“东数西算”工程正式启动,数据中心产业发展趋势全面解读

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01 行业难点

东西部土地、电力、数据等资源供需不平衡矛盾提升了数据中心建设运营成本,难以充分发挥数据中心资产价值。

在供给方面,数据中心占地面积广、电力消耗高,东部一线城市土地资源稀缺,IDC能耗指标、土地资源审批严格,数据中心机架供给受到限制,西部地区却具有充裕的工业用地和电力能源资源。对比各地区与城市数据,京津冀、长三角、珠三角等东部地区城市工业用地成交价格和电费价格远高于中西部地区城市。

在需求方面,东部地区经济发达,人口数量多、高端产业集聚,互联网数据接入量高,西部地区人口数量少、低端产业较多,互联网数据接入量低。左:图1  各地区工业用地成交价格(百万元/平方米),右:图2  各城市电价(元/度),数据来源:WIND

左:图1  各地区工业用地成交价格(百万元/平方米),右:图2  各城市电价(元/度),数据来源:WIND

 图3  各地区移动互联网接入流量(亿GB),数据来源:《2021年通信业统计公报》

图3  各地区移动互联网接入流量(亿GB),数据来源:《2021年通信业统计公报》

数据中心“老旧小散”问题严峻,数据中心电源使用效率和机柜上架率低,导致数据中心规模化效应降低。在上架率方面,大型数据中心、超大型数据中心及全国数据中心上架率平均值分别为54.9%、34.4%与52.8%,与国家规划的数据中心上架率65%存在较大的差距;在电源使用效率方面,大型数据中心、超大型数据中心电源使用效率平均值分别为1.54和1.63,距国家规划的数据中心电源使用效率1.20和1.25存在较大的下降空间。左:图4  数据中心上架率,右:图5  数据中心PUE,资料来源:IDC、政府网站

左:图4  数据中心上架率,右:图5  数据中心PUE,资料来源:IDC、政府网站

数据中心产业具有重资产属性,商业模式选择影响着数据中心建设运营效率。在建设模式方面,传统的现场组装模式建设周期长、建设效率低、建设成本高,预制模块化建设模式能有效缩短建设周期、提升建设效率、降低建设成本。这将带来价值链变革,价值创造主体由数据中心基础设施提供商转为数据中心预制模块化解决方案提供商,价值链变化亦成为建设模式变革的阻碍因素。在销售模式方面,不同的销售模式决定着销售效率和产能利用率,定制(批发)型销售模式类似于经销模式,根据阿里、腾讯、美团等大客户订单规划建设数据中心,市场集单效率高于零售模式,产能利用率更高。图6  数据中心不同建设模式成本(万元),数据来源:施耐德

图6  数据中心不同建设模式成本(万元),数据来源:施耐德

图7  数据中心不同销售模式业务流程,资料来源:数据中心上市公司年报

图7  数据中心不同销售模式业务流程,资料来源:数据中心上市公司年报

摩尔定律接近物理极限,算力增长主要依赖于算力堆叠和并行计算,数据中心算力增长将提升服务器成本和数据中心成本。一是摩尔定律接近物理极限,半导体晶体管数量增长速度和半导体成本下降速度放缓。二是摩尔定律接近极限,有效算力增长主要来源于算力堆叠和并行计算,将大幅增加IT设备成本。图8  有效算力各因素贡献,资料来源:OpenAI

图8  有效算力各因素贡献,资料来源:OpenAI

02 “东数西算”政策要点

国家密集发布了多项“东数西算”相关政策,“东数西算”由规划走向落地。

2020年,《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》提出在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等重点区域,以及部分能源丰富、气候适宜的地区布局大数据中心国家枢纽节点。

《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》正式提出“东数西算”工程,在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝,以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点,加快实施“东数西算”工程,提升跨区域算力调度水平,加强绿色数据中心建设,强化节能降耗要求。

2021年,《新型数据中心发展三年行动计划(2021—2023年)》进一步提出建立全国一体化算力网络国家枢纽节点、省内数据中心、边缘数据中心梯次布局,提升算力算效水平,数网、数云、云边协同发展,稳步提升电源使用效率。

2022年,《“十四五”数字经济发展规划》提出加快实施“东数西算”工程,提升数据中心跨网络、跨地域数据交互能力,加强面向特定场景的边缘计算能力,强化算力统筹和智能调度。持续推进绿色数字中心建设,加快推进数据中心节能改造,持续提升数据中心可再生能源利用水平。

图9  数据中心相关产业政策,资料来源:政府网站

梳理分析各项政策,其要点主要在于以下三点:

一是建立由国家枢纽节点数据中心集群、省内数据中心、边缘数据中心构成的全国一体化算力网络,使各级数据中心形成梯次布局,从而优化算力资源布局,提升算力算效。

二是加快推进“东数西算”工程,对实时和非实时数据分类,并以此为依据分配数据中心的数据资源,解决东西部数据、土地、电力等资源供需错配的问题,提升能效水平。

三是制定数据中心上架率和电源使用效率指标,引导数据中心绿色化、集约化和规模化建设,整顿数据中心“老旧小散”现状,促进产业高质量发展。

图10  “东数西算”工程规划要点,资料来源:政府网站

 
03 “东数西算”对数据中心产业趋势影响

通过运用数据分类手段分配数据中心资源,将有效解决数据中心供需不平衡问题,提升数据中心产业效率。按照数据特点,将工业互联网、金融证券、灾害预警、远程医疗、视频通话、人工智能等领域的实时数据分配到东部核心城市周边的数据中心,提升数据效率,降低数据传输延时;将仅需后台加工、离线分析、存储备份的这类对网络要求不高的非实时数据传输至西部数据中心,减少数据中心投资运营成本,优化数据中心整体效率。

图11  “东数西算”数据处理特点

“东数西算”工程为数据中心产业带来重大利好,产业链将迎来蓬勃发展机遇。根据IDC预测,2030年数据中心产业市场规模将达到4036亿元,其中服务器、制冷系统、配电系统规模占比排名前三,是未来市场规模最大的领域。从增长率来看,制冷系统与配电系统复合增长率分别为20%与12%,市场增长空间最为广阔,也为相关企业带来了巨大机遇。图12  数据中心产业市场规模(亿元),资料来源:IDC

图12  数据中心产业市场规模(亿元),资料来源:IDC

数据中心产业加速商业模式变革,“定制销售+模块化产品+预制化生产+东数西算基地布局”商业模式更利于解决行业难点与提升行业效率,商业模式竞争优势将越加明显。通过销售模式、产品类型、生产模式和基地布局等不同模式对比,定制销售模式的销售效率和产能利用率由于零售模式,标准化、模块化产品设计、生产和运营成本低于非标准模块化产品,预制化生产模式实现规模化生产、建设成本更低,“东数西算”基地布局利于降低土地和电力等建设运营成本。图13  数据中心商业模式分析

图13  数据中心商业模式分析

根据数据中心产业政策与商业模式变革趋势,数据中心产业市场规模扩张、产业结构优化与高质量发展的趋向将推动数据中心向产业基地绿色化、生产模式预制化、产品标准化及模块化、销售模式定制化发展。图14  数据中心产业发展趋势

图14  数据中心产业发展趋势

数据中心梯次布局为地区数据中心产业带来了机遇,也加剧了区域产业竞争。

在国家枢纽节点层面,国家枢纽节点数据中心集群建设加快。东部地区规划建设1-2个国家枢纽节点,内蒙古、贵州甘肃、宁夏等西部地区规划建设1个国家枢纽节点。目前,京津冀和粤港澳大湾区确定了一个枢纽节点,其他城市有争取国家枢纽节点的机会。国家枢纽节点虽然划分了起步区的物理边界,但区域涉及多个市、区、县,为区域内带了机遇也带来了激烈竞争。

在省内数据中心层面,政策要求按需建设各省新型数据中心,打造具有地方特色、服务本地、规模适度的算力服务,因此,具有产业、能源、环境等优势的城市具有良好的机遇,导致城市间的竞争愈加激烈。

在边缘数据中心层面,加速改造升级“老旧小散”数据中心。老旧数据中心加快应用高密度、高效率的IT设备和基础设施系统,小散数据中心加速迁移或整合,提高“老旧小散”数据中心的能源利用效率和算力供给能力。

图15  数据中心梯次布局带来的机遇与挑战

以广东省为例,为解决数据中心分布零散、不平衡、高耗能及低质量竞争问题,省工信厅提出了建设“双核九中心”的总体布局,坚持数据中心集约化和规模化方向,促进有序的区域竞争,实现数据中心产业高质量发展。

一方面,针对于各区域的土地、电力、气候、产业等环境要素差异,坚持粤东西北地区数据中心集聚区建设,为各数据中心划分物理边界,整合淘汰低质低效的小型数据中心,打造集约化和规模化的数据中心产业集群。

另一方面,根据本地产业特点,要求各数据中心集群提供面向本地产业的数据中心服务,打造数据中心产业集群。例如,肇庆数据中心聚集区规划建成T3+和T4级别的大数据、云计算数据中心,支撑新能源汽车、先进装备制造、节能环保等超千亿产业集群;湛江数据中心集聚区规划打造5G、人工智能、工业互联网、云计算等数据中枢和算力载体,支撑钢铁、石化、造纸等万亿级产业集群和家电、农海产品加工、家具制造等千亿级产业集群。

图16  广东省数据中心规划要点

数据中心集约化和规模化必会推动数据中心合作模式、开发模式、载体、产业生态等方面发生变革。数据中心集约化和规模化对数据中心的土地面积、配套设施、投资资金及上下游产业提出了更高的要求,零散分布的自建/租赁楼宇数据中心无法满足。具体来看,主要在以下几点:

在开发模式方面,由数据中心自建/租赁楼宇建设数据中心转向合资合作建设数据中心产业园/基地。地方政府、地方平台公司与数据中心企业合作成立合资公司集聚土地、资金和产业资源联合开发数据中心产业园。

在数据中心载体方面,数据中心载体由楼宇转向数据中心产业基地/产业园,以实现集约化和规模化目标。在产业生态方面,由数据中心企业围绕数据中心产业链上下游进行招商引资,打造数据中心产业集群。图17  数据中心开发运营模式

图17  数据中心开发运营模式

数据中心产业将依托产业园载体,围绕科技创新平台、产业链与关联产业打造数据中心产业生态集群。以产业园区为载体,引入科研院所、高校、企业、技术社区等构建科技创新平台,攻关关键技术,建设数字技术创新策源地。建设数据中心基地,引入电信运营商、华为、腾讯、阿里等数据应用服务企业,向IT设备制造、信息通信、基础软件、非IT设备等产业链上下游产业延伸,打造数据中心产业链集聚圈。以数据中心为核心,抓住产业数字化趋势,打造由智能家电、电子信息、新能源汽车、机器人、人工智能、高端装备制造、金融、咨询、其他现代服务业等数字化产业生态集群。

图18  数据中心产业集群

04 结语

数据中心“东数西算”工程将有效解决资源错配、产能利用率低、老旧小散等一系列问题,有助于数据中心行业市场规模扩张、商业模式变革、产业效率优化与数据价值提升。集约化与规模化趋势将加速数据中心开发模式、产业载体、产业生态变革,为区域数据中心产业发展带来了机遇,也加剧了竞争。
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