于2020年其市场规模增长94.56亿元。

2022年,金融监管机构接连更新了《金融科技发展规划(2022-2025年)》《银行业保险业数字化转型的指导意见》等纲领性文件,在符合既有监管政策和数据安全法律法规前提下,在金融云基础设施层面以弹性、绿色、效率为主题,提出“加大数据中心基础设施弹性供给”、“建设绿色高可用数据中心”、“布局先进高效的算力体系”等要求;应用系统层面,则以分布式改造为主题,提出“推动传统架构向分布式架构转型”等要求。未来相关政策和配套规范、标准落地,将对整个金融云市场形成积极影响。2021年,金融行业数据中心市场规模达到300.04亿美元,相较于2020年其市场规模增长94.56亿元。

资料来源:观研天下数据中心整理(WWTQ)

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