20220426-长江证券-通信设备行业：“东数西算”对数据中心产业链影响几何？.pdf

行业研究丨深度报告丨通信设备 Table_Title“东数西算”对数据中心产业链影响几何？请阅读最后评级说明和重要声明 2/22 丨证券研究报告丨 报告要点 Table_Summary“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。分析师及联系人 Table_Author 于海宁 黄天佑 祖圣腾 SAC：S0490517110002 李烨 dWfX9XPBrRnO8O8Q7NtRqQtRmOlOnNzQlOsQsM6MmNsNuOtPyRuOpPoR 请阅读最后评级说明和重要声明 丨证券研究报告丨 更多研报请访问 长江研究小程序 通信设备 cjzqdt11111 Table_Title2“东数西算”对数据中心产业链影响几何？行业研究丨深度报告 Table_Rank 投资评级 看好丨维持 Table_Summary2“东数西算”工程：规划逐步清晰，经济效益显著 各省市陆续公布建设规划，根据我们梳理，目前张家口张家口、韶关、重庆、天府韶关、重庆、天府、贵安、贵安、庆阳庆阳、中、中卫、卫、和林格尔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。据发改委统计今年以来今年以来 10 个国家数据中心集群中个国家数据中心集群中新开工项目新开工项目 25 个，数据中心规模达个，数据中心规模达 54 万标准机架，万标准机架，带动各方面投资超过带动各方面投资超过 1900 亿元，亿元，其中其中西部地区投资比去年同期增长西部地区投资比去年同期增长 6 倍倍。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。运营商作为工程主要参与者，投入重视度持续提升。根据我们分析，中西部地区土地和电力成本优势显著，1000 个机柜的机房在核心一线对比个机柜的机房在核心一线对比中中西部枢纽地区土地成本相差在西部枢纽地区土地成本相差在 300 万元以万元以内；电费成本在内；电费成本在 1000 万元万元/年年以内以内，算力西迁的经济性较为明显算力西迁的经济性较为明显。“东数西算”对产业链影响几何？温控设备：实现低碳核心，存量温控设备：实现低碳核心，存量+增量双轮驱动增量双轮驱动 降低温控设备的能耗是降低降低温控设备的能耗是降低数据中心数据中心 PUE 的重要举措的重要举措。国内大量存量数据中心 PUE 不达标，各地方政府陆续推动存量机房改造，存量改造需求巨大。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。我们测算我们测算国内存量老旧机房改国内存量老旧机房改造空间在造空间在 137-274 亿元亿元。改造路径包括制冷站整体翻新改造以及液冷方案的采用。光通信：国内数据中心云化加速，光通信：国内数据中心云化加速，DCI 市场潜力大市场潜力大 东数西算政策要求下中西部数据中心上架率有望大幅提升，并承接更多云计算、AI 训练等应用，传统数据中心有望加快云化升级传统数据中心有望加快云化升级，催生增量数通光模块需求。根据“光摩尔定律”，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，东数西算东数西算的的绿色化绿色化&集约化需求，集约化需求，或加速国内光模块或加速国内光模块迭代迭代升级升级。此外，高网络时延的主要由于数据传输中跳接较多路由节点，伴随低时延要求业务逐步普及，DCI 网络新建及骨干网扩容值得期待网络新建及骨干网扩容值得期待，有望带动有望带动 DCI 设备、设备、ZR光光模块及光纤光缆投资模块及光纤光缆投资。400G ZR 模块需求爆发，到 2025 年市场空间或达 20 亿美金，我们测算各大数据中心集群和国家级骨干直联点的光纤光缆互联需求或带来各大数据中心集群和国家级骨干直联点的光纤光缆互联需求或带来 180 亿元增量市场亿元增量市场。服务器服务器&网络设备：液冷技术普及，性能升级或加速网络设备：液冷技术普及，性能升级或加速 PUE 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及 PUE 要求，液冷服务器有望迎来规模发展液冷服务器有望迎来规模发展。数据流量增长和低功耗要求下，交换机、路由器等设备规交换机、路由器等设备规格或格或加速升级加速升级。IDC 预测 2021-2025 年数据中心的高增长将主要来自 400G 和 800G 端口。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。我们建议关注光模块、ICT 设备、温控设备商等细分行业龙头，重点推荐光器件平台型公司天孚通信、天孚通信、数通光模块厂商中际旭创、新中际旭创、新易盛易盛；ICT 设备厂商紫光股份紫光股份；建议关注温控设备商英维克英维克。风险提示 1、数据中心建设进度不及预期；2、下游应用需求低于预期。市场表现对比图市场表现对比图(近近 12 个月个月)资料来源：Wind 相关研究相关研究 “东数西算”：IDC 行业的供给侧改革 2022-03-31 “东数西算”工程全面启动，优化全国算力资源布局2022-02-20 通信行业 2021Q4 基金持仓分析：环比延续提升，配置性价比高2022-02-18 -25%-10%5%20%2021-42021-82021-122022-4通信设备沪深300指数2022-04-26 请阅读最后评级说明和重要声明 4/22 行业研究|深度报告 目录“东数西算”：规划逐步清晰，经济效益显著.6 各省市陆续公布建设规划，运营商或为投入方.6 算力西迁的经济性分析：土地和电力成本优势明显.7“东数西算”对产业链影响几何？.9 温控设备：实现低碳核心，存量+增量双轮驱动.10 光通信：国内数据中心云化加速，DCI 市场潜力大.14 服务器&网络设备：液冷技术普及，性能升级或加速.20 投资建议.21 图表目录 图 1：三大运营商 IDC 机架体量（万架）.7 图 2：中国电信资本开支结构.7 图 3：中国电信数据中心机架有 82%在东数西算八大枢纽节点内.7 图 4：中国联通“5+4+31+X”数据中心布局紧扣东数西算规划.7 图 5：宝信软件 Capex 拆分（宝之云三期）.8 图 6：数据中心 TCO 拆分（95%上架率）.8 图 7：近 2 年一线核心城市和西部算力枢纽地区工业用地成交楼面均价对比(元/).8 图 8：2022 年 1 月各地一般工商业电度用电价格（元/Kwh，采用大工业 1-10KV 电压等级分时电度用电价格加权平均电价）.8 图 9：东数西算产业链受益逻辑图.9 图 10：PUE 计算公式.10 图 11：数据中心能耗构成（%）.11 图 12：不同 PUE 数据中心能耗分布（%）.11 图 13：全国各地数据中心平均 PUE.12 图 14：2012-2019 年中国企业数据中心平均 PUE 情况.12 图 15：数据中心不同冷却技术的三个 PUE 场景.12 图 16：2016-2019 年中国数据中心机房空调细分市场结构（按冷源）.13 图 17：制冷设备的演进方向.13 图 18：2018 年中国机房温控市场份额.13 图 19：2020 年各家上市公司收入情况（亿元）.14 图 20：各家上市公司毛利率情况对比（%）.14 图 21：数据中心内部网络架构由传统三层变为脊叶大二层实现云化升级.14 图 22：国内各地区数据中心上架率一览：中西部地区上架率较低.14 图 23：光模块（40G100G400G）平均每 4 年演进一代，每 bit 成本下降一半.15 图 24：光模块平均每演进一代每 bit 功耗大约下降一半.15 图 25：典型业务场景网络拓扑图及时延分析.16 图 26：云服务商 DCI 网络的发展历程.16 图 27：全球 DCI 市场规模.17 请阅读最后评级说明和重要声明 5/22 行业研究|深度报告 图 28：数通 DCI 结构（传统 OTN 系统架构）.17 图 29：数通 DCI 结构（采用 ZR 模块直连）.17 图 30：DCI 互联架构由 OTN 系统和 DCI 盒子向可插拔模块演进.17 图 31：新飞通测算 400G ZR 直连模块可以节省用户 75%的 DCI 投资.17 图 32：新飞通预测 400G+组件及模块出货量（千只）.18 图 33：新飞通预测 400G+组件及模块市场 TAM（十亿美元）.18 图 34：21Q4 相干模块出货量.18 图 35：单机柜功率密度快速增加带来散热技术持续升级.20 图 36：浸没式液冷技术原理图.20 图 37：国内液冷数据中心行业市场规模统计情况及预测.20 图 38：国内外液冷技术发展历程.20 表 1：东数西算各个枢纽集群政策指引情况.6 表 2：不同省市 1000 个机柜的数据中心电费测算.9 表 3：“东数西算”政策枢纽、节点上架率及 PUE 政策要求.10 表 4：各地出台存量数据中心改造相关政策.11 表 5：数据中心液冷与风冷的比较分析.13 表 6：不同类型的业务对时延的需求.15 表 7：数据中心集群和国家级骨干直联点的互联光纤光缆需求测算.19 请阅读最后评级说明和重要声明 6/22 行业研究|深度报告“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“东数西算”工程于于 2022 年年 2 月正式月正式启动启动，有望有望引导资金向枢纽节点投资，直接拉动引导资金向枢纽节点投资，直接拉动数据中心投资建设数据中心投资建设。根据我们梳理，目前张家口张家口、韶关、重庆、天府韶关、重庆、天府、贵安、贵安、庆阳庆阳、中、中卫、卫、和林格尔和林格尔等集群或所在地区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 1350 亿亿次浮点运算，约为 2700 万台个人计算机的算力，带动各方面投资超过带动各方面投资超过 1900 亿元亿元。其中，西部地区投资比去年同期增长西部地区投资比去年同期增长 6 倍倍，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预计“十四五”期间，大数据中心投资还将以每年超过以每年超过 20%的速度增长，累计带动各方面投资将超过的速度增长，累计带动各方面投资将超过 3 万亿元。万亿元。表 1：东数西算各个枢纽集群政策指引情况 枢纽枢纽 集群集群 政策要求政策要求 政策指引政策指引 京津冀枢纽 张家口集群 数据中心平均上架率不低于 65%。数据中心电能利用效率指标控制在 1.25 以内 到到 2025 年大数据服务器规模达到年大数据服务器规模达到 500 万台，万台，具备千万台级承载能力数据中心绿色能源消纳比例上升至 90%以上；建成国际知名的绿色大数据集聚区，大数据及关联产大数据及关联产业投资规模突破业投资规模突破 2000 亿元。亿元。长三角枢纽 芜湖集群 在建设步骤上，长三角数字干线将以两年为一个建设周期，目标到 2027 年产业规模达到 1 万亿级。长三角生态绿色一体化发展示范区集群 粤港澳枢纽 韶关集群 韶关数据中心集群提升网络级别至国家级骨干网络枢纽节点，引导全省大型、超大型（3000 架以上）数据中心集聚。到到 2025 年，韶关数据中心集群将建成年，韶关数据中心集群将建成 50 万架标准万架标准机架、机架、500 万台服务器规模，投资超万台服务器规模，投资超 500 亿元亿元（不含服务器及软件）。成渝枢纽 重庆集群 依托西部（重庆）数据中心集群，建设全国一体化算力网络国家枢纽节点，到到 2025年，全市标准机架规模达年，全市标准机架规模达 50 万。万。天府集群“十四五”时期，四川全省数据中心机柜数建设将达到“十四五”时期，四川全省数据中心机柜数建设将达到 120 万架，万架，为数字政府、数字经济和数字社会发展提供有力的数字底座。贵州枢纽 贵安集群 数据中心平均上架率不低于 65%。数据中心电能利用效率指标控制在 1.2 以内 计划到 2025 年，贵安新区建成 12 个超大型数据中心，承载服务器数达承载服务器数达 400 万台，万台，数据中心固定资产投资超数据中心固定资产投资超 400 亿元，亿元，奋力打造成为全国最大的高安全、绿色化、集约化数据中心基地。甘肃枢纽 庆阳集群 全省要突出招商选资，积极与大数据、云计算等头部企业洽谈对接；谋划拟开工实施重大项目 8 个，总投资总投资 37.67 亿元。未来要新增数据中心标准机架亿元。未来要新增数据中心标准机架 40 万个，万个，引进培育数据信息骨干企业 50 家，建设千亿级数据信息产业链。宁夏枢纽 中卫集群 提出“十四五”期间枢纽节点规模达节点规模达 72 万个机柜。万个机柜。内蒙古枢纽 和林格尔集群 数字呼和浩特建设预计 2023 年数据中心装机能力达到年数据中心装机能力达到 150 万台，万台，2025 年达到年达到 200万台。万台。2023 年超级算力达到 140PFlops，2025 年达到 200PFlops。资料来源：数坝张北公众号，解放日报，政协韶关市委员会官网，重庆市人民政府官网，贵州省人民政府，庆阳市人民政府官网，IDC 圈，艾笛网，长江证券研究所 运营商对运营商对东数西算东数西算的投入重视度持续提升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：中国移动中国移动规划 2022 年算力网络资本开支 480 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；中国电信中国电信 2020 年至2022 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 2022 年计划 IDC 投入 65 亿元（增加 4.5 万机架），算力投入 140 亿元（增加 16 万云服务器），2022 年算力规模达 3.8 EFLOPS，同比增长超 80%。中国联通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。请阅读最后评级说明和重要声明 7/22 行业研究|深度报告 图 1：三大运营商 IDC 机架体量（万架）图 2：中国电信资本开支结构 资料来源：公司官网，长江证券研究所 资料来源：公司官网，长江证券研究所 图 3：中国电信数据中心机架有 82%在东数西算八大枢纽节点内 图 4：中国联通“5+4+31+X”数据中心布局紧扣东数西算规划 资料来源：公司官网，长江证券研究所 资料来源：公司官网，长江证券研究所 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：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：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）运营成本运营成本（Opex）：根据 CDCC 的数据，电费占数据中心电费占数据中心 TCO 的的 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。32.336.423.44227.736473140.751.5450102030405060中国电信中国联通中国移动2018201920202021E2022E11.6%14.0%15.6%19.9%30.0%0%20%40%60%80%100%20182019202020212022E4G无线网络5G无线网络宽带及互联网信息化应用研发/产业数字化IT支撑系统/运营系统基础设施建设及其他 请阅读最后评级说明和重要声明 8/22 行业研究|深度报告 图 5：宝信软件 Capex 拆分（宝之云三期）图 6：数据中心 TCO 拆分（95%上架率）资料来源：公司公告，长江证券研究所 资料来源：CDCC，长江证券研究所 对比来看，中西部地区土地和电力成本优势显著对比来看，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）。图 7：近 2 年一线核心城市和西部算力枢纽地区工业用地成交楼面均价对比(元/)图 8：2022 年 1 月各地一般工商业电度用电价格（元/Kwh，采用大工业 1-10KV 电压等级分时电度用电价格加权平均电价）资料来源：Wind，长江证券研究所 资料来源：发改委，长江证券研究所 土地成本测算土地成本测算：一个机柜占地面积大约 3.5-5.5 平米，假设为 4 平米，1000 个机柜对应土地面积约 4000 平米，我们测算我们测算 1000 个机柜的机房在核心一线对比西部枢纽地区土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地成本相差在 300 万元以内万元以内。电费成本测算：电费成本测算：假定北京市数据中心 A，可容纳约 1000 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 2021 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：1000*4kW*70%*1.41=3948kW。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 2479 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。对比对比可以看到可以看到 1000 个机柜的机房在核个机柜的机房在核心一线对比心一线对比中中西部枢纽地区一年电费成本西部枢纽地区一年电费成本差距差距在在 1000 万元万元/年年以内以内。15.64%42.33%16.82%2.99%4.06%1.89%1.19%3.86%1.28%5.18%4.76%土建装修供配电系统冷源空调暖通系统设备购置安装费用（机柜）消防及给排水系统弱电系统发电机供油系统公用工程安装措施费及零星工程费工程建设其他费用预备费电费,60.46%资金成本,12.12%管理成本,1.61%土地摊分,0.19%IDC机楼折旧,1.22%办公及配套建筑折旧,0.06%机电折旧（基础设施）,16.90%变电站折旧,1.76%建筑维保,1.03%基础设施出保后维护,1.69%机柜运维成本（含人工）,1.27%基础设施设备更新,1.69%89867975340147824611619123301002003004005006007008009001000北京市上海市深圳市广州市呼和浩特市（内蒙古枢纽）兰州市（甘肃枢纽）成都市（成渝枢纽）银川市（宁夏枢纽）贵阳市（贵州枢纽）0.650.760.560.450.500.660.430.570.4900.10.20.30.40.50.60.70.8北京上海广东蒙西蒙东四川宁夏贵州甘肃 请阅读最后评级说明和重要声明 9/22 行业研究|深度报告 表 2：不同省市 1000 个机柜的数据中心电费测算 地区地区 高峰（元高峰（元/千瓦时）千瓦时）平时平时（元（元/千千瓦时）瓦时）低谷低谷（元（元/千千瓦时）瓦时）加权平均电加权平均电价（元价（元/千瓦千瓦时）时）4 4kw 机柜机柜数量（台）数量（台）70%负载率下负载率下IT 负载功率负载功率（kw）预估预估PUE 水水平平 数据中数据中心功耗心功耗（kw）容（需）用容（需）用电价格（元电价格（元/kw*月）月）数据中心数据中心电费（万电费（万元）元）北京北京 0.86 0.65 0.45 0.65 1000 2800 1.41 3948 48 2479 上海上海 1.16 0.77 0.34 0.76 1000 2800 1.42 3976 42 2836 广东广东 0.91 0.55 0.23 0.56 1000 2800 1.58 4424 32 2353 蒙西蒙西 0.57 0.42 0.36 0.45 1000 2800 1.43 4004 28 1713 蒙东蒙东 0.74 0.50 0.26 0.50 1000 2800 1.43 4004 28 1902 四川四川 1.03 0.66 0.28 0.66 1000 2800 1.59 4452 33 2737 宁夏宁夏 0.63 0.43 0.22 0.43 1000 2800 1.40 3920 30 1606 贵州贵州 0.84 0.57 0.30 0.57 1000 2800 1.40 3920 32 2108 甘肃甘肃 0.66 0.49 0.32 0.49 1000 2800 1.51 4228 29 1959 资料来源：发改委，CDCC，长江证券研究所“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“东数西算”将会直接拉动数据中心 ICT 设备及配套机电设备及配套机电设备的需求弹性设备的需求弹性。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。图 9：东数西算产业链受益逻辑图 资料来源：长江证券研究所 请阅读最后评级说明和重要声明 10/22 行业研究|深度报告 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是数据中心消耗的所有能源与 IT 负载消耗的能源的比值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。图 10：PUE 计算公式 资料来源：长江证券研究所 表 3：“东数西算”政策枢纽、节点上架率及 PUE 政策要求 八大算力枢纽八大算力枢纽 十大集群十大集群 起步区起步区 上架率要求上架率要求 PUE 要求要求 京津冀 张家口 张家口怀来县、张北县、宣化区 65%1.25 长三角 芜湖 芜湖鸠江区、戈江区、无为市 长三角生态绿色一体化发展示范区 上海青浦区、苏州吴江区、嘉兴嘉善县 粤港澳大湾区 韶关 韶关高新区 成渝地区 重庆 两江新区水土新城、西部科学城璧山片区、重庆经开区 天府 成都双流区、郫都区、简阳市 内蒙古 和林格尔 和林格尔新区、集宁大数据产业园 1.2 贵州 贵安 贵安新区电子信息产业园 甘肃 庆阳 庆阳西峰数据信息产业集聚区 宁夏 中卫 中卫工业园西部云基地 资料来源：国家发改委，长江证券研究所 降低降低温控设备温控设备的能耗是降低数据中心的能耗是降低数据中心 PUE 的重要举措的重要举措。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，当当温控设备温控设备对应的能耗占对应的能耗占比比从从 38%降至降至 17.5%，对应的，对应的 PUE 从从 1.92 降至降至 1.3。请阅读最后评级说明和重要声明 11/22 行业研究|深度报告 图 11：数据中心能耗构成（%）图 12：不同 PUE 数据中心能耗分布（%）资料来源：中国数据中心节能技术委员会，前瞻产业研究院，长江证券研究所 资料来源：中数智慧信息技术研究院，前瞻产业研究院，长江证券研究所 国内国内大量大量存量数据中心存量数据中心 PUE 不达标不达标，存量改造需求，存量改造需求巨大。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 超过超过 1.5 的数据中心的数据中心需需进行改造升级进行改造升级。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，2021 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。而低低 PUE 政策政策要求要求对对温控温控设备的效率提出了更高的要求设备的效率提出了更高的要求，有望推动温控有望推动温控设备的高端化设备的高端化及技术升级及技术升级。据 CDCC 数据，截至 2021 年 10 月，我国数据中心机架总数达 415 万架，假设其中假设其中 30%的机柜的机柜需进行降碳改造需进行降碳改造，平均单机柜整改平均单机柜整改1-2 万元成本支出，预计万元成本支出，预计国内存量机房改造空间在国内存量机房改造空间在 137-274 亿元亿元。表 4：各地出台存量数据中心改造相关政策 省省/市市 时间时间 规划规划 福建 2022.03 福建省发展和改革委员会：加快建设绿色数据中心，逐步对对 PUE 超过超过 1.5 的数据中心进行节能降碳改造的数据中心进行节能降碳改造。河北 2021.12 关于破解瓶颈制约助推数字经济健康发展的若干政策：到到 2025 年，年，PUE 1.3 以上的大型和超大型存量数据以上的大型和超大型存量数据中心依中心依法依规全部腾退关停法依规全部腾退关停。山西 2021.11 关于推进数据中心高质量发展的实施意见：到 2021 年，新建大型及以上数据中心 PUE 降低到降低到 1.35 以下以下；到 2025 年，全省在用在建数据中心机架规模达到 50 万架以上，大型及以上数据中心 PUE 降低到降低到 1.3 以下以下。云南 2021.08 云南省大数据中心发展专项规划（2021-2025）（征求意见稿）：整合提升存量数据中心整合提升存量数据中心，分类分批推动存量“老旧小散”中小型数据中心改造升级。江苏 2021.12 江苏省新型数据中心统筹发展实施意见：改造升级效益不改造升级效益不显著、设备设施落后的“老旧”数据中心显著、设备设施落后的“老旧”数据中心。迁移整合分布零散、能耗较高的“小散”数据中心。浙江 2022.01 合理布局数据中心，辐射带动小散旧存量数据中心淘汰改造；加快传统数据中心节能降碳改造辐射带动小散旧存量数据中心淘汰改造；加快传统数据中心节能降碳改造。湖南 2021.07 “老旧”数据中心加快应用高密度、高效率的加快应用高密度、高效率的 IT 设备和基础设施系统设备和基础设施系统,“小散”数据中心加速迁移、整合“小散”数据中心加速迁移、整合，提高“老旧小散”数据中心能源利用效率和算力供给能力，更好满足当地边缘计算应用需求。江西 2021.10 江西省十四五信息通信行业发展规划：实施“老旧小散”数据中心改造工程实施“老旧小散”数据中心改造工程，新建数据中心设计电能使用效率值（PUE）严格控制在 1.3 以下。陕西 2019.02 关于加强绿色数据中心建设的指导意见：建立绿色运维管理体系，加快现有数据中心节能挖潜与技术改造加快现有数据中心节能挖潜与技术改造，提高资源能源利用效率。资料来源：各地政府网站，长江证券研究所 40%5%10%50%35%15%45%空调系统照明系统电源系统服务器存储设备网络通信设备52%67%77%38%26%17.5%2%1%1%7%5%4%PUE=1.92PUE=1.5PUE=1.3IT设备温控系统配电电源照明 请阅读最后评级说明和重要声明 12/22 行业研究|深度报告 图 13：全国各地数据中心平均 PUE 图 14：2012-2019 年中国企业数据中心平均 PUE 情况 资料来源：CDCC，长江证券研究所 资料来源：Wind，长江证券研究所 从改造升级技术路径来看，老旧数据中心节能改造途径，老旧数据中心节能改造途径，可通过制冷站整体翻新改造，可通过制冷站整体翻新改造，来降低来降低 PUE，而新建数据中心可通过选用液冷技术实现，而新建数据中心可通过选用液冷技术实现 PUE 大幅降低大幅降低。图 15：数据中心不同冷却技术的三个 PUE 场景 资料来源：长江证券研究所 液冷方案液冷方案制冷能效更高，制冷能效更高，是未来是未来温控方案温控方案发展发展趋势趋势。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 3000 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，2016 年至 2019 年，风冷型机房占有率逐年下滑，液冷机房占有率逐年上升。1.431.411.421.581.591.511.501.491.31.351.41.451.51.551.61.65东北华北华东华南华中西北西南全国各地数据中心平均PUE平均值3.7%8.1%12.9%23.4%29.5%39.1%38.3%37.2%46.0%34.6%25.2%2.0%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2012201520191.51.5-1.81.8-2.02.0新建数据中心（PUE1.2）（服务器送冷）选用液冷技术3老旧数据中心（PUE1.8）（冷源改造后）旧主机保留更新水泵和水塔老旧数据中心（PUE1.8）（封闭冷通道）制冷站整体翻新改造超高效制冷站+冬季自由冷新建数据中心（PUE1.4）（封闭冷通道）12适合夏热冬冷及以北地区气液双通道气液双通道浸没式液冷 对于多数IDC数据中心风冷模式仍是主流，制冷能效很关键 请阅读最后评级说明和重要声明 13/22 行业研究|深度报告 图 16：2016-2019 年中国数据中心机房空调细分市场结构（按冷源）图 17：制冷设备的演进方向 资料来源：CCID，前瞻产业研究院，长江证券研究所 资料来源：CCID中国液冷数据中心发展白皮书，长江证券研究所 表 5：数据中心液冷与风冷的比较分析 优势优势 指标指标 风冷风冷 冷板式冷板式 浸没式浸没式 节能 PUE 1.6 1.3 以下 1.2 以下 数据中心总能耗单节点均摊 1 0.67 0.58 成本低 数据中心总成本单节点均摊（量产后）1 0.96 0.74 节地 功率密度（KW/机柜）10 40 200 主机房占地面积比例 1 1/4 1/20 CPU 可靠 核温（）85 65 65 机房环境 温度、湿度、洁净度、腐蚀性气体（硫化物、盐雾）要求高 要求高 要求低 资料来源：绿色数据中心白皮书（2019），长江证券研究所 国内厂商优势显著。国内厂商优势显著。据 ICT research 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 18：2018 年中国机房温控市场份额 资料来源：ICTresearch，佳力图公司招股书，长江证券研究所 67.1%64.9%62.7%59.4%24.5%27.1%30.3%33.4%8.4%7.9%7.0%7.2%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2016201720182019风冷冷冻水其他29.51%11.19%9.19%9.01%9.19%8.91%6.29%6.01%2.40%8.30%维谛佳力图艾特网能华为依米康英维克施耐德世图兹阿尔西其他 请阅读最后评级说明和重要声明 14/22 行业研究|深度报告 图 19：2020 年各家上市公司收入情况（亿元）图 20：各家上市公司毛利率情况对比（%）资料来源：Wind，长江证券研究所 资料来源：Wind，长江证券研究所 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光模块数量大约为机柜数量的 8-9 倍倍，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光模块数量或达到机柜数量的 40 多倍多倍。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。图 21：数据中心内部网络架构由传统三层变为脊叶大二层实现云化升级 图 22：国内各地区数据中心上架率一览：中西部地区上架率较低 资料来源：AAOI，长江证券研究所 资料来源：CDCC，长江证券研究所 东数西算提出绿色化东数西算提出绿色化&集约化数据中心建设需求，或加速国内集约化数据中心建设需求，或加速国内数通数通光模块升级光模块升级：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，每光模块平均每演进一代，每 bit 成本成本下降一半，每下降一半，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”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400G 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。02468101214161820162017201820192020佳力图英维克依米康01020304050602017Q12017Q22017Q32017Q42018Q12018Q22018Q32018Q42019Q12019Q22019Q32019Q42020Q12020Q22020Q32020Q4佳力图英维克依米康36.3%65.9%67.6%66.7%39.3%33.9%40.8%50.1%0%10%20%30%40%50%60%70%80%东北华北华东华南华中西北西南上架率平均上架率 请阅读最后评级说明和重要声明 15/22 行业研究|深度报告 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 100G 代际，较海外规模应用 200G/400G 仍有较大提升空间。图 23：光模块（40G100G400G）平均每 4 年演进一代，每 bit成本下降一半 图 24：光模块平均每演进一代每 bit 功耗大约下降一半 资料来源：c114 网，硅光集成与数据中心应用线上研讨会，长江证券研究所 资料来源：c114 网，硅光集成与数据中心应用线上研讨会，长江证券研究所 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 50-200ms，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