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IDC行业深度报告绿色化模块化定制化 [复制链接]

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研究框架

本篇研究报告主要从行业供需、技术发展趋势、商业模式、国内外公司估值方法对比等方面展开讨论。

IDC是数字化转型的基础设施,“新基建”助力产业发展

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,该空间一般包括以下基础设施:建筑物、电力电气系统、制冷系统、监控管理系统、安防系统和装修装饰工程等。

投资结构上,通常电力系统(Electricalsystems)在IDC总投资中的占比最高,以数字房地产信托为例,电力系统投资占其IDC项目总投资的40%。国内方面也大体符合这一规律,根据光环新网昆山项目的介绍(参考年10月8日发布公告,公告编号:-),配电系统总投资为10.6亿,占总投资的43.08%。

产业发展历程:起始于美国,近年来国内增速高于全球

二十世纪九十年代,IDC产业诞生于美国,并随着互联网行业的逐步发展而兴起。在美国,IDC服务最早由电信运营商提供,例如ATT、Verizon。随着行业多年的发展,目前参与主体逐渐运营商转变为第三方IDC公司,主要客户也从最初的运营商拓展至云计算公司。从全球范围来看,全球IDC行业发展当前处于第三阶段,数据中心的概念得到扩展,大型化、虚拟化、综合化数据中心服务成为主要特征。服务内涵也由原来的机柜租出、线路带宽共享、主机托管维护等拓展至数据存储和计算能力虚拟化,设备维护管理综合化等。

根据中国信通院发布的《数据中心白皮书(年)》预计,年全球数据中心市场规模达到.2亿美元,~年间复合增速为10.23%,成长驱动力主要来自于云计算的发展。

中国方面,国内IDC行业的发展经历与美国类似,但是当前运营商在国内存量市场上仍占有较大的比例。根据IDC圈数据,国内IDC行业发展大致可以分为四个阶段:

1)阶段一:年~年,这一阶段运营商主导,代理商为辅,互联网的发展和行业信息化需求的释放推动了数据中心的发展。

2)阶段二:年~年,这一阶段,企业自建数据中心的需求展现,数据安全性得到高度重视,且从成本端以及稳定运营的角度考虑,大型互联网公司开始自建数据中心,并由此带动了数据中心行业定制化的需求,国内定制型数据中心的领导企业数据港也正好是在这一年成立。

3)阶段三:年~年,4G推动移动互联网发展,云计算行业迎来快速发展期,同时社交媒体、视频网站的兴起也为国内IDC行业的发展增添动力。

4)阶段四:年至今,随着5G网络商用持续推进,新网络、新技术、新应用有望加速传统行业数字化转型,行业客户差异化需求展现,IDC产业分工有望进一步明确。同时把握垂直行业信息化发展机遇,也成为IDC企业成就自我的重要前提。

根据中国信通院发布的《数据中心白皮书(年)》预计,年国内数据中心市场规模达到.2亿元,~年间复合增速为31.76%,显著高于全球行业增速。

产业链方面,上游环节主要包括:基础网络、网络设备、IT设备、电力设备、制冷设备和软件系统。中游环节主要包括:运营商和网络中立的第三方IDC服务商,他们是IDC产业链的主体和主要投资方。下游环节较为分散,包括:金融机构、互联网公司、运营商、IaaS服务商等。

产业链内的主要公司包括:

1)宽带网络:中国电信、中国联通、中国移动等;

2)网络设备:紫光股份、星网锐捷、华为、Arista等;

3)光器件:中际旭创、光迅科技、新易盛、太辰光等;

4)IT设备:浪潮信息、华为、紫光股份、烽火通信、神州数码、中科曙光等;

5)电力系统:康明斯、施耐德、艾默生、华为、科士达、伊顿、科华恒盛、中恒电气等;

6)制冷设备:艾默生、依米康、英维克、华为、佳力图等;

7)IDC服务商:万国数据、数据港、光环新网、奥飞数据、宝信软件、世纪互联等;

8)IaaS公司:阿里云、腾讯云、华为云、金山云、UCLOUD等;

从投资主体的角度来看,数据中心中以供配电系统、制冷系统等为代表的运营基础设施主要由IDC服务商进行投资,IDC服务商的总投资决定了上游基础设施环节的市场规模。而以交换机、服务器、光模块等为代表的设备则主要下游客户,包括IaaS厂商、互联网公司等进行投资。

根据国际环保组织绿色和平与华北电力大学于年9月联合发布的《中国数据中心能耗与可再生能源使用潜力研究》预测,~年间国内每年新增机柜数均值为35.1万架,按照每个机柜15万的投资金额计算,平均每年IDC行业投资规模约为.5亿。

云计算的二次成长驱动IDC持续发展,新基建推动行业“供给侧改革”

从需求和供给的两端来看,需求端,我们认为网联化、信息化、数字化是驱动数据中心行业成长的长期动力,其具体表现形式包括云计算、物联网、在线游戏、电子商务等。供给端,我们认为影响IDC行业的供给要素包括:能耗指标、网络环境、电力供应等。

云计算已成为IDC行业发展的最大驱动力,5G新应用、人工智能助力云计算二次成长

云计算已经成为IDC行业发展的最大驱动力。从全球主要IDC公司的客户结构中可以看到云计算客户已经占据了重要的地位,截止年Q4,全球零售型IDC龙头Equinix的客户结构中,云计算客户占比最大,达到28%。对于全球定制型数据中心龙头DLR而言,云计算客户收入占其总收入的比例达到33%,高于其他类型客户。国内方面,万国数据年的收入中72.6%的收入来自于云计算客户。

根据中国信通院年发布的《云计算发展白皮书》预测,~年全球云计算市场将保持16%以上的增速,同期国内公有云市场讲保持33%以上的增速,私有云市场将保持20%以上的增速,高于全球增速。IDC作为云计算的基础设施有望受益于云计算行业的增长。

5G新应用、人工智能助力云计算二次成长。我们认为移动互联网的发展和电商的发展是国内云计算第一阶段成长的主要驱动力,当前5G商用拉开帷幕,5G新应用、人工智能、自动驾驶等有望助力云计算迎来第二轮增长。

根据Statista预测,年人工智能全球市场规模将达到亿美元,~年复合增速为48.16%。自动驾驶方面,根据Gartner预测,年全球自动驾驶车辆的出货量将达到42.6万量,~年复合增速为41.26%。

我们认为当前正处于5G商用下。云计算行业二次成长的前夜。IDC作为云计算基础设施将受益于行业成长,此外由于IDC具有9~12个月的建设周期,因此IDC的投资将前置于云计算的成长,我们预计年开始国内IDC行业投资将持续提升。

上游硬件迭代速度的趋缓以及下游新玩家的出现一定程度上加大了行业的供需矛盾

数据中心上游以CPU为代表的硬件的迭代速度由摩尔定律决定,随着工艺制程向物理极限逼近,硬件迭代的速度有放缓的趋势,导致在满足同样算力需求的背景下,可能使用到更多的服务器,进而加大对于数据中心空间的占用。另一方面,全球流量在5G、物联网等新网络、新应用的带动下,有望持续增长,推动对于算例需求的持续提升。根据思科预测,~年全球流量的复合增速为25%,到年将达到20.6ZB。与此对比,摩尔定律由过去的每5年增长10倍,每十年增长倍,变为每10年增长2倍。

从下游需求的视角来看,近年来在云计算、电商、短视频等领域崛起了一批新玩家(华为云、字节跳动、快手、拼多多等),这些玩家的出现推动了行业竞争格局进入再平衡,同时随着各家业务的发展,对于IT基础资源的需求也在持续提升。

从数据中心布局来来看,阿里云在国内共有40个可用区,腾讯云和华为云分别为32和20个。我们认为随着云厂商云计算收入的持续增长,可用区数目有望进一步提升。

新基建丰富IDC内涵,有望推动行业“供给侧改革”

3月4号中共中央政治局常务委员会议召开,强调加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度,数据中心被正式定义为新基建。我们认为站在当前时点,新基建有望类比当年的“宽带中国”。“宽带中国战略”主导了上一轮信息基础设施建设,通过高速通信网络的建设解决了信息触达的问题,而当下,面对快速增长的数据流量,算力有望成为新一轮信息基础设施建设的核心。我们认为沿着算力服务器IDC的路径演绎,IDC将成为新基建的重要抓手。

我们认为新基建对于IDC行业的影响可以从供给和需求端来分析:

1)需求端。需求结构的变化使得数据中心的投资主体向云厂商和大型互联网公司集中,成本以及业务的实际需求成为企业投资数据中心的重要考虑因素。

2)供给端。网络、能耗指标、电力等是数据中心发展的主要限制因素,也有望成为新基建重点发力的方向,我们认为在新基建的背景下,远郊地区的网络环境或有望改善;一线城市的数据中心建设将更加具有规划性,大型绿色数据中心的集约化建设会更加突出,而PUE不达标的低小旧散数据中心则将逐渐退出,加速IDC行业“供给侧改革”。

3月26日,杭州市经信委和发改委发布了《关于杭州市数据中心优化布局建设的意见》,从本次意见中可以看到,总体数据中心建设数量控制在10个以内,在能耗指标、用地、用水等方面采取自行平衡的方式,对于主城区内依然限制IDC建设,更多引导新建IDC在郊区落地。除此以外,通过PUE的设置,加速推动市区内零散旧小数据中心的推出,加速行业“供给侧改革”。

绿色化、模块化、定制化等趋势带来产业新机遇

我们认为未来云计算及头部互联网公司的需求将占有重要的地位,同时客户结构的变化对于数据中心服务商也提出了新的要求。从客户角度出发,数据中心属于成本中心,在数据中心的成本中,电费是占比最大的一项。如何更好的省电成为数据中心客户的实际需求,并由此带动上游相关设备的技术升级。除此以外,云厂商和头部互联网公司业务的突发性较强,而数据中心的建设交付需要一定的时间,如何缩短交付周期成为了数据中心服务商的重要课题。从这两点出发,我们认为绿色化、模块化和定制化将成为数据中心的发展趋势,并带来新的产业机遇。

绿色化:节能需求推动供电架构以及新一代制冷技术的发展

能耗引发的环境保护问题成为数据中心中长期发展的重要问题。《中国数据中心能耗与可再生能源使用潜力研究》报告显示,年中国数据中心总用电量为.89亿千瓦时,占中国全社会用电量2.35%,报告预计未来~年国内数据中心用电量将增长66%,年均增长率达到10.64%,到年中国数据中心总用电量将达到.92亿千瓦时。

在数据中心用电结构中,火电占比最大。《中国数据中心能耗与可再生能源使用潜力研究》报告显示,年全国数据中心用电中火电量约为.81亿千瓦时,占总用电量的72.83%。报告同时指出,每1千瓦时火电造成的潜在环境影响包括0.04克烟尘、0.2克二氧化硫、0.19克氮氧化物以及0.克二氧化碳。按照以上比例计算,年数据中心用电产生吨烟尘、吨二氧化碳以及吨氮氧化物。如果假设年数据中心使用的市电中火电占比保持和年同样的水平,且数据中心行业不主动提升可再生能源的消费量,则到年新增用电量中火电量可能达到亿千瓦时,将额外造成的大气污染排放量为烟尘吨,二氧化硫吨,氮氧化物吨。

供配电设备及制冷设备占数据中心总能耗的50%,成为节能主要突破点。数据中心的能耗部分主要包括IT设备、制冷系统、供配电系统、照明系统及其他设施(包括安防设备、灭火、放水、传感器等)。从各个环节的能耗占比来看,IT设备和制冷系统分别占据数据中心总能耗的40%,供配电系统占总能耗的10%。IT设备主要是指服务器、网络等负责进行信息交换、存储的设备,其功耗与性能正相关,难以下降。因此降低配供电系统以及制冷设备的能耗则成为了数据中心节能、提升效率的关键。

供配电系统是数据中心IT设备正常工作的重要保障。典型的供配电系统由以下几个部分组成:高低压配电系统、应急电源系统、不间断电源系统、精密列头柜及PDU系统、照明及应急照明系统、防雷接地系统和布线系统。市场规模方面,供配电系统占IDC总投资的比例约为40%,我们预计~年间国内IDC行业平均每年投资规模约为.5亿,对应平均每年供配电市场规模约为.6亿元。

数据中心的配电系统一般由网络设备配电、辅助设备配电和其他配电三部分组成。其中网络设备配电是数据中心配电系统的最主要组成部分,因其对供电可靠性要求高、负载容量大、对设备的谐波污染要求高,一般采用UPS供电。但UPS配电也有不足之处:转换效率低以及单点故障多。

近年来随着产业规模的快速增长,数据中心建设成本和能耗激增,可靠性高、成本低的高压直流(HVDC)成为数据中心供电系统的新选择,根据信通院发布的《数据中心白皮书(年)》,采用“HVDC+市电直供”相结合的模式,供电效率可以提升到94%~95%,若采用HVDC离线模式,其供电效率可以提升到97%以上,目前HVDC已经在BAT等大型互联网公司中得到了应用。

阿里巴巴是国内供电架构改革的引领者,根据IDC圈报道,年11月阿里巴巴携手台达推出了全新的IDC供电方案——数据中心巴拿马电源,其功率模块的效率高达98.5%,架构简洁可靠性高,可确保供电系统5年不间断运行。相比于传统数据中心的供电方案,巴拿马电源的设备和工程施工量可节省40%,占地面积减少50%。

服务器功率提升驱动新一代制冷技术发展,液冷有望成为行业新风尚。随着人工智能等技术的快速发展,特别是以GPU、TPU等专用芯片部署后,服务器的功率将大幅提升,数据中心逐渐向高密度、超大规模转变,同时对于制冷系统也提出了新的要求。传统的风冷已经无法达到所需的散热能力,以液冷为代表的新一代制冷技术逐渐受到市场的

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