01 行業難點
東西部土地、電力、數據等資源供需不平衡矛盾提升了數據中心建設運營成本,難以充分發揮數據中心資產價值。
在供給方面,數據中心占地面積廣、電力消耗高,東部一線城市土地資源稀缺,IDC能耗指標、土地資源審批嚴格,數據中心機架供給受到限制,西部地區卻具有充裕的工業用地和電力能源資源。對比各地區與城市數據,京津冀、長三角、珠三角等東部地區城市工業用地成交價格和電費價格遠高于中西部地區城市。
在需求方面,東部地區經濟發達,人口數量多、高端產業集聚,互聯網數據接入量高,西部地區人口數量少、低端產業較多,互聯網數據接入量低。
左:圖1 各地區工業用地成交價格(百萬元/平方米),右:圖2 各城市電價(元/度),數據來源:WIND
圖3 各地區移動互聯網接入流量(億GB),數據來源:《2021年通信業統計公報》
數據中心“老舊小散”問題嚴峻,數據中心電源使用效率和機柜上架率低,導致數據中心規模化效應降低。在上架率方面,大型數據中心、超大型數據中心及全國數據中心上架率平均值分別為54.9%、34.4%與52.8%,與國家規劃的數據中心上架率65%存在較大的差距;在電源使用效率方面,大型數據中心、超大型數據中心電源使用效率平均值分別為1.54和1.63,距國家規劃的數據中心電源使用效率1.20和1.25存在較大的下降空間。
左:圖4 數據中心上架率,右:圖5 數據中心PUE,資料來源:IDC、政府網站
數據中心產業具有重資產屬性,商業模式選擇影響著數據中心建設運營效率。在建設模式方面,傳統的現場組裝模式建設周期長、建設效率低、建設成本高,預制模塊化建設模式能有效縮短建設周期、提升建設效率、降低建設成本。這將帶來價值鏈變革,價值創造主體由數據中心基礎設施提供商轉為數據中心預制模塊化解決方案提供商,價值鏈變化亦成為建設模式變革的阻礙因素。在銷售模式方面,不同的銷售模式決定著銷售效率和產能利用率,定制(批發)型銷售模式類似于經銷模式,根據阿里、騰訊、美團等大客戶訂單規劃建設數據中心,市場集單效率高于零售模式,產能利用率更高。
圖6 數據中心不同建設模式成本(萬元),數據來源:施耐德
圖7 數據中心不同銷售模式業務流程,資料來源:數據中心上市公司年報
摩爾定律接近物理極限,算力增長主要依賴于算力堆疊和并行計算,數據中心算力增長將提升服務器成本和數據中心成本。一是摩爾定律接近物理極限,半導體晶體管數量增長速度和半導體成本下降速度放緩。二是摩爾定律接近極限,有效算力增長主要來源于算力堆疊和并行計算,將大幅增加IT設備成本。
圖8 有效算力各因素貢獻,資料來源:OpenAI
02 “東數西算”政策要點
國家密集發布了多項“東數西算”相關政策,“東數西算”由規劃走向落地。
2020年,《關于加快構建全國一體化大數據中心協同創新體系的指導意見》提出在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝等重點區域,以及部分能源豐富、氣候適宜的地區布局大數據中心國家樞紐節點。
《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》正式提出“東數西算”工程,在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝,以及貴州、內蒙古、甘肅、寧夏等地布局建設全國一體化算力網絡國家樞紐節點,加快實施“東數西算”工程,提升跨區域算力調度水平,加強綠色數據中心建設,強化節能降耗要求。
2021年,《新型數據中心發展三年行動計劃(2021—2023年)》進一步提出建立全國一體化算力網絡國家樞紐節點、省內數據中心、邊緣數據中心梯次布局,提升算力算效水平,數網、數云、云邊協同發展,穩步提升電源使用效率。
2022年,《“十四五”數字經濟發展規劃》提出加快實施“東數西算”工程,提升數據中心跨網絡、跨地域數據交互能力,加強面向特定場景的邊緣計算能力,強化算力統籌和智能調度。持續推進綠色數字中心建設,加快推進數據中心節能改造,持續提升數據中心可再生能源利用水平。
圖9 數據中心相關產業政策,資料來源:政府網站
梳理分析各項政策,其要點主要在于以下三點:
一是建立由國家樞紐節點數據中心集群、省內數據中心、邊緣數據中心構成的全國一體化算力網絡,使各級數據中心形成梯次布局,從而優化算力資源布局,提升算力算效。
二是加快推進“東數西算”工程,對實時和非實時數據分類,并以此為依據分配數據中心的數據資源,解決東西部數據、土地、電力等資源供需錯配的問題,提升能效水平。
三是制定數據中心上架率和電源使用效率指標,引導數據中心綠色化、集約化和規模化建設,整頓數據中心“老舊小散”現狀,促進產業高質量發展。
圖10 “東數西算”工程規劃要點,資料來源:政府網站
03 “東數西算”對數據中心產業趨勢影響
通過運用數據分類手段分配數據中心資源,將有效解決數據中心供需不平衡問題,提升數據中心產業效率。按照數據特點,將工業互聯網、金融證券、災害預警、遠程醫療、視頻通話、人工智能等領域的實時數據分配到東部核心城市周邊的數據中心,提升數據效率,降低數據傳輸延時;將僅需后臺加工、離線分析、存儲備份的這類對網絡要求不高的非實時數據傳輸至西部數據中心,減少數據中心投資運營成本,優化數據中心整體效率。
圖11 “東數西算”數據處理特點
“東數西算”工程為數據中心產業帶來重大利好,產業鏈將迎來蓬勃發展機遇。根據IDC預測,2030年數據中心產業市場規模將達到4036億元,其中服務器、制冷系統、配電系統規模占比排名前三,是未來市場規模最大的領域。從增長率來看,制冷系統與配電系統復合增長率分別為20%與12%,市場增長空間最為廣闊,也為相關企業帶來了巨大機遇。
圖12 數據中心產業市場規模(億元),資料來源:IDC
數據中心產業加速商業模式變革,“定制銷售+模塊化產品+預制化生產+東數西算基地布局”商業模式更利于解決行業難點與提升行業效率,商業模式競爭優勢將越加明顯。通過銷售模式、產品類型、生產模式和基地布局等不同模式對比,定制銷售模式的銷售效率和產能利用率由于零售模式,標準化、模塊化產品設計、生產和運營成本低于非標準模塊化產品,預制化生產模式實現規模化生產、建設成本更低,“東數西算”基地布局利于降低土地和電力等建設運營成本。
圖13 數據中心商業模式分析
根據數據中心產業政策與商業模式變革趨勢,數據中心產業市場規模擴張、產業結構優化與高質量發展的趨向將推動數據中心向產業基地綠色化、生產模式預制化、產品標準化及模塊化、銷售模式定制化發展。
圖14 數據中心產業發展趨勢
數據中心梯次布局為地區數據中心產業帶來了機遇,也加劇了區域產業競爭。
在國家樞紐節點層面,國家樞紐節點數據中心集群建設加快。東部地區規劃建設1-2個國家樞紐節點,內蒙古、貴州甘肅、寧夏等西部地區規劃建設1個國家樞紐節點。目前,京津冀和粵港澳大灣區確定了一個樞紐節點,其他城市有爭取國家樞紐節點的機會。國家樞紐節點雖然劃分了起步區的物理邊界,但區域涉及多個市、區、縣,為區域內帶了機遇也帶來了激烈競爭。
在省內數據中心層面,政策要求按需建設各省新型數據中心,打造具有地方特色、服務本地、規模適度的算力服務,因此,具有產業、能源、環境等優勢的城市具有良好的機遇,導致城市間的競爭愈加激烈。
在邊緣數據中心層面,加速改造升級“老舊小散”數據中心。老舊數據中心加快應用高密度、高效率的IT設備和基礎設施系統,小散數據中心加速遷移或整合,提高“老舊小散”數據中心的能源利用效率和算力供給能力。
圖15 數據中心梯次布局帶來的機遇與挑戰
以廣東省為例,為解決數據中心分布零散、不平衡、高耗能及低質量競爭問題,省工信廳提出了建設“雙核九中心”的總體布局,堅持數據中心集約化和規模化方向,促進有序的區域競爭,實現數據中心產業高質量發展。
一方面,針對于各區域的土地、電力、氣候、產業等環境要素差異,堅持粵東西北地區數據中心集聚區建設,為各數據中心劃分物理邊界,整合淘汰低質低效的小型數據中心,打造集約化和規模化的數據中心產業集群。
另一方面,根據本地產業特點,要求各數據中心集群提供面向本地產業的數據中心服務,打造數據中心產業集群。例如,肇慶數據中心聚集區規劃建成T3+和T4級別的大數據、云計算數據中心,支撐新能源汽車、先進裝備制造、節能環保等超千億產業集群;湛江數據中心集聚區規劃打造5G、人工智能、工業互聯網、云計算等數據中樞和算力載體,支撐鋼鐵、石化、造紙等萬億級產業集群和家電、農海產品加工、家具制造等千億級產業集群。
圖16 廣東省數據中心規劃要點
數據中心集約化和規模化必會推動數據中心合作模式、開發模式、載體、產業生態等方面發生變革。數據中心集約化和規模化對數據中心的土地面積、配套設施、投資資金及上下游產業提出了更高的要求,零散分布的自建/租賃樓宇數據中心無法滿足。具體來看,主要在以下幾點:
在開發模式方面,由數據中心自建/租賃樓宇建設數據中心轉向合資合作建設數據中心產業園/基地。地方政府、地方平臺公司與數據中心企業合作成立合資公司集聚土地、資金和產業資源聯合開發數據中心產業園。
在數據中心載體方面,數據中心載體由樓宇轉向數據中心產業基地/產業園,以實現集約化和規模化目標。在產業生態方面,由數據中心企業圍繞數據中心產業鏈上下游進行招商引資,打造數據中心產業集群。
圖17 數據中心開發運營模式
數據中心產業將依托產業園載體,圍繞科技創新平臺、產業鏈與關聯產業打造數據中心產業生態集群。以產業園區為載體,引入科研院所、高校、企業、技術社區等構建科技創新平臺,攻關關鍵技術,建設數字技術創新策源地。建設數據中心基地,引入電信運營商、華為、騰訊、阿里等數據應用服務企業,向IT設備制造、信息通信、基礎軟件、非IT設備等產業鏈上下游產業延伸,打造數據中心產業鏈集聚圈。以數據中心為核心,抓住產業數字化趨勢,打造由智能家電、電子信息、新能源汽車、機器人、人工智能、高端裝備制造、金融、咨詢、其他現代服務業等數字化產業生態集群。
圖18 數據中心產業集群
04 結語
數據中心“東數西算”工程將有效解決資源錯配、產能利用率低、老舊小散等一系列問題,有助于數據中心行業市場規模擴張、商業模式變革、產業效率優化與數據價值提升。集約化與規模化趨勢將加速數據中心開發模式、產業載體、產業生態變革,為區域數據中心產業發展帶來了機遇,也加劇了競爭。