“东数西算”将带来的投资主线包括IDC及计算机软硬件、制冷系统、通信系统。
西部数据中心建设加速，同时引导需求（延时要求低的数据和业务）西移，在西部已有布局的IDC企业优势明显。
PUE成为数据中心建设的重要考量因素，相关冷却、管理系统及解决方案的重要性进一步提高。
目前带宽是西部的主要软肋，后续有望从国家层面统筹规划、加速建设。
来源：新财富杂志（ID：xcfplus）
作者：刘泽晶（华西证券计算机首席分析师）
01
“东数西算”全面启动，
接力《数字经济发展规划》
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，全国一体化大数据中心体系完成了总体布局设计，“东数西算”工程正式全面启动。
资料来源：国家发展改革委，华西证券研究所
此前国务院印发的《“十四五”数字经济发展规划》提出，到2025年数字经济核心产业增加值占GDP比重达到10%。算力设施作为数字经济健康发展的底座，对推动数字经济健康发展作用巨大。“东数西算”工程是落实《“十四五”数字经济发展规划》的一项重大举措，有利于推动数据中心合理布局、优化供需、绿色集约和互联互通，有利于提升国家整体算力水平、促进绿色发展、扩大有效投资、推动区域协调发展。
02
国家规划助力“数智化”，
数字化建设红利将至
数据作为新一代生产要素，已经被提及到国家战略资源层面加以利用。算力成为数字化时代的核心生产力，“东数西算”有助于发挥不同区域的比较优势，更好地赋能数字化发展，促进东西部数字经济协调发展。算力的加速建设，可以有效协调和激发出“数智化”的创新活力，催生出的新产业、新技术可以支撑经济的快速发展。“东数西算”可以发挥各地比较优势，协调数字化经济的发展，更好地为我国赋能数字化发展。
优化算力，提升我国数据国际竞争力。在数字化经济高速发展时期，无论是国家还是企业，谁先拥有海量数据和先进算力，谁就拥有发展的主动权，并占领制高点。根据《2020全球计算力指数评估报告》，计算力指数平均每提高1个点，数字经济和GDP将分别增长3.3‰和1.8‰。我国从2015年以来，数据量增速超20%，2019年产生的数据量约占全球的9.3%，居全球第二。
长期来看，中国目前的算力水平很难满足国内数据量爆发的巨大算力要求，其中一个原因就是算力的数据中心存在供需失衡的问题，东部城市趋于饱和，西部城市使用率低。“东数西算”是抓住了数字经济加速发展战略机遇期、构建算力新格局的系统性工程，会进一步加快是数字基础设施建设步伐，为我国成为数字化强国投入新型动力。
打通数字动脉，推动东西部协调发展。“东数西算”带来的数据要素跨域流动，是实现产业聚集和平衡区域发展的重要路径；既缓解了东部能源紧张的问题，也给西部开辟了一条发展新路；充分推进产业融合、要素流动、算力协作，可以进一步释放区域合作倍增效应，实现共赢发展。目前，华为云在贵安新区和内蒙古乌兰察布布局了一南一北两大云数据中心，上海、河北廊坊、广东东莞有3个核心数据中心，既可推动大数据相关产业的发展，也能拉动当地服务业发展。另外，贵州投入和建设的数据中心已达23个；宁夏回族自治区中卫市的西部云基地已建成亚马逊 AWS、美利云等6个超大型数据中心；甘肃庆阳，已吸引华为、科大讯飞、金山云等12家企业的数据中心落地。“东数西算”有利于全局能效最优，可以全面推进我国数字经济的发展。
资料来源：国家发展改革委，华西证券研究所
高度契合“双碳”目标助推数字经济绿色可持续发展。数据中心电力消耗巨大，被称为“不冒烟的钢厂”、“电老虎”，电力成本占运营成本比例极高，一个超大型数据中心每年耗电量近亿千瓦时。在碳中和的共同目标下，如何实现高效、清洁、集约、循环的绿色发展，是需要破解的难题。“东数西算”给出了具体答案，东部地区贴近用户侧，算力需求大，但因能耗限制、电力成本高等原因，新建数据中心难度较大，而西部地区虽数据资源不如东部，但能源丰富，但气候适宜、能源丰富。“东数西算”有助于实现东西部在数据资源、能源供应上的互补，推动数据中心绿色发展。例如，西部因为内陆腹地等区位特性确保机房安全、荒山戈壁开发后可提供充沛土地资源、年平均气温8.8摄氏度是机房冷却的天然优势，中卫市已建成6个超大型数据中心，并着力打造“东数西算”非实时性算力保障基地以及信息技术应用创新基地、区域数字化产业基地。宁夏市西部云基地科技通过采用自然冷风技术与西部低电价，一年节省电费约300万左右。
03
我国数据中心建设现状与趋势
根据CDCC的数据，2020年底全国数据中心机柜总数达到约315.91万架，截至2021年10月31日，全国范围内数据中心规划新增机柜总数约99.15万架;存量机柜总数达到约415.06万架。随着数字技术向经济社会各领域全面持续渗透，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。
从2021年存量机柜区域分布看，华东地区占比29%，华北地区占比26%，华南地区占比24%。从2021年规划新增机柜区域分布看，华北超过27万架（占比约28%），华东和华南分别超过24万架（占比约25%）和22万架（占比约22%）。未来有望继续保持每年20%以上的增长。
不论从2021年新增机柜数量还是现有存量机柜总数来看，我国数据中心布局呈现东热西冷的局面，79%的存量机柜、2021年75%的新增机柜都集中在北京、上海、广州、深圳等东部一线城市及其周边地区。
同时，我国数据中心机柜上架率也呈现出东高西低的特征，华北、华东、华南的上架率在65%以上，西北上架率仅为33.9%，远低于全国平均水平（约50%）。
数据分层、业务分类，时延要求低的需求有望率先西移
数据随着时间推移将呈现分层特点，冷热数据分层存储应运而生。数据按照被访问频率从高到低分为热数据、温数据和冷数据。随着时间推移，约80%的数据将最终变为冷数据。通常热数据文件小、读取频率高，对读取速度响应要求快；冷数据一般文件较大、读取频率较低，对读取速度的容忍度高，不同层次数据大小和读取要求特征不同，使得数据存储的需求相应不同。
按照业务类型划分，网络游戏、金融结算等高频次业务调用对网络时延要求极高，而后台加工、离线分析、存储备份等对网络时延要求不高。
西部数据中心建设具有能源、气候、成本等多项优势
西部数据中心建设具有多方面优势，包括能源供应充足，气候条件适宜，电价及用地成本较低，能耗指标充足等。
以能源为例，我国能源分布的特点是北多南少，西富东贫，在“双碳”背景下，我国近年来大力发展风电、光伏等新能源，西部由于其光照充足、风资源丰富，成为新能源发展的重点区域。
根据全国新能源消纳监测预警中心的数据，2021年我国风电利用率平均为96.9%，光伏利用率为98%，西部省份利用率低于全国平均水平，新能源消纳压力较大。
图3: 2021年全国新能源并网消纳情况
资料来源：全国新能源消纳监测预警中心，华西证券研究所
04
数据中心产业链分析及投资主线
数据中心产业链上游为各类基础设备，包括IT设备、非IT设备、运营商、软件、土地建设等；中游为运营商，分为基础电信运营商、laas 服务商、零售型数据中心服务商、IT 外包服务商/系统集成商；下游应用于互联网公司、政府机关、金融机构、软件业、制造业等。
图4: 数据中心产业链
资料来源：中商产业研究院，华西证券研究所
多重催化叠加，基础建设为数字经济发展赋能
作为信创的核心业务，我国的基础软硬件体系正全面实现国产化，国家层面对于实现全面的自主可控高度重视。目前我国硬件体系中“缺芯少魂“的现象正在得到改善，国产化的生态已经被逐步打开。针对办公系统、操作系统、应用软件、数据库、服务器等已经涌现多个国产化服务商，其中我国数字化建设中服务器的弹性较高。
数字化建设对算力要求极高，有望进一步扩大服务器的需求。随着云计算、大数据、物联网、移动互联网、区块链、5G 等技术的快速发展，未来算力规模有望实现快速增长，根据IDC的数据2025年全球算力规模有望达到3300Flops。
根据IDC的数据，我国服务器的规模在2024年有望突破350亿。
数据中心是算力的载体
数据中心需要运行的三大要素如下：
网络: 包含网络设备，比如防火墙、控制器等；
计算：即服务器对应用数据和内存的处理能力；
存储：数据中心的存储设备和备份设备比如磁带机和硬盘驱动器。
服务器持续把握云计算浪潮，在数字化建设中扬帆起航
云计算带来了服务器产品的提升，也给服务器市场带来了新型活力。云服务器需要针对云计算的算力需求和数据中心深度定制，同时对传统服务器的升级迭代过程也是从标准化到定制化的升级。随着“十四五规划”和“东数西算”政策的落实，云服务器市场前景广阔。
人工智能对算力的更高要求，有望推动服务器市场
人工智能的发展对算力提出更高的要求，人工智能背景下，越来越多的模型需要极高的算力支撑才能快速有效地运行。某些算法目前已经达到算力的极限，硬件技术层面提升速度落后于算法层面的提升速度。算法驱动着算力进一步提升，而算力有望推动AI服务器的高速增长。
服务器是人工智能的核心，需要搭载 CPU、GPU、FPGA、ASIC，利用芯片和加速芯片组和满足高吞吐量的需求，可以为自然语言处理，视觉神经网络提供更大的算力支撑。
投资主线：IDC及计算机软硬件、制冷系统、通信系统
“东数西算”的实施将带来如下主要变化。
东、西部数据中心建设将有序发展，算力分布将趋于平衡。预计未来东部数据中心审核进一步趋严，东部一线、超一线IDC资源可能会越来越紧俏。西部数据中心建设加速，同时引导需求（延时要求低的数据和业务）西移，在西部已有布局的IDC企业优势明显。
PUE成为数据中心建设的重要考量因素，相关冷却、管理系统及解决方案的重要性进一步提高。
从数据中心建设的主要资源来看，目前带宽是西部的主要软肋，后续有望从国家层面统筹规划、加速建设。
IDC及计算机软硬件
数字基建是我国数字经济的基石，为我国数字经济发展赋能。大数据、算力网络、云服务平台的发展成为我国数字经济发展的重要目标，所以数字基础建设厂商受益明显。
“东数西算”工程的实施将有利于数据中心建设规范、有序发展，国内IDC企业及产业链相关企业有望受益。
受益于十四规划和数字经济对数字化基础设施的需求，以及云计算和人工智能对于算力的提升，服务器的市场有望快速打开。
冷却系统
数据中心电力消耗巨大，2018年，全国数据中心总耗电量1500亿kW·H，达到了社会总用电量的2.19%，预计到2025年，占比将增加一倍，达到4.05%，数据中心已经成为耗能大户。
我国已对新增IDC项目的PUE（数据中心总能耗/IT设备能耗）有了明确限制：2022年，新建大型、超大型项目PUE达到1.4以下，力争通过改造使既有大型、超大型项目PUE不高于1.8。2025年，全国新建大型、超大型项目平均PUE降到1.3以下，国家枢纽节点PUE进一步降到1.25以下，绿色低碳等级达到4A级以上。
在数据中心的能耗占比中，冷却系统占据了总功耗的40%，是降低PUE的重点环节。低PUE的政策对冷却系统的能效比提出了更高的要求，将推动数据中心冷却系统高端化，冷却系统投资占比将会增加。
通信系统
“东数西算”离不开通信网络的支持，由于带宽是目前西部数据中心建设的软肋，为了更好地落实“东数西算”，有望从国家层面规划、建设各大枢纽之间的骨干网络。尤其是西部地区的通信基础设施，将迎来全面升级。
05
结语：“东数西算”全面启动，
数字经济扬帆起航
“东数西算”提升至国家战略层面，再次彰显我国对数字化建设的高度重视。其意义在于西部地区资源充足，具备发展数据中心与承接东部算力需求的潜力，可以有效缓解我国东部地区土地、能源等资源逐渐紧张，难以维持数据中心的持续化大规模发展的问题。
8个算力枢纽及10个国家数据中心群，可以有效加快数据传输、减少传输费用、保障数据的能源供给、协调安排能耗指标。“东数西算”可以实现算力优化目标，提升我国数据国际竞争力；打通数字动脉，推动东西部协调发展；高度契合“双碳”目标，助推数字经济绿色可持续发展。
