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中国数据中心产业发展白皮书(2023年)节选

常华Andy Andy730 2024-03-16

【ANDY】相比此前的10年,以后10年的数据中心产业发展会有诸多新趋势、新亮点,包括技术和产业的革新,整体利好。

来源:中国通服数字基建产业研究院,中国数据中心产业发展白皮书(2023年),2023 年4 月

1.3 国内数据中心产业进入新阶段

1.3.1. 三体产业:数字设施、数字能源、数字科技

数据中心产业是数字科技、数字设施和数字能源的三重载体三体产业,简称“三体”产业。一方面赋予其强政策属性,产业建设发展走势与政策紧密相关;另一方面,载体内容也对其趋势变化产生了相应影响。IDC 基础内涵是数字时代的地产行业,通过数字空间租赁获取资产收益,这一属性强调IDC 产业注重区位选取与投资。由于机房运转和设备冷却需要耗费大量电力,IDC 属于高能耗产业,国家双碳政策引导IDC 产业注重节能配套。IDC 是建立在计算、存储、通信三大科技基础上的承载算力的物理实体,国内数字经济发展要求IDC 产业注重产业支撑服务,国家发改委给出测算:每消耗1 吨标准煤,直接贡献1.1 万元数据中心产值,可以带来88.8 万元数字产业化增加值,间接带来360.5 万元产业数字化市场。同时,近年来国内数据中心主要政策对数据中心产业发展的区域集约化、用能绿色化、服务算力化均提出了高要求,推动IDC 产业呈“三化”、“四样”的发展趋势。

1.3.2. 产业新趋势:集群化、低碳化、算力化

经过20 年的发展,我国数据中心在市场需求与供给驱动下,建设规模不断扩大,集群化趋势明显。随着数据中心规模不断扩大,数据中心的能耗与碳排放持续提升,在国家“双碳”目标下,数据中心绿色低碳化发展大势所趋。同时,在政策利好(“东数西算”加速构建一体化算力服务体系)、需求提振(产业互联网进入新纪元、AI 产业进入新阶段)、技术升级(算力异构化推动算力升级)作用下,算力化成为未来数据中心发展的主流趋势之一。

(1)布局集群化:超大型数据中心增长快速,市场主体推动数据中心向核心区域布局,呈现由“中心向周边”“东部向西部”转移的部署趋势。

当前,全国八大枢纽节点投资占80%,新建90%是大型及以上数据中心。从整体来看,中国超大型数据中心增速快,机架占比超40%。中国超大型数据中心整体数量从2018 年的34 个增长到2021Q3 的105 个,三年复合增长率达45%。超大型数据中心机架占比也从2018 年的34%增长到2021Q3 的41%,数据中心集群化趋势明显。

市场主体的需求驱动和供给导向,推动数据中心集群化发展。从需求来看,一方面,OTT(大中型互联网客户)云承载需求趋势明显。以BAT 为例,头部客户新增需求以云承载为主,体系内及其他中小企业均选择上云。BAT 新增机柜主要用于云承载,占比达60%-80%,主要集中在核心热点区域。另一方面,大中型行业客户的专属云需求升级,推动数据中心承载从小规模单中心向行业/区域大规模多中心、跨行业/区域中心演进,对数据中心规模化、集群化建设的需求更加强烈。

从供给看,整体呈现向核心区域集中部署态势。数据中心服务商主要在京津冀、长三角、粤港澳、成渝、内蒙古等区域布局。根据CDCC 统计数据,2021 年,四大核心区域存量机柜总数占比超80%,其中以北京及周边为核心的华北地区占比26%、长三角为核心的华东地区占比29%,以粤港澳为核心的华南地区占比24%,以成渝为核心的西南地区占比10%。

随着“东数西算”战略推进,以及东部土地、能耗资源紧张情况下,OTT、数据中心服务商等的数据中心布局不仅呈现由“中心向周边”转移趋势,未来也将由东部向西部迁移,数据中心产业布局将呈现“中心向周边”“东部向西部”双向流动趋势。

(2)建设低碳化:在数据中心能耗用量加速提升下,PUE 优化和可再生能源替换进程加快,打造“零碳/低碳数据中心”成为产业基本面。

数据中心用电量和二氧化碳排放量处于增长态势。根据CDCC 数据,2021 年,全国数据中心用电量937 亿度,占全社会用电量达到1.13%(国家统计局数据相对更高,接近CDCC 数据的两倍),二氧化碳排放量约为7830 万吨,占全国二氧化碳排放量比重为0.77%。预计到2025 年,全国数据中心用电量达到1200 亿度,全国数据中心的二氧化碳排放总量预计将达到10000 万吨,约占全国排放总量的1.23%。节能优化和能源替换是两大减排途径,针对当前全国数据中心PUE 和可再生能源使用水平均较低的现状,“十四五”末提出了明确改进目标。

全国数据中心能效水平不断提升。根据CDCC 统计分析,2021 年度全国数据中心平均PUE 为1.49,相较于2019 年全国平均PUE 近1.6,全国数据中心PUE 已有所提升。其中华北、华东的数据中心平均PUE 接近1.40,处于相对较优水平。华中、华南地区受地理位置、上架率及其他多种因素的影响,数据中心平均PUE 值接近1.6,存在较大的提升空间。

随着多个省市实际要求设计PUE 不高于1.2,液冷等新技术嵌入加速普及。“东数西算”政策明确要求到2025 年,东部枢纽节点数据中心PUE<1.25,西部枢纽节点数据中心PUE<1.2,实际上目前很多省份数据中心项目可研审批均要求在设计PUE 在1.2以下。同时在各大节点绿色节能示范工程实施推动下,数据中心建设低碳化进程有望进一步加快。按照赛迪顾问相关数据测算,液冷渗透率预计在2025 年达到20%。同时,在氟泵变频技术、热管多联技术、间接蒸发却机组(AHU 一体化机组)、智慧机房运维(AI 调优等)等其他新技术也在快速推广开来,数据中心能效优化空间有望进一步扩大。

数据中心可再生能源利用率在未来几年有望快速改善。根据国际环保组织绿色和平研究,2018 年中国数据中心火电用电量占其总用电量的73%,而中国数据中心可再生能源使用比例仅为23%,低于我国市电中可再生能源使用比例26.5%。到2020 年,我国数据中心可再生能源利用率达到30%左右,相较于2018 年已有所提升。未来几年,随着国家及各省市加大对数据中心化石能源使用的约束,新型储能、分布式光伏等技术及应用的规模化发展,数据中心可再生能源利用率将大幅提升,绿电占比或将大于50%。

打造“零碳数据中心”成为数据中心低碳化发展的终极目标。随着国家对数据中心能耗管控趋严,以及PUE 优化、源网荷储一体化技术发展,打造100%可再生能源的“零碳数据中心”或“低碳数据中心”成为主流服务商的重要发展方向。如中国电信创新推动数字经济与青海清洁能源深度融合发展,打造中国电信数字青海绿色大数据中心,成为全国首个100%清洁能源可溯源绿色大数据中心,也是首个数据中心源网荷储绿电智慧供应系统示范样板,重新定义了绿色大数据中心新标准和绿色能源消费新模式。

(3)服务算力化:算力2.0 时代到来,算力由基础算力向智能算力发展,异构算力需求崛起。

数字经济高质量发展诉求推动算力由1.0 向2.0 演进,单纯数据中心转向数算一体服务,并由基础算力向智算等高阶算力演化。算力1.0 主要提供数据存储、分发服务,传统数据中心相当于一个算力“仓库”,对数据大规模处理和提供高性能计算(智算/超算)能力有限。算力2.0 由新型数据中心提供大规模数据处理和高性能计算能力,具有互通性、智能性、融合性、绿色性、安全中立性等五大特征,自2020 年“新基建”概念提出以后,国家着重开始规划新型算力中心,例如在2020 年4 月,国家发改委明确提出要推进新型算力设施规划。

我国算力规模持续扩大,缩小与世界先进国家差距。据IDC、Gartner、中国通服数字基建产业研究院等多方机构测算,2020 年我国算力总规模达到135EFlops,全球占比约为31%,同比增长55%,进一步缩小与美国等发达国家差距。其中,基础算力规模(FP32)达到77EFlops,全球同类占比约为26%,美国占比43%;智能算力规模(换算为FP32)达到20EFlops,全球同类占比约为19%,美国占比52%,中美差距较大;超算算力规模(换算为FP32)约为2EFlops,全球同类占比约为20%,美国占比31%。

我国智能算力占比提升快速,算力区域分布不均将得到改善。中国基础算力占总算力的比重由2016 年的96%下降至2020 年的78%,智能算力占总算力的比重则由2016年的3%提升至2021 年21%(此数据比例不同测算机构存在较大差异,测算口径存在较大区别,数字基建研究院认为当前国内总体智算占比在20%左右较为合理),超算算力规模的比重增长至5%左右。据预测,未来五年智算复合增速超50%,是基础算力增速的3 倍,高密高定制智算中心将成为趋势。当前北京、广东、上海、江苏等东部省市算力规模较大,西部省市算力规模较小,算力区域分布不平衡。随着“东数西算”工程推进,未来算力的区域分布不均衡问题将得到改善。

摩尔定律失效,新兴技术崛起,算力异构化成为算力发展重要趋势。后摩尔时代,摩尔定律接近物理极限,在上世纪80/90 年代每18 个月CPU 性能就会翻倍,但如今CPU 性能提升每年只有不到10%,CPU 遭遇性能瓶颈。同时,5G、边缘计算、AI、物联网等新技术应用落地,对计算性能提出更高要求,以GPU、FPGA、ASIC 等专用加速芯片为代表的异构加速计算需求正蓬勃兴起,催生高性能异构算力需求。此外,云边端场景化、智能化算力需求也加速推动异构算力融通发展,要求数据中心具有多元化算力供应格局。

1.3.3. 产业新生态:客户、主体、资本、模式多样

随着互联网和通信技术不断发展,IDC 产业分工进一步明确,数据中心产业全链呈现新变化。IDC 产业链主要由上游设备和软件供应商、中游IDC 建设者及服务商和下游终端应用客户构成。产业链上游设备和软件供应商主要为数据中心建设提供所必须的基础设施或条件,其中设备商提供基础设施和ICT 设备,分别为底层基础设施(供配电系统、散热制冷系统等)和IT 及网络设备(交换机、服务器、存储),软件服务商提供数据中心管理系统(动环监控系统、数据中心基础设施管理系统等)。产业链中游IDC 建设者和服务商主要整合上游资源,建设高效稳定的数据中心并提供IDC 及云服务产品方案,是数据中心产业生态的核心角色。产业链下游的各行业应用客户是数据中心的主要使用者,包括云商、互联网企业与其他重点行业用户,如金融机构、政务机构、其他企业用户等。其中云商主要通过虚拟化资源为客户提供灵活的资源分配和调度服务而获取收入;而其他企业则主要通过部署托管服务器集群或者租用数据中心的服务器为自有业务提供技术服务等。

国内数据中心产业发展进入新阶段,推动产业客户多样化,互联网客户从头部走向腰部,从互联网向行业客户延伸。我国IDC 行业与互联网行业发展同频共振,互联网行业客户仍占据IDC 需求的绝对主导地位,但头部互联网客户增量疲软,腰部及新兴互联网客户逐步成为增量主体。与此同时,行业客户需求占比持续提升,金融、政务和制造业为主要需求方。

国内数据中心产业发展进入新阶段,推动产业主体多样化,产业上游厂商、传统行业央国企等跨界经营数据中心,液冷、光伏、储能等新型设备厂商进入供应链。“东数西算”战略下,产业链上游企业借助自身价值卡位,纷纷开始尝试进入中游服务商领域,如科华、佳力图等。2019 年,佳力图和鹏博士大数据合建南京楷德悠云数据中心,是佳力图围绕主业对产业链布局的进一步延伸。2022 ALDC 数据中心液冷产业大会上,科华数据宣布将发布板式液冷微模块数据中心,是科华对液冷数据中心的积极探索,以模块化设计理念实现数据中心对液冷系统的快速部署。

国内数据中心产业发展进入新阶段,推动产业资本多样化,资金来源、资本性质等均呈现新变化。第一,融资途径广,除定增、可转债、ADS 等外,产业基金、REITs 等新型融资开始兴起,传统行业跨界方通过相关多元化投资加大产业资源布局。例如万国数据通过可转债、上市融资、银行授信、股权融资等多措并举,加码IDC 资源投资;能源行业杭钢使用9.5 亿募集资金收购杭州杭钢云计算数据中心有限公司(原名为杭州紫金实业有限公司)100%股权,并对其增资投建杭钢云计算数据中心项目一期,IDC 资源规模约1 万个机柜。第二,“东数西算”背景下,国产化投资加大,涌现出如光迅、佳力图、华为、科华恒盛等实力强劲厂家,数据中心光网络、暖通设备、电力等关键设备国产份额加大。第三,数据中心低碳政策下,IDC 物业资源配套更为关注绿电要素,绿色金融得到发展。

国内数据中心产业发展进入新阶段,推动产业模式多样化,IDC 建设和运营模式创新发展。一方面,服务更多转向智能云DC 模式,注重软服务。产业链下游各行业应用客户对云基础设施需求从单一公有云或私有云更多转向多云或混合云等多形态云,多云解决方案成为重要服务形式。另一方面,自建走向合建(运营商与第三方合建,与客户合建),风险效益共担催生EMC(合同能源管理)模式。生态自建方以阿里云、腾讯云等头部云商为主,在IDC 资源建设方面普遍采用“333”制2,同时合建需求高涨,如阿里云与万国数据、数据港、宝信软件等第三方IDC 服务商均建立了长期稳定的合建采购合作。

2. 国内数据中心产业市场供需

2.1. 总体供需趋势及特征

2.1.1. 总体供需规模

2022 年2 月,“东数西算”工程正式拉开了构建全国一体化大数据中心体系的大幕。随着8 大国家算力枢纽节点建设方案均进入深化实施阶段,全国数据中心机架规模逐步增长,已形成一定规模。根据相关统计数据,截止2021 年底,全国在用数据中心机架规模达520 万架,其中大型以上数据中心机架规模约为420 万架(按2.5Kw 标准机架统计)。

立足全局视角,随着新一代信息技术发展、企业数字化转型以及数字经济发展不断深化,算力应用场景不断涌现,数据中心需求稳步提升,“东数西算”工程将进一步深入,未来国内数据中心建设将继续加大。预计至2025 年“十四五”规划期末,拟实现数据中心机架规模增长至1400 万架,规模总量翻两倍,总增量投资约7000 亿元

聚焦于各枢纽节点来看,“十四五”末八大枢纽节点数据中心投资规模占比达75%,其中东部节点占比较大,预计四大东部节点投资规模占八大枢纽节点的70%以上,但相较于“东数西算”前比例有所下降;起步区投资在节点占比较高,达50%以上。

从投资结构层面来看,过去一年,八大枢纽节点起步区新开工IDC 项目达到60 余个,新建IDC 规模超过110 万标准机架,总投资超4000 亿(含服务器等IT 设施)。其中运营商、第三方投资占比较大,是主要的需求主体,其投资内容主要集中于通信网络、数据中心及服务器等,也包含部分平台型投资。

从整体需求趋势来看,受以ChatGPT 为代表的生产式AI 以及元宇宙等新业态带动,智算应用场景在未来3-5 年预计爆发,千亿级大模型预训练对海量算力提出了要求。据OpenAI 研究表明 ,2012-2018 年期间最大的AI 训练的算力消耗已增长30 万倍,平均每3 个多月便翻倍,速度远远超过摩尔定律;据国信证券等多家证券机构预测,全球算力总量需求未来3 年或将超过10 倍,中国通服数字基建产业研究院结合国内实际情况,预测在国内AI 产业按预期发展的情况下,国内算力总量需求未来5 年或将超10 倍。根据IDC 等多方数据显示,仅现阶段ChatGPT 的总算力消耗就约为3640PF-days(按照假如每秒计算一千万亿次计,需要计算3640 天),需要7~8 个投资规模30 亿、算力500P的数据中心才能支撑运行,也就相当于总计15 万架标准机柜数据中心所提供的算力。

各主体投资布局存在差异。运营商优先考虑布局长三角、京津翼地区,两地投资规模超500 亿;与运营商存在较多合作的第三方在内蒙古等成熟地布局较少,在东部三枢纽节点投资较多;以阿里、华为为代表的云服务商主要在东部区域节点布局;以央企国企等跨界服务商为代表的其他服务商则整体投资相对较少,在内蒙古节点以数据中心扩容为主。

2.1.2. 总体供需结构

从业务结构来看,基础业务需求逐年收缩,以DCI、安全、运维为代表的增值业务需求旺盛。

托管、带宽等基础业务需求逐年收缩,2020 年基础业务需求降至80.9%。与此相对,云承载占比从2015 年的14.4%到2018 年的25.9%,2020 年达到30.4%,成为IDC 增量最大驱动。同时,DCI(DC 间互联专线)、安全、运维等增值服务业务占比逐年攀升,增值业务占比超22%,DCI、安全、运维等需求较旺盛。此外,基于数据中心提供服务器租赁(算力租赁)开始兴起,算力服务也将成为数据中心重要增值服务。

数据中心增量需求成倍增长的同时,存量市场节能改造需求也逐渐兴起,2023-2025年数据中心节能改造市场空间规模超340 亿元。节能改造需求主体主要是运营商,依次是第三方IDC 服务商和金融。

具体说明下改造空间测算逻辑:在EMC 模式(合同能源管理)改造下,数据中心节能改造的费用大致与经过改造后节省下来的电费相抵消,改造节省的电费即初步估算为改造市场空间。由此根据CDCC、工信部数据,测算出2023-2025 年全国数据中心节能改造市场规模超340 亿元(假设数据中心规模年增速),主要面向华东、华北、华南、西南等区域,节能改造市场规模分别为99 亿元、89 亿元、82 亿元、34 亿元,市场规模占比分别为29%、26%、24%、10%。

节能改造需求主要来自运营商、第三方IDC 服务商、金融等主体,结合多省市调研和华信数十个典型项目实践,充分考虑不同主体存量数据中心规模、平均PUE 现状水平以及改造场景广度,测算2023-2025 年运营商节能改造市场规模约270 亿元,主要面向大中型数据中心、综合枢纽楼、边缘及接入局所等场景,上述场景市场规模分别约达56 亿元、70 亿元、17 亿元,改造主要面向空调、电源、机柜搬迁、机房整改等方向,其中空调改造规模占比超70%。

规模交叉检验:2022 年某运营商发布的改造投资文件显示,未来三年预计支出至少50 亿,根据某运营商的数据中心份额,预计三家运营商总计投资在150 亿元内。再以综合枢纽楼为例验证相关数据,某省级运营商“2+8”模式,2 个省级枢纽楼,8 个市级枢纽楼,经调研显示,未来3 年预计一半推进改造,单点投资至少在8000-10000 万元,故该省规模约4-5 亿元。全国类似需要改造的枢纽楼在30 座以上,故投资金额不低于25-30亿元。三家运营商综合枢纽体量相当,所以总量预计在70-80 亿元。

2.2. 细分客群需求结构及特征

从不同行业需求来看,头部互联网仍是需求基本面,腰部互联网、传统行业与外资企业需求成为增长新动力。

互联网行业需求占比有所下降,整体需求增速放缓,但其仍占据绝对主导地位,在短期内仍是IDC 产业发展的主要推动力。IDC 行业与互联网行业发展仍然呈现共振效应。

具体来看,互联网行业需求占比持续下降,中长期来看是消费互联网与产业互联网的阶段更替作用,短期来看主要由于受经济大环境及互联网监管、云商收入增速放缓、国资行业云推出等影响。过去两年,头部大客户增量疲软甚至出现规模裁撤,如某头部厂商预计2023 年裁撤3 万个机柜,并撤销多个自建节点。与头部客户需求放缓不同的是,腰部与新兴细分领域新贵正在极大拉动增量需求,如字节跳动、拼多多、B 站等在长三角区域均寻求大规模数据中心采购。

与此同时,传统行业需求占比逐步提升。随着产业互联网崛起,传统行业客户需求逐步被激发,其中金融、政务和制造业为需求主体。据统计,2021 年数据中心下游应用在传统行业占比近20%,金融、政府机关、制造业居前三,占比超八成(82.5%)。

此外,中美关系影响下国内数据存储及数据安全监管趋严,外资企业对本地IDC 资源需求旺盛。国内《数据安全法》、《网络安全法》等监管政策要求数据境内存储、数据独立、数据安全等,带动了大量安全合规需求,本地IDC 资源需求逐渐凸显。

2.2.1. 互联网行业需求特征

在基础资源需求方面,作为海量数据的载体,互联网客户呈现高定制、高弹性、低成本、快交付资源要求。具体而言,在高定制方面,一般需设置白名单、高功率,应用先进技术等;高弹性方面,互联网数据中心需求多以独栋机楼起步,要求空间可持续发展;成本方面,互联网行业客户议价能力较强,利润压降比较苛刻(服务商一般只能包住税点);交付方面,时间周期比较短,一般交付周期为1 年以内,少数需在6-10 个月内交付。

此外,头部互联网厂商与腰部互联网厂商对于数据中心的建设需求也有所不同。在布局方面,头部互联网厂商往往是“前店后厂”的布局,并采用3AZ 架构,且其自建合建IDC 的比例不断增大,除与第三方捆绑外,边缘算力合作需求也逐步提升;腰部互联网主要采用核心自建+广泛租用的形式布局数据中心体系,其架构由双AZ 向3AZ 逐步演进,并对低时延高可靠的专线有需求,以满足对外SaaS 服务。

在设施技术方面,互联网头部厂商一般以自有标准(国标A 级或T3+)进行建设,多建设高功高密机架,单机架功率一般在8kW 左右。电气常以高压直流、市电直供、2N-UPS 组合形式提供,空调方面在系统和末端均布局N+X 冗余。互联网腰部厂商对IDC 等级要求则以性能成本导向为主,同样要求高工高密机架,但功率要求较头部厂商较低,单机架功率一般在6kW 左右,空调要求“N+1”冗余系统设计。此外,不同客户还有一些个性需求,据调研初步反映,如拼多多倾向水冷,字节跳动、美团倾向间接蒸发冷;美团要求变压器负载率单台不高于50%;三家均有局部设备白名单,其中拼多多仅要求冷机使用约克品牌。

2.2.2. 金融行业需求特征

金融行业需求方主要包括银行、证券、保险、交易所等机构,对本地自建属性要求高,故在布局方面,其一般为总部基本采用自建IDC 形式,地方分支或中小型机构较多采用租用形式。

在基础资源方面,受政策监管要求约束,金融行业对于IDC 的安全性要求较高,具体包括安全等保三级及以上,资源具备扩展性、双线路双路由(定期主备切换)、物理隔离专区和门禁、远端监控、7*24h 值守等。其IDC 地理位置一般要求同城灾备在20KM-70KM 之间,异地灾备不出省(大型机构全国多点灾备除外)。其中金融团体云机房要求更高,A 级标准外还要求安全等保四级、金融云备案、至少接入2 家电信运营商、异地灾备至少达100km 等。

在网络品质方面,低时延高可靠的专线、对外网络互联的多线需求较大。对于IDC供应商的选择,金融行业更看重品牌、服务和综合解决方案。此外,金融行业需要频繁审计配合。

在设施技术方面,金融行业一般要求国标A 级或者T4 等级机房,电气要求2N-UPS系统,偏好交流电,空调要求系统2N 冗余,末端N+X 冗余设计,机架功率密度集中在5-8kW 中高功率机架。

2.2.3. 政务行业需求特征

政务行业需求方主要包括两类,一类是公检法、财税等相对独立的垂直条线,一类是直属厅局委办等政务云相关部门。与金融行业需求类似,政务行业对本地自建属性要求高,总部基本采用自建IDC 形式,地方分支或中小型机构较多采用租用形式。在租用渠道方面,两类需求方的渠道存在一定差异性,垂直条线直接向运营商租用为主,政务云相关由运营商面向总集成商提供底层机房资源租用。同时,政务行业对于IDC 的安全性要求也较高,具体包括安全等保三级及以上,VIP 包间和生物门禁、远程监控、7*24h值守等。其IDC 地理位置一般要求属地可控(≤50KM),且异地灾备不出省。在网络品质方面,要求安全属地化接入,主要采用政务内部专网及外部便民服务互联网。对于IDC供应商的选择政务行业也同样更看重品牌、服务和综合解决方案。此外,由于采取预算审批制,政务行业初期对价格有一定敏感性,后期扩容或运维收费较易。

在设施技术方面,政务行业一般要求国标A 机机房,政府挂牌认证机房及部分屏蔽机房等;电器要求包括A 级UPS 2N(N≥1)、B 级UPS N+1(N≥1)等,偏好交流电;空调要求系统和末端均N+X 冗余设计,机架功率多为3-5Kw。

2.2.4. 制造行业需求特征

制造行业需求方多为能源、交通物流、电子制造等行业。在基础资源需求方面,其比较关注价格成本,弹性按需扩容;网络品质方面,主要关注高性价比工厂互联,混合云专线需求校对,对宽带需求则较低;安全性方面,部分大央企要求具备物理隔离;此外,制造行业重视IDC 运维管理,具有较高代维需求。

在设施技术方面,制造行业需求较为简单,其对于机房等级要求总体较低,且差异化较大,在电气方面无明确要求,空调要求N+1 冗余设计,机架功率多为3-5kW。

2.2.5. 其他新型需求特征

(1)外资企业需求特征

数据安全及网络安全政策约束下,外资企业IDC 资源需求也存在一定的特征。除个别大客户外,大部分外资企业机房租用量不大,但其对于IDC 资源机房等级要求普遍较高,认可uptime 等级认证要求,外资云商、金融普遍要求T4 等级。外资企业也注重性价比,如微软因运营商自建机房价格过高,开始转向第三方合作,常采用资源置换的形式,如外资云商租用运营商IDC 机房,运营商采购部分云商产品、基层服务等。此外,外资企业对于IDC 的绿色节能要求较为严格,如要求零碳承诺。在设施技术方面,外资企业需求较为简单,如对于电气无明确要求,空调要求N+1 冗余设计,功率密度多为高功高密,单机架功率在6kW 左右。

(2)智算中心需求特征

随着智算应用场景的不断延伸发展,数据中心需求逐渐向更高算力、更高算效演进,呈现“高密化、高定制化”、“服务高价值化”趋势。在基础资源方面,智算中心开始尝试采用预生产、标准化、模块化的硬件实现“装配式”建设,快速投产、弹性扩容;以大带宽(不同场景下延迟要求不同)的通信系统和数据平台为基础,通过GPU+CPU 的异构混合并行计算实现效率提升并改善系统性能,其中CPU、GPU 等多为信创底座。在技术方面,智算中心功率需求比较高,建设高密(单机柜功率负载一般在20kW 或以上,甚者达到百KW)数据中心能进一步增加数据中心“每平方米”的计算能力。同时,在制冷技术方面较多采用冷板式液冷+蒸发冷却复合模式,而超算中心偏向于浸没式液冷技术。

5. 数据中心行业发展启示及展望

5.3. IDC 服务商

(1)发展定位

一体化方案:从提供机柜、带宽等单一产品转向“IDC+算云网安”的一体化服务方案。

生态型运营:产业进入整合阶段,与资本、产业链供应链、下游客户等建立全面合作、实现相互嵌入成为必然。

(2)发展方向

客群布局:互联网头部客户需求增量疲软、转向自建,并且大幅挤压利润,价值客群向腰尾部客户转移;随着数字化改革的深入推进,政务、金融、制造等行业客户需求兴起。将客户作为生态共同体,加强与终端客户及其上下游产业链各环节对象的合作运营。

区域布局:从热点城市向低成本区域转移,边缘定制化需求攀升,要求形成与数字经济增长相适应的新型数据中心发展格局,形成“国家枢纽节点+省数据中心+边缘数据中心”的梯层布局。

服务布局:加大对智算中心、超算中心等新形态数据中心建设运营,加快算网一体服务能力建设,深入应用如光伏、储能等新能源技术,持续实践绿色节能相关技术;融合AI、大数据等技术实现数据中心智能化覆盖全生命周期管理;

(3)存在挑战

服务产品单一,同质化严重:传统IDC 中,提供主机托管、宽带出租、IP 地址出租、服务器出租和虚拟机出租的传统业务占据国内IDC 业务的70%以上,而虚拟计算资源出租、虚拟安全服务和动态负载均衡等增值业务不到30%。

高能源耗,低资源利用率:IDC 业务主要来自于行业需求,随着服务器从普通机架式向小型机、刀片式的转变,机柜能耗从2-4KW 猛增至6-15KW,这导致数据中心的能耗居高不下,数据中心所支付的电费已经超过购买服务器设备的费用,用于制冷的能耗占整个数据中能耗的比例超过45%,超过了IT 设备的能耗。另外,传统数据中的服务器采用专用方式分配,资源的利用率一般在30%下,相当一部分处于空闲状态的服务器每时每刻都在浪费电能、侵蚀IDC 利润空间。

缺乏全网规划,运维效率低,维护成本高:传统IDC 数据中心,缺乏统一的标准和规划,无法实现硬件资源的统一管理和共享;越来越复杂的IT 和网络系统需要专业的运维人员维护,人力成本高;部署、维护和更新消耗了大量的资源,70%以上的IT预算被用于现有系统的维护而不是建设新的IT 系统。

平台支撑能力差,业务上线周期长:传统IDC 数据中心,缺乏统一开放的平台,无法实现资源的统一调度,支撑多样化应用;业务部署需要从底层做起,基础配置复杂,新业务上线周期长,增值服务成本过高。

5.4. 政府监管

(1)发展定位

角色一:市场牵引。国家层面已经出台了数据中心产业相关实施方案、指导意见,深化实施“东数西算”战略,从强监管到强引导,有序指引市场向集约、绿色、安全高质量发展,打造新型数据中心。

角色二:产业扶植。对于集群划定区域,从土电、税收、人才等给予区域扶持;鼓励数据中心开展如液冷、安全等新兴技术及业务试点,加快推动数据中心新型领域的创新能力提升和规模经营能力建设;鼓励开展数据中心增值业务试点和能力培育,加快形成本地化相配套的数据中心服务产业链。

(2)发展方向

算力资源绿色集约发展:我国原有数据中心大多处于比较粗放的状态,其特点集中体现为“小、废、粗、慢”,既不利于数据中心的专业化管理,也不利于数据中心的节能降耗。“十四五”期间数据中心需求增长显著,全社会用电量占比将提升到3%以上。“东数西算”战略可以有效缓解我国电力供需不均衡的矛盾,推动数据中心集约化绿色化发展

扩大投资优化产业结构:疫情之下全国经济面临需求收缩、供给冲击、预期转弱三种压力,“东数西算”战略有效提升了国内数据中心领域的投资热度和力度,成为地方政府稳经济、稳增长的主要抓手之一,据权威数据预测,数字基建投资拉动投资乘数效应可以达到6 倍以上。数据中心建设将有效激发“数据”作为新型生产要素的巨大潜力,催生新技术新产业新业务新模式,为我国数字经济高质量发展孕育新的经济发展动能。

促进西部经济转型升级:“东数西算”战略将推动西部节点城市数据中心的集群化发展。据权威机构初步估算,“十四五”规划期末,西部四个节点数据中心标准机架能力将超过200 万架。随着西部城市业转型升级将带来就业人口结构的变化,让更多的年轻人、数字化人才能够留在西部或愿意来到西部,进而增加整个西部节点城市的人文活力和竞争力,改善城市文化氛围变化。

促进东部资源发展平衡:“东数西算”战略将持续优化东部算力布局,如长三角枢纽节点建设打破原有数据中心布局设想,所有新建数据中心将往一体化示范区集群集中,起步区仅在嘉善,未来集群可能会扩展到杭州、嘉兴、湖州、宁波等地;全面提升东部节点所在省的算力服务水平,有效保障数字化改革背景下党政整体智治、数字政府、数字经济、数字社会、数字文明、数字法治建设;将进一步加速东部节点所在省内未来算力建设及配套网络条件改善,进而提升东部节点城市对外省资本及企业入驻的吸引力,对整体数字经济营商环境优化具有较大助力。

(3)存在挑战

治理协同性:目前政府部门的职能存在交叉和重叠,各部门根据自己所掌握的信息和数据,各自为政,犹如一个个“信息孤岛”,难以进行跨区域、跨部门的协同治理,导致社会治理成本高、效率差,造成公共信息管理机制碎片化。

治理科学性:政府部门在决策时,仍存在过度依赖固有经验、特别是“惯例”的情况,缺乏在掌握数据乃至大数据基础上的缜密分析。这种主观化的“拍脑门”决策方式很容易导致决策缺乏科学性、系统性和全局性。

治理多向度:公民权利意识的崛起,意味着不再满足于被动充当社会治理的“客体”,其通过网络参政议政的意愿更加强烈。然而长期以来,政府治理体系中自上而下的单向度、指令化方式往往导致“好事办不好、实事办不实”。所以,政府应及时转变思维,促进公民广泛参与,协调各方利益,从单向度的管理转为多向度的共治。

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