（报告出品方/分析师：长江证券研究所于海宁）
“东数西算”工程投资规划逐步清晰，经济效益显著，有望带动数据中心建设及改造升级，通信作为算力网络的底座，产业链多个环节将重点受益。温控设备作为实现低碳核心，存量+增量双轮驱动；光通信市场或受益于国内数据中心云化加速，以及DCI市场的放量；服务器网络设备有望看到液冷技术普及，以及性能升级或加速。
“东数西算”：规划逐步清晰，经济效益显著
各省市陆续公布建设规划，运营商或为投入方
“东数西算”工程于年2月正式启动，有望引导资金向枢纽节点投资，直接拉动数据中心投资建设。根据我们梳理，目前张家口、韶关、重庆、天府、贵安、庆阳、中卫、和林格尔等集群或所在地区已给出了较为具体的十四五期间数据中心建设目标。据发改委统计，年初以来全国10个国家数据中心集群中，新开工项目25个，数据中心规模达54万标准机架，算力超过每秒亿亿次浮点运算，约为万台个人计算机的算力，带动各方面投资超过亿元。其中，西部地区投资比去年同期增长6倍，投资总体呈现出由东向西转移的良好趋势。预计“十四五”期间，大数据中心投资还将以每年超过20%的速度增长，累计带动各方面投资将超过3万亿元。
运营商对东数西算的投入重视度持续提升：从3家运营商披露的资本开支规划来看，东数西算均作为重点投入方向：中国移动规划年算力网络资本开支亿元，投产对外可用IDC机架达约45万架，累计投产云服务器超66万台；中国电信年至年（预计）产业数字化占资本开支的比例或由15.6%上升至30%，其中年计划IDC投入65亿元（增加4.5万机架），算力投入亿元（增加16万云服务器），年算力规模达3.8EFLOPS，同比增长超80%。中国联通也将围绕国家东数西算8大算力枢纽节点，优化扩大5+4+31+x的资源布局。
图4：中国联通“5+4+31+X”数据中心布局紧扣东数西算规划
算力西迁的经济性分析：土地和电力成本优势明显
我们对数据中心基础设施Capex及Opex成本进行拆分：1）土建成本：不同地区区别有差异，以宝信宝之云IDC三期为例，占总成本比例在16%。2）机电成本：数据中心经过10多年发展建设成本计算都非常精准，西部和东部不会有很大区别。3）运营成本（Opex）：根据CDCC的数据，电费占数据中心TCO的60%，通常来说西部地区电力资源更丰富，发电成本比较低、电费较低，其次是折旧（以机电设备为主，同样各地差异不大）等等，人员费用占的比例较低。
对比来看，中西部地区土地和电力成本优势显著：东部一线核心城市（北上广深）工业用地成交楼面均价显著高于中西部算力枢纽地区城市（呼和浩特、兰州、成都、银川、贵阳）。东部一线核心城市（北上广深）月工商业用户电价也显著高于中西部算力枢纽地区省市（蒙西、蒙东、四川、宁夏、贵州、甘肃）。
土地成本测算：一个机柜占地面积大约3.5-5.5平米，假设为4平米，个机柜对应土地面积约平米，我们测算个机柜的机房在核心一线对比西部枢纽地区土地成本相差在万元以内。
电费成本测算：假定北京市数据中心A，可容纳约个机柜，假设接入电压等级为1-10kV市电，单机柜功率在4kw，负载率在70%，所在华北地区年平均PUE为1.41，负载一直稳定，计算得数据中心的运行功率为：*4kW*70%*1.41=kW。
根据电价政策，不考虑夏季尖峰时段，北京市高峰时段、平段时段、低谷时段均为8小时，按照大工业、1-10kV的用户标准计算加权平均分时电度用电价格为0.65元/千瓦时，容（需）用电价格按照最大需量为48元/kw*月，综合测算此数据中心一年的电费为万元。根据以上方法，我们陆续测算了上海、广东、蒙西、蒙东、四川、宁夏、贵州、甘肃等地相同体量数据中心一年的电费。对比可以看到个机柜的机房在核心一线对比中西部枢纽地区一年电费成本差距在万元/年以内。
“东数西算”对产业链影响几何？
“东数西算”将会直接拉动数据中心ICT设备及配套机电设备的需求弹性。首先，从数据中心的建设项目周期来看，土建和机电设备受益于适度提前建设。其次，“东数西算”政策对数据中心的PUE提出了更高的要求，有望带动温控技术升级，并带来存量机房改造需求。同时，对于光通信、服务器和网络设备来说，由于其主要受到数据中心下游应用需求的拉动影响，我们认为短期内对其拉动效应并没有那么明显，投资机会主要在于数字化进程中基础设施的便利和成本下降而加快。
温控设备：实现低碳核心，存量+增量双轮驱动
PUE是数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源的比值，是评价数据中心能源效率的最基本和最有效的指标之一，其越接近于1，代表数据中心对于电能的利用越有效率。因此，降低空调系统等温控设备的IT能耗为提升IDC机房资源使用效率成为降低数据中心PUE的关键。
表3：“东数西算”政策枢纽、节点上架率及PUE政策要求
降低温控设备的能耗是降低数据中心PUE的重要举措。数据中心的耗能部分主要包括IT设备、温控系统、供配电系统、照明系统及其他设施。其中，温控设备产生的功耗约占数据中心总功耗的40%。据中数智慧信息技术研究院数据，当温控设备对应的能耗占比从38%降至17.5%，对应的PUE从1.92降至1.3。
国内大量存量数据中心PUE不达标，存量改造需求巨大。去年发布的《推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》中提到PUE超过1.5的数据中心需进行改造升级。伴随东数西算的落地，各地方政府陆续推动存量机房改造，据IDC圈数据，年国内数据中心平均PUE为1.49，华东地区为1.42，而华南、华中平均接近1.6，可见改造需求巨大。而低PUE政策要求对温控设备的效率提出了更高的要求，有望推动温控设备的高端化及技术升级。据CDCC数据，截至年10月，我国数据中心机架总数达万架，假设其中30%的机柜需进行降碳改造，平均单机柜整改1-2万元成本支出，预计国内存量机房改造空间在-亿元。
图13：全国各地数据中心平均PUE
从改造升级技术路径来看，老旧数据中心节能改造途径，可通过制冷站整体翻新改造，来降低PUE，而新建数据中心可通过选用液冷技术实现PUE大幅降低。
液冷方案制冷能效更高，是未来温控方案发展趋势。液冷是指通过液体直接冷却设备，将设备发热元件产生的热量直接带走实现制冷。按照液体与发热器件的接触方式，包括冷板式液冷、浸没式液冷等。与传统风冷技术相比，液体导热能力是空气的25倍，同体积液体带走热量是同体积空气的近0倍；在耗电量方面，液冷系统约比风冷系统节省电量30%-50%，液冷数据中心机房整体能效将得到30%的提升。据赛迪顾问数据，年至年，风冷型机房占有率逐年下滑，液冷机房占有率逐年上升。
表5：数据中心液冷与风冷的比较分析
国内厂商优势显著。据ICTresearch数据，目前我国机房温控的市场格局较为分散，机房精密空调厂家主要有维谛、佳力图、艾特网能、华为、依米康、英维克等品牌。国产机房温控龙头近年来市场份额不断提高，未来随着国内厂商的研发优势、成本低、客服响应速度快等优势显示，国内厂商集中度有望进一步提升。
图19：年各家上市公司收入情况（亿元）
光通信：国内数据中心云化加速，DCI市场潜力大
国内数据中心云化加速，国内数通市场增量可期
中西部传统数据中心有望加速云化，带来增量数通模块需求：目前中西部仍有大量传统数据中心采用接入+汇聚+核心的传统三层架构，主要提供对外访问的业务，收敛比通常达到10：1，光模块数量大约为机柜数量的8-9倍，而目前云商数据中心脊叶大二层网络架构的收敛比通常在1.5：1到3：1，光模块数量或达到机柜数量的40多倍。此次东数西算政策要求枢纽节点内数据中心平均上架率不低于65%，中西部地区数据中心上架率有望大幅提升，同时伴随中西部数据中心承接更多云计算、AI训练等应用，传统数据中心有望加快云化升级，进而催生增量光模块需求。
东数西算提出绿色化集约化数据中心建设需求，或加速国内数通光模块升级：一直以来成本和功耗是数据中心内部光互联的核心痛点，光模块平均每演进一代，每bit成本下降一半，每bit功耗下降一半，这个规律也被称为光电领域的“光摩尔定律”，进入G时代每bit成本将逐步降至1美金/G，每bit功耗大约降至0.03W/G。由此可见，光模块升级后成本和功耗效率提升，符合东数西算绿色化集约化数据中心建设需求。
我们判断目前传统数据中心的模块速率仍停留在10G和40G代际，国内云商大多处于在G代际，较海外规模应用G/G仍有较大提升空间。
低时延业务普及，DCI市场有望规模发展
低时延要求业务逐步普及。我们常见的网页浏览、数据备份、存储、大数据处理等业务对时延要求在50-ms，对时延并不敏感。目前主流的低时延要求业务包括金融高频交易（要求在2-10ms），而大带宽视频业务（要求在20ms以内），以及部分在加速渗透的云业务，如虚机迁移、数据热备份、云支付（要求10ms）、云桌面（要求20ms）对时延也有一定的要求。展望未来，一些正在普及的5G传送承载业务如车联网和工业控制等业务时延要求在3-5ms。据此我们认为未来对时延敏感的业务体量将持续扩大。
用户感知到的网络时延主要由数据中心外部网络时延带来，其与通信网络架构、数据中心位置、用户到数据中心距离相关性高。而数据中心外部网络时延主要由路由时延与传输时延两部分组成，其中传输时延主要和传输距离成正比，通常在5μs/km；路由时延，即每经过一个节点的路由器，跳数就加1，时延相应增加，大致可按1ms/节点计算。以一个典型业务场景分析来看，假设运营商A用户在北京，将跨运营商访问运营商B的呼和浩特数据中心，理论总时延在20ms左右，其中路由时延占到近70%，可见高网络时延的主要来源是数据包传输中跳接次数较多。
而降低数据包传输中跳接次数主要可通过租用运营商专线以及自建DCI网络实现。我们在报告《三问三答，硅光对光模块产业影响几何？》中提到：随着光纤的大量铺设，以及传输设备和模块成本的持续降低，自建DCI的经济性已超过租赁专线。东数西算大背景下，国内算力或西迁，DCI相关的传输设备及模块市场有望放量，打通东西部间数据直联通道，解决长距离传输的低时延要求。
DCI市场空间巨大，光传输占大比例：据QYResearch的数据，年，全球数据中心互连（DCI）市场规模达到了41亿美元，预计年将达到90亿美元，CAGR为10.82%。中国市场在过去几年变化较快，年市场规模为4.9亿美元，预计年将达到11.5亿美元。从产品方面来看，DCI产品分为光传输，数据中心核心及广域网。其中光传输数据中心互联（DCI）技术为主要类型，年占比53.98%。
ZR模块直连或节省DCI搭建开支，商业价值巨大：进入自建DCI时代后，早期的传输架构类似于电信网络，先用灰光模块将核心交换/路由连接至OTN系统或者DCI盒子，再通过电信骨干网络进行传输。随着硅光集成技术逐步成熟，以及相干模块成本持续降低，以Inphi和新飞通为代表的PAM和相干ZR可插拔模块方案逐步加大应用，本质是将DWDM光学器件集成到以太网交换机或路由器中，对传统方案形成冲击和替代。据新飞通测算，数通DCI的GZR模块方案能帮助用户节省约75%的DCI网络投资（节省OTN系统、DCI盒子及模块），且管理和运维成本也更低，商业价值巨大。
GZR模块需求爆发，到年市场空间或达20亿美金：据新飞通测算，到年ZR/ZR+的DCI模块出货量或接近70万只，对应市场空间接近20亿美金。
CignalAI预计，由于可插拔G相干光模块的出现，互联网巨头和电信运营商都在对其网络架构进行根本性的改变，随着微软、亚马逊和谷歌等云商跟随ATT等传统电信运营商的脚步，开始大批量部署，ZR/ZR+光模块的出货量将在年增加两倍。
国内头部厂商逐步突破数通DCI模块市场：格局上，过去相干ZR模块大多由在相干DWDM系统开发方面具有悠久历史的设备厂商占据如华为、Ciena、中兴。但随着云商开始采购DCI模块，新飞通、II-VI等模块厂商开始占据更多市场份额。国内模块厂商中，中际旭创、光迅科技和新易盛对数通DCI市场已有所布局。年旭创率先推出G/GCFP和GCFP2相干模块，同年实现商用，取得订单；年/年推出GQSFP-DDZR/OpenZR＋，实现小批量供货。而光迅科技在DCI相关传输设备有所布局，波分系统产品市场地位领先，有望在国内市场逐步上量。年3月新易盛也宣布推出其GZR/ZR+相干光模块。
DCI需求拉动下，光纤光缆市场或迎新增量
我们认为东数西算有望带动运营商骨干网进一步升级扩容，同时催生数据中心集群和国家级骨干直联点的互联需求。目前在运营商骨干网建设方面，新型G..E光纤由于有效面积可以增加62.5%，光纤损耗降低10%，或成为超高速传输的首选。据中国移动3月18日发布的集采公告测算，每根G.E光缆约为芯，单价近元/芯公里。
据此我们测算数据中心集群和国家级骨干直联点的互联需求：假设各大数据中心集群分别和北京、上海、广州三个国家级骨干直联点建立DCI互联，三大运营商分开建设，每家建设2条主干缆，假设全部用G..E光纤敷设，光缆规格在芯，测算光纤光缆需求近万芯公里，单价在元/芯公里，对应光纤光缆市场规模近亿元。
服务器网络设备：液冷技术普及，性能升级或加速
年1月，工业和信息化部、国家机关事务管理局和国家能源局发布《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》，重点鼓励采用液冷、分布式供电等高效系统设计方案。
此次东数西算工程，也对各地的数据中心集群提出较高的PUE要求，叠加数据中心中单机柜功率密度的提升，传统风冷技术已逐步无法散热需求，也难以满足PUE的要求，我们认为液冷服务器有望迎来规模发展。液冷是指使用液体取代空气作为冷媒，为发热部件进行散热的技术。液冷服务器则是指将液体注入服务器，通过冷热交换为服务器散热，液冷技术的使用能够省去空调系统等机电设备，进而达到降低PUE的效果。
国内液冷技术逐步成熟，行业前景广阔：伴随着中科曙光、华为、浪潮、联想和阿里等在液冷领域的探索，中国液冷技术发展迅速。经历了实验室阶段和样机阶段后，中国液冷技术发展与国外基本同步。据赛迪顾问的数据，乐观估计年我国液冷数据中心的市场规模将破1亿元。随着互联网、金融和电信行业业务量的快速增长，上述行业对数据中心液冷的需求量将会持续加大。预计年互联网行业液冷数据中心占比将达到24.0%，金融行业将达到25.0%，电信行业将达到23.0%。
数据流量增长和低功耗要求下，交换机、路由器等网路设备规格或加速升级：在“东数西算”工程全面启动、算网融合大趋势下，数据、算力、流量的快速增长对网络建设提出了更高要求。交换机和路由器等网络设备有望看到芯片制程的加速升级，以换取更高速率、更大带宽、更低时延、更低功耗，从IDC长期预测数据来看，-年数据中心的高速增长将主要来自G和G端口的网络设备。
投资建议
“东数西算”工程投资规划逐步清晰，经济效益显著，有望带动数据中心建设及改造升级，通信作为算力网络的底座，产业链多个环节将重点受益。我们建议