1、东数西算/算力:板块介绍
2022年2月17日,国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发通知,同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8地启动建设国家算力枢纽节点,并规划了10个国家数据中心集群。至此,全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计,“东数西算”工程正式全面启动。

“东数西算”工程中,“数”指数据,“算”是算力,即对数据的处理能力,“东数西算”是通过构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系,将东部算力需求有序引导到西部,优化数据中心建设布局,促进东西部协同联动。
实施“东数西算”工程,推动数据中心合理布局、优化供需、绿色集约和互联互通,具有多方面意义:一是有利于提升国家整体算力水平。通过全国一体化的数据中心布局建设,扩大算力设施规模,提高算力使用效率,实现全国算力规模化集约化发展。二是有利于促进绿色发展。加大数据中心在西部布局,将大幅提升绿色能源使用比例,就近消纳西部绿色能源,同时通过技术创新、以大换小、低碳发展等措施,持续优化数据中心能源使用效率。三是有利于扩大有效投资。数据中心产业链条长、投资规模大,带动效应强。通过算力枢纽和数据中心集群建设,将有力带动产业上下游投资。四是有利于推动区域协调发展。通过算力设施由东向西布局,将带动相关产业有效转移,促进东西部数据流通、价值传递,延展东部发展空间,推进西部大开发形成新格局。
总之,“东数西算”的战略定位极高,可与“南水北调”等国家级工程并列。
2、东数西算/算力:“东数西算”产业链
“东数西算”工程覆盖多条产业链,包括信息通信、基础软件、IT设备制造、绿色能源供给等,相关行业或在未来几年获得较大行业红利。

3、东数西算/算力:“东数西算”的核心逻辑
我国数据中心行业东西地区供给分布极不均衡,原因是需求决定数据中心供给分布。受地域经济发展水平的影响,我国数据中心的供给分布“东多西少”,需求分部也集中在东部地区,且东部核心地区供不应求、西部大部分地区供大于求。“东数西算”政策核心是对数据中心产业链进行分类、分级管理,完善供给配套设施,从需求端进一步引导格局优化和产能增加。“东数西算”的增量信息在于理顺了流量基建产业链的发展逻辑。
(1)数字经济的本身需求
“东数西算”本质上是聚焦于数据这一生产要素的资源配置效率提升。据发改委,“全社会对算力需求仍十分迫切,预计每年仍将以20%以上的速度快速增长”,需求景气度高。数字经济是我国应对经济下行压力的关键抓手;高层强调数字经济,产业数字化是当前传统行业效率提升的必由之路,也是科技环节价值延伸的重要路径。其中新型基础设施建设与产业数字化是重要方向,核心是“5G网络、全国一体化数据中心体系、国家产业互联网”。

(2)碳中和、碳达峰的“3060”框架指引
数据中心和数字经济的能耗产出有二重性:IDC每耗费一度电,一方面为IDC运营企业贡献了一定运营产值,另一方面为运行在其上的各种云计算、大数据、互联网服务等应用类产业贡献了大量运营产值。因此国家对于IDC行业的监管方向是:推广节能技术、提升资源利用率、推动老旧小散向规模化集群+智能化边缘转型升级;而非一刀切。国家提出在西部建设国家级算力枢纽,目的是引导一部分高耗能的产业和需求走向西部,一方面有效就近消纳西部绿色能源,另一方面也是共同富裕框架下的新经济驱动,同时也缓解东部能源需求的紧张局面。
当前我国数据中心行业70%左右的电力供应仍来自煤电,清洁能源的替代空间极大;内部ICT设备以及散热系统需要消耗大量电能,其中冷却成本占到总能源成本的50%。而ICT设备-直流交流电源设备-配电设备-UPS-散热设备链条上每个环节都可以通过集约化、定制化以及新技术替代的方式实现能耗节约。数据中心行业整体减碳空间极大。
4、东数西算/算力:温控节能为重要环节
IDC作为电力能耗大户,节能、绿色化是发展趋势,8大算力枢纽也明确了绿色节能发展目标。据统计,2019年美国数据中心耗电量约占全社会耗电量的2%,中国数据中心占全社会耗电量的1.4%,随着数据中心的不断扩张,预计中国数据中心2022年总能耗将突破2,000亿千瓦时,因此降低能耗、建设绿色数据中心成为发展趋势。
“东数西算”意味着我国整体算力水平大幅提升,与之配套的温控散热节能设备需求将同步提升。PUE是评价IDC项目经济性、能耗指标审批的重要标准之一,其计算方式为PUE=IDC项目整体功率/IT设备能耗,基准是2,越接近1表明IDC的能效水平越好。IDC项目整体功率与IT设备能耗之间的差值主要为冷却用电(例如风冷、液冷等),目前一线城市最高PUE可达1.2-1.3左右,行业平均在1.5以上。在“双碳”目标背景下,《通知》明确“东数”节点PUE在1.25以下,“西算”节点PUE在1.2以下,同时对上架率均有不低的要求,而能耗达标的核心环节是温控节能设备。

当前主要IT系统温控需求可分为两大场景:通信机房、数据中心。
机房温控包括通信基站侧、接入机房、汇聚机房、核心机房等。基站侧,微站一般自然通风或风扇通风可基本满足温控需求,宏站则需要专用基站空调。从接入机房开始向上,电力设施、交换机/BRAS/SR/SDH等设备均需要大量专用机房空调,核心机房电功率密度可达400-800W/m^2以上。
数据中心系统主要包括IT、空调、输配电、安全监控、消防等子系统,当前主流温控有直接膨胀式风冷、间接膨胀式冷却水、间接蒸发冷却、直接新风冷等方案。大型数据中心兴起后集中冷冻水方案的应用案例越来越多。

IDC大量使用服务器等IT设备,核心半导体器件发热量巨大,IDC功率密度高达300-2000W/m^2,制冷和电力接入是机柜运行的重要环节。电力费用占运营成本比例在50-60%左右;具体来看,服务器能耗占比接近50%,空调制冷能耗占比35%左右。从提升PUE以及项目IRR角度看,服务器能耗比例将进一步提升,温控相关能耗的降低是节省期间成本的重要环节。

5、东数西算/算力:硬件网络基础设施持续受益
我国贵州、内蒙、甘肃、宁夏等算力枢纽的数据中心目前仍处于供给过剩的情况,运营商、互联网大厂及部分第三方运营商均布局大量机房,但目前客户需求较低,整体机房空置率较高。主要受限于网络长距离传输造成的时延,以及相关配套设施等因素影响,西部数据中心并不能满足所有算力需求。
加快打通东西部间数据直连通道,优化通信网络结构,提升国家数据中心集群的网络节点等级,提高网络传输质量将从根本上解决西部数据中心空置率较高的问题。加强网络设施联通将有效改善时延问题,5G产业链有望受益。上游元器件配套提供商,将直接受益于“东数西算”投资规模提升,弹性较大;中游通信设备行业集中度及话语权逐步提升,在“东数西算”工程中将核心受益。

如今,流量爆发正在反向拉动网络技术迭代,使得高速率网络设备和器件的需求弹性极大。路由器、交换机、光模块等是流量通路的基础环节,直接受流量爆发驱动。网络设备行业的整体市场规模弹性不大,因为技术迭代与量价的此消彼长会消化一部分流量增长带来的需求;但每一轮新的网络技术迭代都会形成“脉冲式”的机会——新技术加速放量、旧技术量价齐降。流量非线性爆发,尤其元宇宙等,对应扩容与新架构的需求:历史2015-2016云的第一轮成长对应了100G网络需求,当前5G应用周期则对应400G+。
当前国内当月户均移动互联网接入流量(DOU)较50GB的量级仍有较大差距,下游流量支撑仍以即时通信、网络直播、视频、网络游戏等为主,因此IDC行业需求侧仍静待爆款应用带来的数字流量的爆发式增长,供给侧持续洗牌。“东数西算”政策在短期内不会直接催化IDC需求量的变动。

国家为推动“东数西算”工程,预计从下游数据流量和网络基础设施两方面着手:1)推动能够带来大量数据的应用(如VR元宇宙等)加速落地2)率先推进算力基础设施和骨干传输网络建设和转型。因此,CT网络(主设备厂商、光模块、CT设备供应商)将核心受益。