互联网数据中心，互联网数据中心产业链深度研究与投资策略：乘风破浪之道

获取报告请登录【未来智库】快速备案网站快速备案互联网数据中心。互联网数据中心，互联网数据中心产业链深度研究与投资策略：乘风破浪之道一、 为什么要投资互联网数据中心？ ‍根据功能的不同，宏观意义上的通信网络架构可以分为：互联网数据中心（Internet Data Center， 简称 IDC）、通信网络和用户设备三个部分。其中：互联网数据中心，主要存放各类互联网应用的内 容和数据，投资主要来自云计算公司和各类互联网公司，例如阿里巴巴、腾讯、亚马逊、谷歌等； 通信网络，主要负责传送和分发各类内容和数据至用户，投资来自通信运营商例如中国移动、中国 电信等；用户设备，主要接收和处理各类内容和数据，包括手机、电脑、电视机等，投资来自消费 者自身。根据市场研究机构 Omdia 发布的研究数据显示：互联网公司和通信运营商的资本开支总体规模在 2019 年达到了约 4550亿美金，同比 2014年的 4350亿美金，增加了 200亿美金，2010年到 2018 年的年均复合增速约 1.5%。需要注意的是，互联网公司资本规模在整体规模中的占比从 2014年的13%增长到了2019年的25%， 2014 年到 2019 年的年均复合增速约15%，显著高于整体水平。我们认为，互联网公司资本开支规模快速增长的原因主要来自于这些公司云计算业务的普及和渗透 率的提升。随着大数据技术的应用，互联网公司的营销将围绕与用户有关的一切数据而展开。因此， 内容和数据成为通信网络中的核心资产，而互联网公司将取代运营商成为通信网络的核心。大数据技术的应用，需要有强大的计算力作为支撑；但是，受制于当前技术的限制，单个 CPU计算 能力的提升速度已经无法与计算力需求的快速增长形成良好的匹配。为了满足大数据技术应用的需 求，互联网公司需要建设更多的数据中心来部署更多的服务器才能提供足够的计算力。1.1 互联网数据中心产业链结构互联网数据中心产业链以 IDC服务为中心，向上通过网络建设延伸至 IT基础设施，向下通过云计算 连接终端客户。产业链最上游为 IT硬件和基础设施。IT硬件：分为计算设备（IT）和通信设备（CT），IT设备主要 为服务器，CT 设备包括交换机、路由器等网络设备和光模块（光模块是核心部件），这些构成了算力与网络传输的基础。基础设施：分为电力设备、监控设备、空调设备和发电机组，主要为 IT硬件 提供稳定电力供应和适宜的温度环境。产业链核心环节是 IDC运营服务，狭义的 IDC 运营商指为下游客户提供机房托管及增值服务，参与 者只有电信运营商和第三方 IDC运营商两类，广义的 IDC运营商还包括云厂商自建自用 IDC机房。产业链最下游是云计算服务，云计算服务商采购 ICT设备托管在 IDC 运营商的机房，通过虚拟化技 术实现 IT基础设施云化，形成 IaaS 层（Infrastructure as a Service，基础设施即服务）作为向终端 客户提供服务的算力基础。在 IaaS 层基础上，云厂商通过提供中间件、数据库等形成 PaaS 层 （Platform as a Service，平台即服务），合作伙伴可以在 PaaS 层基础上开发应用软件 SaaS （Software as a Service，软件即服务）供终端客户使用。在这个产业链环节上，云计算厂商可以提 供 IaaS、PaaS、SaaS 三个层级的产品给终端客户选择。1.2 计算力需求驱动互联网数据中心规模快速扩张人工智能算法的实现需要强大的计算能力支撑。深度模型参数多，计算量大，数据的规模更大，需 要消耗很多计算资源。在早期使用深度神经网络进行语音识别的模型中，拥有 429 个神经元的输入 层，整个网络拥有 156M 个参数，训练时间超过 75天；Andrew Ng 和 Jeff Dean 打造的 Google Brain 项目，使用包含 16000个 CPU核的并行计算平台训练超过 10亿个神经元的深度神经网络。进一步， 如果模拟人类大脑的全脑级的神经系统，需要模拟 1000亿个神经元，计算能力需要有数个数量级的 提升。因此，基于计算力的提升高性能计算重要的研究领域，其关键问题在实现众多计算节点的大规模集 成和高效协同计算，核心技术涉及大规模并行应用程序和高性能计算机。计算机硬件方面，摩尔定 律完美预测了其后 50 年通用微处理器的发展轨迹，但提升速度仍不足以满足快速增长的计算需求， 此后体系结构开始引领计算机的发展，相继出现了向量机、SMP、ccNUMA、MPP（massive parallel processing）和机群五种主要架构。2008 年左右，能耗问题制约了处理器主频的大幅度提升。为突破系统规模、计算密度、系统能耗这 三个因素的制约，采用通用处理器和加速器协同计算的异构计算模式被提出，并成为系统性能提升 的主要推动力，其中主流的加速器有 GPU、众核处理器和 FPGA。2015 年美国推出“国家战略计算计划”（NSCI）的行政命令来支持高性能计算机的继续发展，目标 建造计算峰值达到百亿亿次的高性能计算机，也就是 E 级计算机系统。中国也启动了在“十三五” 期间建造 E 级系统的计划。异构计算模式将是达到 E 级计算能力的必由之路。由于系统功耗限制（功耗墙），E 级系统之后，仅借助当前的异构计算模式难以再实现大幅性能提升。 人们寄希望于计算原理的突破来开启高性能计算机的下一个大发展阶段，量子计算或是这一方向的 研究热点。总体来看，在量子计算投入商用之前，若要实现计算力的提升，只能进行服务器的堆叠。 因此，全球云计算市场（IaaS）在过去几年实现了高速的增长。根据 Gartner 发布的数据显示，2019 年全球云计算市场（IaaS）规模达到了 414 亿美元；预计到 2022 年，市场规模将达到 815 亿美元。1.3 互联网公司开启新一轮资本开支扩张周期根据 Synergy Research发布的数据显示，以亚马逊、脸书、谷歌、微软、阿里巴巴、腾讯以及百度 为代表的全球头部互联网公司是超大规模数据中心的主要投资者。2019 年，亚马逊、脸书、谷歌以及微软等 4家美国头部互联网公司的资本开支规模达到了 648亿美 金，2015年-2019年的年均复合增速约 23%。中国的阿里巴巴、腾讯以及百度等 3家头部互联网公 司 2018 年的资本开支规模达到了 657 亿人民币，是过去几年的最高值。从全球头部的 7 家互联网 公司发布的 2020 年 Q2业绩报告来看，新一轮的资本开支投入周期将开启。2020 年 Q2，全球头部互联网公司的资本开支规模达到了 245亿美金，同比增长 35%，环比也有显 著增长。主要原因来自于亚马逊、微软、阿里巴巴和腾讯资本开支规模的大规模增长。其中亚马逊、 微软已经给出全年资本开支增速双位数的预期值。我们认为，全球头部互联网公司在未来三年将开启新一轮的资本开支投入周期。来自中国的阿里巴 巴、腾讯以及百度，在新基建政策的驱动下，都给出了新一轮的资本开支扩张计划。2020 年 4 月 20 日，阿里云宣布：未来 3 年将投入 2000 亿元，用于云操作系统、服务器、芯片、 网络等重大核心技术研发攻坚和面向未来的数据中心建设。截止 2020 年 1 月，阿里巴巴拥有大约 120 万台服务器，预计未来三年将新增至少 100 万台服务器，对应大约 10 万个数据中心机柜。2020 年 5月 26日，腾讯云宣布：未来五年将投入 5000亿元，用于新基建的进一步布局；云计算、 人工智能、区块链、服务器、大型数据中心、超算中心、物联网操作系统、5G 网络、音视频通讯、网络安全、量子计算等都将是腾讯重点投入领域。截止 2020 年 1 月，腾讯拥有大约 100 万台服务 器，预计未来三年也将新增至少 100 万台服务器，对应大约 10 万个数据中心机柜。2020 年 6 月 19 日，百度宣布：未来十年将继续加大在人工智能、芯片、云计算、数据中心等新基 建领域的投入。预计到 2030 年，百度智能云服务器台数超过 500 万台。我们预计，新增服务器规 模也将超过 100 万台。1.4 我国互联网数据中心规模仍有较大增长潜力根据 Synergy Research发布的数据显示：截止 2020年 Q2，全球超大规模数据中心达到了 541个， 与 2018 年 Q1 相比，增加了大约 121 个；还有 176 个处于建设或者规划阶段。亚马逊、微软、谷 歌以及 IBM 公司的互联网数据中心覆盖范围在同行中处于前列，每家公司都在全球范围内拥有 60 个或更多的互联网数据中心节点；与此同时，这些公司在北美区域、亚太区域、EMEA 和拉美四个 区域均拥有至少 3 个数据中心。在全球 541 个超大规模数据中心中，中国占比大约为 9%，与排名 第一的美国仍有较大差距。根据中国信通院发布的数据显示，2019年中国互联网数据中心机柜规模达到了 244万个，同比 2016 年的 124万个，规模增长了大约 1倍。可以看到，2017年-2019年每年新增的互联网数据中心机柜 规模均在 40 万个左右。从数据中心类型来看，超大型数据中心占比正在持续提升；截止 2019年，超大型数据中心的占比已 经从 2016 年的 11%提升到了 22%；但是与美国相比，占比仍处于较低水平，仍然具备提升空间。 （根据工信部的定义：超大型数据中心是指规模大于等于 10000个标准机柜的数据中心；大型数据 中心是指规模大于等于 3000 个标准机柜小于 10000 个标准机柜的数据中心；中小型数据中心是指 规模小于 3000 个标准机柜的数据中心。）从区域分布来看，大约有 65%的互联网数据中心机柜部署北京周边、上海周边以及广州周边等 3个 城市圈；西部地区是除上述 3 个区域外，部署机柜数量最多的区域，占比大约 18%。根据 IDC发布的数据显示，2019年中国 X86服务器的出货量在全球整体出货量中的占比约 27.1%， 同比 2018年下降约 0.9个百分点。随着国内新基建政策的逐步推进、云计算在垂直行业中应用的进 一步拓展以及互联网公司新一轮资本开支扩张周期的开始，中国 X86服务器的出货量在全球整体出 货量中的占比有望进一步提升，从而推动互联网数据中心机柜规模的进一步增长。我们认为，中国互联网数据中心规模的持续增长将具备两个特性：1、超大规模数据中心的数量占比 会持续提升，数据中心拥有的机柜数量越多，将大幅提升电力等能源的使用效率，与此同时，还能 大幅降低数据中心拥有者的维护成本，提高运维效率；2、北上广及周边区域数据中心机柜占比将会 保持稳中有升，由于互联网数据中心对于网络条件的需求和业务部署需要等因素，互联网数据中心的需求方会更倾向将自己的大部分服务器部署在这些区域的互联网数据中心内，从而为客户提供更 加稳定的服务。二、 云计算和互联网公司主导互联网数据中心行业需求 ‍UPS（Uninterruptible Power System，不间断电源系统），是数据中心内部的主要组件，与服务器 的使用量呈正比例关系。赛迪顾问发布的数据显示，从需求端来看，互联网行业的 UPS 需求占比呈 逐渐上升的态势；从 2016年的 11.6%提升到了 2019年的 15.0%；电信行业的 UPS 需求占比从 2016 年的 13.8%提升到了 20219年的 17.6%，根据我们的行业调研情况，电信行业需求上升的原因是互 联网数据中心运营服务业务的增长，而互联网公司是这项业务的主要客户。总体来看，可以认为互 联网公司是中国服务器市场的主要需求方，也将主导中国互联网数据中心运营服务市场的需求。“云物移大智”产业的快速发展，刺激了数据存储和计算需求。互联网企业“天生”的数字化、线 上化特点，注定是数据中心最主要的需求方。近年来，包括阿里、腾讯、百度和字节跳动在内的互 联网企业都在积极拓展其业务生态，数据计算和存储需求进一步释放。同时，这些互联网企业除了 自用 IDC 之外，也在将数据中心向外部客户租用，并形成了稳定和可持续的商业模式。从这些大的 互联网厂商数据中心投资初衷来看，主要集中在以下方面：1）企业和生态业务发展的需要；2）服 务公司第三方客户的需要；3）服务企业出海的需要；4）公司打造自有基础设施体系的需要。万国数据是国内领先的第三方数据中心服务商，数据中心机房面积从 2017年 Q3的近 12万平方米 增长到了 2020 年 Q2 的近 40 万平方米，在近三年的时间内实现了 2 倍以上的增长。公司的主要客户分为云计算服务商、大型互联网公司以及金融机构和大型企业三类；前两类客户占 比从 2016年的 64.3%提升到了2020年 H1的 88.9%。公司前两大客户均为云计算服务商，截止 2020 年 H1，两个客户租用了公司 42个数据中心，总计租用面积达到了公司机房总面积的 55%。相比于 2019 年末，提升了 4.3 个百分点。从万国数据的客户数量以及头部客户租用的机房面积来看，来自云计算服务商以及互联网公司快速 增长的数据中心需求驱动了公司数据中心规模的快速增长。从侧面印证了我们的观点：云计算和互 联网公司主导互联网数据中心行业需求。2.1 阿里巴巴：满足核心商业板块、企业服务以及客户海外布局等方面的需求（略）2.2 腾讯公司：支撑内部核心业务需求，支持行业客户上云以及重点客户出海（略）2.3 字节跳动：满足自身业务发展和监管需求，海外数据中心布局将提速（略）2.4 2020 年-2022 年中国互联网数据中心增量机柜数量将达 108 万个2020 年 Q1和 Q2，在经历了 2019 年 Q4的低点后，阿里巴巴和腾讯公司的资本开支规模进入了持 续增长的状态；而百度公司也在 2020年 Q2迎来恢复了双位数的资本开支规模。结合三家公司的新 基建政策，我们认为中国头部互联网公司的资本开支规模已经回到了增长通道。根据阿里巴巴、腾讯公司以及百度公司发布的新基建计划中的投资规模，我们推算出这 3家公司2020 年-2022年采购的服务器规模将达到 450万台以上。根据我们行业调研的情况显示，字节跳动在 2020 年采购的服务器规模将达到 38 万台；考虑到字节跳动仍然处于快速增长阶段，我们推测其在 2020 年-2022 年的服务器采购规模将达到 135 万台。按照每个数据中心机柜部署 10台服务器来看，阿里巴巴、腾讯公司、百度公司以及字节跳动 4家公 司在 2020年-2022 年的数据中心机柜需求将达到 59万个。考虑到其他互联网公司、金融机构和大 型企业的需求，我们预测：2020年-2022年，中国互联网数据中心机柜的增量规模将达到 108万个。 与中国数据中心工作组预测的规模相比，我们的预测值更为保守。中国数据中心工作组发布的数据显示，到 2022年底，全国范围内，规划新增的数据中心机柜数量达 到了 220 万个，其中上海及周边、北京及周边以及广州及周边 3 个区域的规划新增规模均接近 50 万个。从数据中心的所有方来看，第三方数据中心服务商的新增机柜占比达到了 56%，互联网企业 的新增机柜占比约 15%。三、 中国互联网数据中心运营商市场分析根据中国 IDC 圈发布的数据显示，2019年中国 IDC 运营市场规模达到了 1563亿元，2015年-2019 年的年均复合增速约 33%。3.1 第三方运营商正在崛起互联网数据中心运营服务的提供者包括电信运营商、第三方运营商和大型互联网企业，三者之间存 在着较为复杂的合作关系，在少数场景下亦存在竞争。电信运营商的核心优势是对带宽等资源的垄 断、广泛分布的机房，以及深入到县级以下的体系；第三方运营商的核心优势是丰富的建设经验和 运维经验；云计算服务商的核心优势是自身使用，因此可以统一规划、设计，并做全部的虚拟化、 云化处理。云计算服务商对于新技术的运用往往更加彻底，但在数据中心本身的产业链中，其作为 买方，不参与市场竞争（其出售给下游的一般为云产品）。根据 Colliers 发布的数据显示，2017 年 第三方运营商在一线城市市场占比已经达到 52%；主要原因是电信运营商自获取基础资源、资本开 支投入以及建设进度方面的灵活度均落后于第三方运营商，无法满足互联网公司快速部署的需求。3.2 一线城市供不应求，需求将向周边区域溢出1、一线城市是下游客户聚集区下游客户的地理位置是数据中心所建位置的关键因素之一。整体而言，我国经济发达及人口密集区 域的数据中心数量及机架数量较多。经济发达区域的经济活动多，信息化水平高，所产生的数据量 大，同时这些地区亦有更为充裕的资金投入企业的数字化需求。除少数省份，大部分地区的人均 GDP 与数据中心所建机架数呈正向比例，例如北京市人均 GDP 14 万对应约 15万机架数，上海市人均 GDP 13万对应约 24万机架，江苏省人均 GDP 11万对应约 10 万机架。从各省市的产业结构看，北京市的信息技术产业对地区 GDP 贡献占比最大为 12%，其次 为深圳（8%）、浙江（6%）、上海（6%）、广州（5%）。这些信息技术发达地区与数据中心核心区域重合，侧面说明数据中心是信息技术的基础建设，而数 据中心的选址极大程度依照下游客户需求所建。近年来，数据中心爆发式发展离不开云计算、大型互联网公司的资本开支扩张，这些下游企业普遍 聚集在北上广深热点区域。企业上云已是大势所趋，云计算服务商为扩张自身服务覆盖范围，纷纷 在需求热点地区（普遍意味着经济更发达地区）增加其数据中心数量及规模，从而获得规模效益。从贴近下游客户的角度来看，贵州相对而言优势不大。但是，并非所有数据都需紧贴下游客户，时 延不敏感的数据需求催生了贵州、内蒙古等地区的数据中心发展。一般而言，对时延要求较高的“热 数据”布局在贴近热点城市的地区，而那些离骨干节点较远的数据中心，其业务以数据存储备份、 冷数据处理为主，网络因素对其优先级较低，更多会考虑成本因素。这些对时延不敏感的数据处理 需求正是贵州、内蒙古等地区发展的重点。2、一线城市是运营商网络的核心布局点数据中心作为数据存储计算的基础，需要接入网络实现信息的交互，网络是数据中心的必要条件， 数据中心的分布呈现出以骨干网为中心，向周边辐射的特点，还有部分大型、超大型数据中心分布 在偏远地区。骨干网（Backbone Network）是提供互联网服务的基础网络构架。其拓扑结构为光线路终端连接到 汇聚层，汇聚层再汇总到核心层。每个骨干网中至少有一个和其他骨干网进行互联互通的连接点， 并得到国家批准能与国外网络直接相连，不同的网络供应商都拥有自己的骨干网。狭义上的骨干网 也指中国电信宽带互联网 ChinaNet，其中，有 8 个骨干网节点，分别为上海、北京、广州、成都、 南京、武汉、沈阳、西安，构成了骨干网的核心层。核心节点之间为不完全网状结构。以北京、上 海、广州为中心的 3中心结构，其他核心节点分别以至少两条高速 ATM 链路与这三个中心相连。各 省也建立了二级节点，形成了我国网络的基本框架。其中上海、北京、广州是 CHINANET的三大国 际出口，也是 8 大节点的核心。地区分布上，华中、华北、华南、西北、东北、西南地区各自拥有一个骨干网节点，华东地区有两 个。仅八大节点所在省市就拥有超过全国一半的 IDC机房，若加上其周边邻近地区，其比例超过 80%。 IDC 产业的分布和骨干网节点的分布显示出较大一致性。3、能耗指标趋严，一线城市供给有限数据中心能耗大，IDC 数量突增下高能耗问题爆发。IDC 托管的服务器需要全年不间断运行以向互 联网用户提供服务，同时需要空调等辅助制冷设备实时供应冷能以维持其可靠运行，因此电能消耗 量巨大。随着 IDC 的大量建设，IDC 将面临日益增长的资源和电力需求。根据 IDC 圈的统计，从 2011 年到 2016 年，数据中心耗电量以每年 10%速度快速增长，到 2018 年，全国数据中心总耗电 量为 1500 亿千瓦时，达到社会总用电量的 2%。预计到 2025 年，占比将翻倍至 4%。我国 IDC平均 PUE（数据中心总能耗/IT设备能耗）2.2远高于美国 PUE1.9，为实现能耗控制，一 线城市陆续出台 IDC 节能政策，核心城市 IDC成为稀缺资源。截至目前，北京、上海、深圳均已出 台控制 IDC建设的相关政策，在节能减排的大背景下，在总量限制基础上推进绿色数据中心建设， 严格控制 IDC能耗的新增长。预计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”。4、需求将向一线城市周边区域溢出1）一线城市限量提质，控制能耗。数据中心能耗巨大，由于土地及水电资源紧张，一线城市纷纷出 台政策提高新建数据中心的落地标准，限制数据中心扩张。如北京全市范围内禁止新建和扩建互联 网数据服务中的数据中心(PUE 值在 1.4 以下的云计算数据中心除外);禁止新建和扩建信息处理和存 储支持服务中的数据中心(PUE 值在 1.4 以下的云计算数据中心除外)；中心城区禁止新建和扩建互 联网数据服务中的数据中心,信息处理和存储支持服务中的数据中心。上海市要求到 2020 年上海市 互联网数据中心新増机架数严格控制在 6 万架以内,新建互联网数据中心 PUE 值严格控制在 1.3 以 下,改建互联网数据中心 PUE 值严格控制在 1.4以下。深圳由于存量数据中心较少，并未对新建机房 做出限制，而是围绕能耗进行差异化支持，规定 PUE1.4以上的数据中心不享有支持,PUE 低于 1.25 的数据中心可享受新増能源消费量 40%以上的支持。2）三大城市群内部加快协同统筹步伐，数据中心布局由一线城市向周边地区转移。上海市在关于《上 海市推进新一代信息基础设施建设助力提升城市能级和争力三年行动计划(2018~2020 年)》中规定 “统筹空间、规模、用能,加强长三角区域协同,布局高端、绿色数据中心,新建机架控制在 6万个,总规 模控制在 16 万个。”惠州市、汕尾市均在积极筹建大数据产业园，在满足自身发展需要的同时服务 深圳市的发展。未来随着智慧城市建设的推进，周边地区将成为承接一线城市数据中心新增需求的 主要供给来源。3.3 自建 批发 零售将成为互联网数据中心运营行业的主流模式行业内一般用 TCO（Total Cost of Ownership，总体拥有成本，简称 TCO）来评价一个互联网数据 中心的全生命周期的价值。一般来说，TCO分为 Capex（Capital Expenditure，资本性支出，简称 Capex）和 Opex（Operational Expenditure，维护性支出，简称 Opex）两部分。互联网数据中心 的建设模式分为自建和租赁两类，每种建设模式涉及的 Capex 和 Opex 项目有所不同。对于互联网数据中心来说，Capex 主要包括土地购置费用、机房建筑费用、UPS 系统购置费用、柴 油机组购置费用等。一般来说，对于一个 4kW 的标准机架来说，建设成本中值大约为 12万元左右。 各项费用的占比如图 44 所示对于互联网数据中心来说，Opex 主要包括维护费用、燃油费用、物业租赁费用、电费、维护人员工 资等。不同建设模式下的维护费用如下表所示。根据销售量和客户的不同，互联网数据中心的销售模式又可以分为批发和零售两类。每个模式对应 的客户以及销售价格如下表所示。根据建设模式和销售模式，以 1个规模为 1000个 4kW 标准机柜的数据中心为例，我们计算了四种 典型模式的互联网数据中心的财务指标，主要有：静态投资回收期、EBITDA（年均）、资本投入回 报率（ROIC）、资本性支出占收比、收入利润率、内部收益率、财务净现值、财务净现值比。不管采用的是何种销售模式，自建模式由于自持物业，ROIC 水平要显著高于租赁模式。不管采用何 种建设模式，零售模式的 ROIC 水平要显著高于批发模式。目前来看，自建 批发 零售双管齐下已经成为了互联网数据中心运营服务商的主流策略。自建机房 可以提升业务毛利率，批发可以让服务商的机房利用率迅速爬升；零售可以有效提升服务商的利润 率水平。3.4 预计 2022 年市场规模将达到 2465 亿元根据我们行业调研的情况，互联网数据中心单机柜的租赁价格，在不同的区域有较大差别。在北上 广深等一线城市及其周边区域，每个互联网数据中心机柜单 kW 的租赁价格大约在 1500 元/月；在 二线城市或者更偏远的三四线城市，每个互联网数据中心机柜单 kW 的租赁价格大约在 400-500 元/ 月。根据 CDCC 发布数据显示：2020 年-2022 年，大约有 68%的增量机柜分布在北上广一线城市 及周边区域。目前来看，阿里巴巴、腾讯公司以及字节跳动新增互联网数据中心内的机柜的功耗，基本上都按照 6kW 来进行配置。按照这个假设，可以计算出 2020 年-2022 年中国互联网数据中心运营市场的增 量规模。结合中国 IDC圈发布的 2019年市场规模，可以得到 2020年-2022年中国互联网数据中心 运营市场规模分别为：1836 亿元、2134 亿元和 2465 亿元。四、 中国互联网数据中心 IT 硬件和基础设施市场分析4.1 服务器市场：中国 X86 服务器市场将持续增长2020 年一季度，我国 X86 服务器出货量同比负增长。根据 Gartner数据，2020年一季度，我国 X86 服务器出货量同比下降 9.8%。我们判断是受到新冠疫情的影响，新冠疫情使线上需求爆发式增长， 推动了互联网厂商、云服务商的采购需求，带动了云服务器的增长，但政企客户对服务器的采购需 求却因新冠疫情而放缓。浪潮信息是我国 X86服务器市场龙头，市场份额持续排名第一。根据 Gartner数据，2020年一季度， 浪潮信息持续保持我国 X86服务器市场销售额排名第一，市占率为 37.6%，超过第二、第三名的总 和。在全球 X86服务器市场，浪潮信息 2020年一季度市场份额排名第三，市占率为 9.6%，同比提 高 1个百分点，销售额同比增长 10.6%，是全球 X86服务器市场排名前五的厂商中唯一实现两位数 增长的厂商。2020年一季度，浪潮信息云服务器产品表现突出，出货量和销售额分别同比增长 15.2% 和 19.5%，蝉联全球第一，云服务器产品的良好表现是浪潮信息市场份额提高的重要原因。截止 2020 年 8 月 31 日，我国 X86 服务器市场领先厂商浪潮信息和紫光股份（新华三）均完成了 2020 年半年报的披露。根据半年报数据，浪潮信息和紫光股份二季度营收增速分别为 60.81%（一 季度营收增速为 15.90%）和 46.17%（一季度营收增速为-18.45%），二季度营收增速相比一季度有 明显提高。以此判断，我国 X86 服务器市场二季度增长情况应好于一季度。今年以来，党中央、国务院会议多次提到新基建，彰显了国家对于新基建的高度重视，新基建迎来 历史性发展机遇。服务器作为新基建的基础算力支撑，市场需求必将随着新基建的推进而持续扩大。 当前，我国新冠疫情防控局势平稳，经济运行基本恢复。我们认为，受益于新基建的推进，我国 X86服务器市场需求未来将持续增长。根据 IDC的预测，我 国 X86 服务器出货量 2020 年至 2024 年将持续提高。4.2 交换机市场：100G 出货量将保持稳定，ODM 将成为市场趋势2019 年，全球数据中心交换机市场实现了 108亿美金的销售额，出货量约 10601万端口；2020年 Q1，受到新冠疫情影响市场规模约 22亿元，出货量约 2308万端口，市场规模和出货量均有小幅下 降。数据中心交换机的速率主要有 1Gbit/s、10Gbit/s、25Gbit/s、40Gbit/s 和 100/400Gbit/s 等 5种类型。 分别对应 10G/40G 和 25G/100G 两种数据中心网络架构。其中：1Gbit/s、10Gbit/s 和 40Gbit/s 主 要应用于 10G/40G的数据中心网络架构；25Gbit/s 和 100/400Gbit/s 主要应用于 25G/100G的数据 中心网络架构。2017年以来，随着 25G/100G/400G数据中心架构在全球大型数据中心内普及度的提升，25G速率、 100G 速率和 400G 速率的数据中心交换机出货量的占比也在快速提升。2017 年，三者合计份额只 有 7%；2020 年 Q1，三者合计份额已经提升到了 49%，份额提升超过 40 个百分点。由于产品出货量的提升，100G/400G速率（高速率）的数据中心交换机的销售单价也在下降。2017 年，销售单价约 528美元/端口；2019年销售单价约 230美元/端口，下降幅度超过 50%。但是，从 2019 年 Q1-2020 年 Q1 单季度的情况来看，价格下降的幅度正在显著收窄；2019 年 Q1-2020 年 Q1，高速率数据中心交换机的销售单价分别为 274美元/端口、231美元/端口、226美元/端口、205 美元/端口和 188 美元/端口。在高速率数据中心交换机市场中，纳斯达克上市公司 Arista Networks 是领导厂商；中国厂商除了华 为外，还有 Ruijie Networks（A 股上市公司星网锐捷的子公司，锐捷网络）。锐捷网络份额提升的原 因主要来自于阿里巴巴订单需求的增长。由于主要芯片来自于美国公司，在美国政府制裁升级的背 景下，华为公司份额处于下降态势。头部前 6 的厂商市场份额在逐步下降。我们认为，主要原因还是因为亚马逊、谷歌等主要需求方采 用白盒交换机（ODM）比例的提升。随着 25G/100G 网络架构普及度的逐步提升，单个数据中心交换机能够连接的服务器数量将显著提 升。与此同时，1Gbit/s、10Gbit/s 和 40Gbit/s 的交换机出货量将下降，高速率交换机出货量将提升。2020 年-2023 年，全球数据中心交换机整体出货量将呈下降态势；但是 100G速率的交换机出货量 将呈上升趋势，预计 2023 年的出货量将达到 33766 万端口，出货量占比将超过 30%，与 2018 年 的 8%相比，提升 22 个百分点。未来 2-3 年，在数据中心交换机市场，100G 速率将成为主流。拥 有 100G数通光模块生产线的制造商将享受行业发展红利：一方面，出货量有望稳步增长（2020年 -2023 年 100G速率的数据中心交换机年均复合增速约 15%）；另一方面，在交换机平均销售单价降 幅显著收窄的背景下，光模块产品销售单价出现大幅下降的可能性已经不高。4.3 光模块市场：中国厂商逐步崛起，400G 光模块开始规模出货中国厂商逐步崛起，但是芯片能力有待提升在光通信中，光模块的作用很重要，它主要完成光电转换和电光转换，把发送过来的电信号转换成 光信号；通过光纤再把光信号转换成电信号进行传输。其主要由光电子器件、功能电路和光接口等 组成，光电子器件包括光发射器件和光接收器件两部分。其中，光发射器件部分为：输入特定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器（LD） 或发光二极管（LED）发射出相应速率的调制光信号，其内部带有光功率自动控制电路，使输出的 光信号功率保持稳定；光接收器件部分为：特定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电 信号，经前置放大器后输出相应码率的电信号。光模块作为数据传输设备间的信号传输载体，具有 传输距离长、抗干扰、节省布线空间、易于更换等特点。从应用场景来看，光模块主要应用在电信领域和数据中心领域。电信领域主要应用在光纤宽带（OLT 和 ONU）、OTN 传送网、DWDM 传输网；数据中心领域主要应用在区域存储网络、数据中心内部 互联、数据中心与数据中心之间互联。电信级光模块与数据中心光模块不同主要体现在生命周期、温度需求以及可靠性需求方面。总体来 看，电信级光模块要求比数据中心光模块要高。因此，进入门槛也会比较高。根据市场调研机构 Yole发布的数据显示：到 2025年，全球数据中心光模块市场规模将达到 121亿 美金，大幅领先电信光模块市场规模，整体增速也将超过行业整体的 15%。从市场份额来看，中国厂商的份额达到了 37%，超过了美国公司 II-VI 和 Lumentum 的总和。但是 从芯片能力方面来看，中国企业核心实力偏弱。国内少数企业虽然依靠器件封装优势，在中低端市 场已经形成较强影响力，但在高端产品领域仍有较大不足。从国产化率来看，10G 速率的光芯片国产化率接近 50%，25G 以上速率的国产化率远远低于 10G 速率的，国内供应商可以提供少量 25G的 PIN/APD，25G的 DFB 刚刚完成研发。25G以上速率的 电芯片基本依赖进口。400G 光模块开始规模出货从连接距离来看，数据中心网络结构可以分为服务器和交换机互联、数据中心园区和城域网互联、 城域和长途骨干互联以及全球数据中心互联等 4 部分。从需求来看，云计算公司是主要需求方，对 于全球性的云计算公司，需要将其分布在在全球各个区域的数据中心以及数据中心园区连接起来。根据思科（Cisco）公司发布的报告数据显示，大部分流量交换将发生在数据中心内部。2020 年， 77%的流量交换发生在数据中心内部，9%的流量交换发生在数据中心之间，14%的流量交换发生在数据中心和用户之间。需要注意的是，超大规模数据中心流量交换在数据中心内部的占比持续上升， 到 2020 年将上升至 53%。整体来看，数据流量的交换主要集中数据中心内部，这就使得数据中心内部的光模块需求大量增加。 值得注意的是，超大规模数据中心的数量还在快速增长，光模块需求量有望维持稳定快速的增长。正是因为数据中心内流量的快速增长和数据中心规模的不断扩大，传统的三层网络拓扑结构越来越 不能满足数据中心内部高速互联的需求。因此，为解决这个问题，网络工程师们提出了 Leaf-spine 叶脊拓扑网络结构。叶脊网络架构扩大了接入和汇聚层，这种网络可以大大提高网络的效率，特别是高性能计算集群或 高频流量通信设备的互联网络。随着叶脊网络架构的普及，数据中心的光模块需求将从 25/100G向 50/200G 或者 400G 升级。100G 光模块在未来三年仍然是主流：预计到 2022年，100G光模块出货量将达到 860万个，出货 量占比约 65%；市场规模约 32亿美金。整体来看，仍然是高速数通光模块的主流产品。200G光模 块将在 2020年进入批量出货期：预计到 2020年，200G光模块将进入批量出货期，出货量将超过 100 万个，市场规模大约 12亿美金。400G光模块将在 2021年进入批量出货期：预计到 2021年， 400G 光模块将进入批量出货期，出货量将超过 50 万个，市场规模大约 5 亿美金。4.4 UPS 和配电设备：国产品牌在配电设备领域突破在即数据中心内服务器等 IT设备对供电的连续性和可靠性有着非常高的要求，由于供电系统在数据中心 建设中的重要性，包括美国 ANSI/TIA-942《数据中心通信设施》和我国 GB 50174《电子信息系统 机房设计规范》等相关标准中，都对数据中心配电系统提出了一系列要求，包括双路冗余供电、UPS 配置容量等。对于数据中心配电系统，一个重要的变化趋势就是从单电源到多电源的演变。随着大型和超大型数 据中心在全球以及国内的兴起，数据处理量的大幅提升带来了数据中心基础设施规模的增大，进而 对供电的可靠性要求也进一步上升。传统的单机/串联热备份/N 1直接并机都不能做到电源的相互独 立，使得与之相配套的配电回路也无法做到独立，也就是说每个环节都有可能出现单点故障导致服 务器供电失效。因此 2N/2(N 1)的多电源供电模式随着大型和超大型数据中心的兴起也在逐步成为 主流方案，此类方案对应国标中的 A/B 级数据中心或者 TIA-942 标准中的 Tier III/IV 等级数据中心。 从数据中心配电系统架构来看，分为市电/油机交流输入系统、UPS 供电系统和负载机架配电系统三 部分；从涉及的产品来看，UPS 和低压电器是数据中心配电系统的核心部分，具有对产品性能要求 高、单个项目价值量大的特点。数据中心对 UPS 和低压电器的需求规模，我们采用自下而上的方式进行测算：首先通过模型计算数 据中心物理基础设施的建设成本和 UPS、低压电器在其中的占比，再测算出平均每机柜对应的价值 量，最后根据国内每年新增机柜数量测算出数据中心行业对 UPS 和低压电器的需求规模。对于国内 数据中心的建设成本，我们采用施耐德电气的数据中心成本计算模型进行测算。我们的测算模型假 设为数据中心总功率为 5MW，每机柜功率为 6kW，配电系统采用 2N冗余，UPS、发电机组以及制 冷系统为 N 1冗余，则该数据中心物理基础设施的总投资成本为 1亿元，对应每个机柜的投资成本约为 12万元左右，比海外建设成本略低，主要原因是国内元器件采购成本和项目建设、安装和管理 成本均低于海外。在上述模型测算中，配电系统成本占比约为 48.71%，在配电系统中开关柜的成本占比约为 21.46%， 平均每机柜所需开关柜的价值量为 12*48.71%*21.46%=1.25万元，考虑到开关柜内低压电器的价值 量占比约为 90%左右，因此平均每个机柜对应的低压电器价值量约为 1.25*90%=1.13万元。在上述 模型中，UPS 占配电系统成本的比例为 34.56%，因此平均每机柜所需 UPS 的价值量为 12*48.71%*34.56%=2.02 万元。根据中国信通院的数据，2019年国内数据中心机柜数量为 244万个，同比新增机柜 40万个；据此 测算，2019年国内数据中心行业对低压电器的需求规模为 45亿元，对 UPS 的需求规模为 81亿元。 预计在 2020-2022 年，每年新增机柜数量分别为 33/36/39万个，对应低压电器和 UPS 的每年总需 求超过 100 亿元规模。UPS由于数据中心项目通常整体投资较大，相关设计标准对于配电系统供电的可靠性和稳定性有着较高 的要求，因此无论是 UPS 还是低压电器，用户往往倾向于选用技术水平领先、项目案例众多的外资 品牌。在 UPS 领域，外资品牌维谛技术、施耐德和伊顿占据市场主导地位，在全球市场，施耐德份 额排名第一，主要由旗下的 APC开展数据中心领域业务；在国内市场，根据 ICT Research发布的 数据，维谛技术以 22.8%的市占率排名第一，三大外资品牌凭借技术优势和良好的口碑，在数据中 心市场占据绝大部分份额，国产品牌主要包括易事特、科华恒盛和科士达等，其 UPS 产品在中小型 数据中心中有一定的份额。从产品技术结构来看，应用于数据中心的 UPS 主要分为塔式一体化和模块化这两种结构，塔式 UPS 作为最传统的结构，具有技术成熟、维护成本低等优点，但是较难进行容量扩展，并且单次维护时 间较长。模块化 UPS 在近十年开始兴起，具有易维护、易扩展容量、可热插拔等特点，但是由于多 模块并联容易产生环流故障等原因，理论上来说可靠性略低于塔式 UPS。从目前施耐德、伊顿等龙头企业推出的 UPS 产品特点来看，模块化、高效率和智能化仍然是产品开 发的主要趋势：模块化：例如伊顿最大容量可达 1200kVA 的 9395系列 UPS 和施耐德 Galaxy VS 系列 UPS 均采用 了模块化设计，可以实现更快的维修速度、更好的容错能力、更便捷的扩容能力。此外，模块化的 另一个重要优势是通过在线休眠功能提高系统整体效率，UPS 在 50%负载以上才能实现 95%以上 的最高效率，目前主流模块化 UPS 均具备模块休眠功能，在保证一定系统冗余的基础上，可以休眠 一定数量的模块，让 UPS 系统工作在效率比较高的区域。高效率：由于电费占数据中心运营成本的 60%以上，因此提升 UPS 的效率是各厂商的重点研发方 向之一。目前国产品牌 UPS 的效率普遍在 95%左右，外资品牌如施耐德、伊顿等通过采用双变换、 市电直供等技术，效率可以最高提升至 99%，使得产品在生命周期内经济型大幅领先。智能化：目前中大型数据中心普遍采用监控系统对机房内配电、UPS、空调、环控等重要环节进行 实时监控，可以提供能效管理、预防性维护、故障远程诊断等多种提高数据中心可用性的功能。目 前主流外资厂商的 UPS 均具备数据采集和通讯功能，能够满足数据中心配电系统智能化的需求。配电设备数据中心配电设备包括市电/油机和低压开关柜组成的交流电源输入系统和末端的列头柜配电，其中 对供电系统可靠性和安全性有核心影响的是低压元器件，包括用于配电系统保护的断路器和用于市 电/油机切换的自动转换开关。目前在国内数据中心配电市场，施耐德凭借在低压断路器、自动转换 开关产品线上的绝对优势，以及与 UPS、中压成套设备打包提供整体供电系统解决方案的能力，市 场份额遥遥领先；此外，ABB、西门子和伊顿等品牌在数据中心配电市场也具备一定的技术优势和 良好的品牌口碑。我们估算在数据中心配电市场，外资品牌的市占率超过 90%以上，国产品牌仅有 良信在近两年凭借公司高端品牌的定位和领先国内同行的产品技术实力，在数据中心配电市场取得 突破，已获得中移动等标杆客户的项目案例，但是我们估算份额仍不到 5%，有较大持续成长空间。近几年数据中心配电系统的一个重要技术趋势是：在大型/超大型数据中心中，中压 ATSE 自动投切 的应用渗透加速。核心原因在于，大型数据中心传统的低压电源切换系统中，400V 柴油发电机组有 输电线径大、线损大、桥架多、难于敷设和造价高等缺点；随着中压自动投切技术在联锁安全性、 自动转换可靠性等方面的完善，其应用逐步得到推广。10kV 中压自动转换方案与传统的低压 400V 电源方案相比，元器件的成本差距不大，但是备用油机、电缆等方面的造价有一定的降低。目前在 中压电源自动切换方面，能够提供整体式 ATSE 方案的仍然以施耐德、ABB 等外资龙头企业为主； 国产品牌的方案主要以断路器 继保的组合式方案为主，由于联锁可靠性一般、控制逻辑复杂，较少 在大型/超大型数据中心中被用户采用。在未来 5 年内，我们预计以良信电器为代表的国产高端品牌，有望在数据中心配电市场的份额从目 前的不足 5%增长至 20%左右。主要原因在于随着国产品牌在技术端的不断提升，已经逐步具备了 提供数据中心整体解决方案的能力，并且各配电环节的主要产品例如交流框架断路器、直流塑壳断 路器、市电/油机切换 ATSE 等均已达到了与外资类似的性能水平。从目前数据中心配电系统招标情况来看，用户对框架/塑壳断路器的极限/运行短路分断能力、短时耐 受电流、机械寿命、恶劣环境耐受度、电子脱扣器的测量/控制功能和双电源开关的使用等级、转换 时间均较为关注，需要元器件厂商在标书中专门进行应答。此外，由于数据中心运维的工作量较大，用户往往倾向于在整个低压配电系统中使用一家供应商的产品，以便于系统进行选择性保护匹配和 后期维护，因此，提供整套解决方案的能力也是至关重要。目前良信电器作为国产品牌中率先突破数据中心市场的国产品牌，已经能够提供从市电引入侧低压 的首端配电、交流屏/直流屏中间层级配电到末端列头柜配电的全套解决方案，产品具备较强的竞争 力：在首端配电层级: 公司针对数据中心多路冗余供电的需求，推出了 NDQ5W 产品，能够对三路框架 断路器的分合闸操作进行自动控制，打破了施耐德和 ABB 等外资在这一领域的垄断地位；此外，推 出的 NDQ3H 产品可以实现市电与油机的快速切换，保障数据中心的供电安全。在中间配电层级：数据中心直流配电的占比明显提升，在 HVDC开关柜、直流列头柜等位置均需要 使用直流低压配电产品。与交流配电系统相比，直流配电对断路器的灭弧能力提出了更高的要求， 需要对断路器内部机械结构设计、触头加工工艺等进行优化。公司的 NDM3Z 直流塑壳断路器针对 性的在触头设计、点焊工艺等方面进行了升级，产品可靠性已经在中移动哈尔滨数据中心等多个项 目中得到验证。出于对供电系统安全性和可靠性的高要求，数据中心对低压电器产品性能的重视度是远高于对价格 的考量，因此目前数据中心配电市场仍被外资主导。但是我们认为随着良信电器等国产品牌在技术 上的持续追赶，产品主要性能指标已经与外资在同一水平，国产品牌的成本优势即将等到体现。从 目前竞争格局来看，国产高端品牌已经突破中移动等运营商客户，随着标杆项目案例的积累，在 BAT 等互联网头部客户中的突破在即，预计在未来两三年份额将明显提升，值得关注。五、 钢厂转型专题（略）充足的土地资源和电力资源供给是一个互联网数据中心得以成功运营的前提，而这两个资源又是不 少钢厂具备的。因此，有不少钢铁厂在供给侧改革的背景下，开始跨界进入互联网数据中心运营服 务市场。截止到 2019 年底，真正涉足 IDC 产业的钢铁企业主要有杭钢股份和沙钢股份，另外马钢 股份间接参与了 IDC 业务。5.1 杭钢股份：收购控股股东云计算公司，正式进军 IDC 产业5.2 沙钢股份：间接控股 GS，逐步转型“特钢 数据中心”双主业5.3 马钢股份：参股公司计划进入 IDC 产业六、 互联网数据中心 Reits 专题（略）6.1 REITs 价值多样，助 IDC 由“重”转“轻”从国际经验看，REITs 对 IDC 企业发展具有多方面价值：1）若 IDC 项目打包REITs 出表，可盘活存量资产，增厚运营收入，改善财务报表IDC 属于典型的重资产行业，企业业务增长主要依赖机柜资源扩充，由于同时涉及地上物业、电力、 制冷、安防等投入，单位机柜造价成本较高（国内大约 12-15万元），形成大量资产沉淀。通过将 IDC 项目打包 REITs 出表，可盘活存量资产、提高周转效率，实现轻资产运营与业务扩张。其次，IDC 企业在出售资产后有望以代运营方式重新参与项目，继而增厚公司运营收入。第三，部分负债较高 项目出表，亦有助于改善 IDC 企业财务报表，降低其融资成本。第四，REITs 亦有助于提高资产流 动性、吸引市场资金涌入，一定程度上推动 IDC 企业资产价值重估。2）若 IDC 企业转为公司型REITs，可享受税收优惠，提振公司估值，提升融资能力为避免投资者到手现金被双重征税，国外普遍对 REITs 实施税收优惠，转型公司型 REITs 后所得税 可获部分减免；其次，税收优惠叠加 REITs 强制高分红、现金流持续稳定的特点，使得公司兼具高 收益、低风险优势，对资本市场尤其长线资金具有较强吸引力，对公司估值形成提振；第三，资本 市场认可下股权增发更加便捷，带动杠杆水平逐步改善，叠加稳定现金流形成良好背书，公司整体 融资能力显著提升，支撑业务快速扩张、市占率不断提升。6.2 国内 REITs 开启，行业龙头率先受益尽管应用受限，REITs 仍有望成为 IDC 企业重要助力。目前国内 IDC 企业尚不能直接转为公司型 REITs，亦无税收优惠，对企业与投资者的吸引力较海外市场有所降低，但考虑国内 IDC 行业尚处 快速发展阶段，企业融资与扩规模需求大，而 REITs 在盘活存量资产、提升周转效率、推动资产价 值重估、增厚运营收入、改善财务报表等方面具有重要价值，未来仍有望成为 IDC企业重要助力。七、 投资建议 ‍（详见报告原文）我们建议需要关注目前关注度相对较低的几个细分板块，主要有：1、具备国产替代机会的配电设备板块目前，国外品牌是互联网数据中心配电设备市场的主要玩家；未来，随着国产替代进程的推进，民族品牌的占有率有望提升，例如良信电器。2、具备转型 IDC 运营服务的钢铁企业随着传统行业供给侧改革的完成，不少核心城市或者重点区域的钢铁企业都完成了老旧产能的替换 与搬迁，腾挪出不少可用于互联网数据中心建设的土地资源和电力资源，例如：首钢集团、重庆钢 铁和韶钢松山等。3、锚定大客户需求的国内 IDC 运营服务供应商目前来看，国内的 IDC 运营服务的需求将由以阿里巴巴、腾讯公司为主的头部互联网公司来主导。 这些公司将会大量采购由第三方 IDC运营服务商提供的 IDC运营服务。行业调研情况显示，出于管 理效率的考虑，这些公司在选择供应商时，会控制供应商数量规模，总体规模会控制在 3-5 家。只 有行业头部的公司，才有可能成为头部互联网公司的供应商。4、锚定海外云计算服务需求的光模块制造商目前来看，100G和 400G等高速率数通光模块的需求还是来自于以亚马逊、谷歌为主的海外头部互 联网公司。从趋势来看，100G光模块的出货量在未来 3年将保持稳定，400G光模块的出货量将在 2020 年开启增长通道。例如：中际旭创和天孚通信。……（报告观点属于原作者，仅供参考。作者：平安证券）如需完整报告请登录【未来智库】。立即登录请点击下方“了解更多”