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華為數字能源産業鍊重點公司盤點

生活 更新时间:2024-06-29 12:30:58

(報告出品方/作者:國金證券,羅露)

一、華為入局數據中心能源,高算效、低 PUE 成為 IDC 行業大勢

作為 5G、AI、雲計算等 ICT 技術的載體,數據中心是數字經濟最為重要的新 型基礎設施之一。在全球數據激增和“碳達峰、碳中和”的背景下,數據中心 領域迎來技術和商業更疊期。當前,ICT 技術不斷融入數據中心基礎設施和集 成系統設計,高算效、低 PUE 成為 IDC 行業核心趨勢。 數據中心的本質是将電力轉換成算力,高效的将電力轉化為算力要求 IT 設備提 高算效;另一方面,高功率密度疊加低 PUE 标準,也将進一步提升對數據中 心散熱、制冷系統的要求。我們測算,數據中心基礎設施建設市場規模到 2025 年達到 3105 億美元,到 2030 年達到 4036 億美元市場規模。其中服務器、存 儲、制冷系統、配電系統十年的 CAGR 分别是 6%、6%、20%、12%。

數據中心基礎設施前期建設支出主要有物理基礎設施和 IT 設備采購兩部分。其 中物理設施主要由配電系統、制冷系統和其他(安裝、人工費用等),根據施耐 德投資成本計算器測算,以建設 2000kw、單機櫃功率密度 8kw、以風冷散熱 為主的(N 1)冗餘數據中心為例,每千瓦建設成本約為 4600 美元,配電、 制冷和建築占比分别為 47%、20%和 33%;我們認為,硬件設備的市場需求主 要來自于新建數據中心和存量數據中心替換,共帶來 14544MW 新增 IT 負載需 求,對應物理基礎設施市場空間 669 億美元。 未來,機架功率密度升高疊加硬件設備支出比重上升,制冷系統和配電系統市 場空間分别從 2020 年的 134、314 億美元,上升至 2030 年的 787、688 億美 元,CAGR 分别為 20%和 12%。

1.1 數據中心是數字經濟底座,中國 IDC 市場增速遠超全球

以雲計算、物聯網、大數據、5G、人工智能為代表的數字産業步入快車道,數 字經濟發展勢頭強勁。據信通院,中國數字經濟規模由 2005 年的 2.6 萬億擴張 到 2020 年的 39.2 萬億,占 GDP 比重也由 14.2%提升至 38.6%。 數字經濟内部,一方面包括數字産業化,即信息通信産業;另一方面是産業數 字化,即傳統行業應用數字技術所帶來的效率提升和價值創造。産業數字化占 比升高,各行業數字化轉型拉動數據中心需求升高。在數字經濟内部結構中, 産業數字化一直是主要引擎,且有不斷擴大的趨勢,占比從 2015 年的 74.3% 上升至 2020 年的 80.9%。随着數字化技術在金融、政府、醫療、制造、能源 等傳統行業加速擴散,帶來數據中心需求不斷提升。

華為數字能源産業鍊重點公司盤點(華為數字能源專題研究報告)1

全球雲計算市場增速放緩,中國公有雲市場是增長主力軍,中國 IDC 增速遠超 全球均值。根據信通院,2020 年全球雲計算市場規模 2083 億美元,同比增長 13.1%,中國公有雲市場規模 1277 億元,同比增長 93.5%,私有雲市場規模 814 億元,同比增長 26.2%。雖然中國雲計算市場規模僅占全球市場的 10%, 但受國内産業數字化轉型拉動,增速遠高于全球水平。現階段,企業在部署雲 應用的時候,已從以往的雲端、單一集中數據中心中的部署,轉向多雲協同、 混合雲架構,并在邊緣側進行相應業務的部署。

1.2 數據中心朝高密化演進,基礎設施迎來疊代升級期

為平衡效率和成本,數據中心必将向高密化發展。IT 設備持續向高算力、高功 率密度演進,CPU 和服務器功率持續提升,同時,伴随 AI 應用的需求增長, AI 算力比重進一步提升。預計到 2025 年,多樣化算力協同将成主流,主流雲 數據中心将形成 15~30kW/櫃混合部署形态。 數據中心也是算力中心,高性能計算始終是行業核心控制點。IT 層面來看,多 種新技術的應用滿足高算力負載的需求,但同時增加了 IT 基礎設施能耗。雙碳 趨勢下,單機架功率密度升高對數據中心硬件設備的制冷系統、供電系統和軟 件層高效運維管理提出了更高的要求。

高算力帶來機架高功率密度,計算存儲網絡走向一體化設計。存算一體技術經 過驗證,未來有望從實驗室走向産品化。傳統計算與存儲設備分處不同的模塊, CPU 需先對存儲硬盤上的數據進行讀取、搜索、加/解密、壓縮等操作。但 AI 等應用的興起,數據處理量不斷上升,存算分離模式帶來過多的無效能耗。

人工智能、深度學習算法持續疊代,異構計算需求日益旺盛。算力提升方法通 常有兩種,一是增加“數量”,即增加核心的數量;二是提高“質量”,即提高單核 心的運算效率,提高主頻。但受摩爾定律的影響,主頻的提高并不是無限制的, 會受到功耗的制約。 随着人工智能等新興技術對高性能計算能力需求的升高,GPU、FPGA、ASIC 等高性能加速處理器湧現。2021 年上半年加速服務器市場規模達到 23.8 億美 元,同比增長 85.1%。

其中 GPU 服務器依然占主導地位,占據 91.9%的市場 份額,IDC 預測,到 2025 年中國加速服務器市場規模将達到 108.6 億美元。 加速計算市場供應商集中度高,客戶側需求上漲顯著。2021 年上半年,從服務 器廠商銷售額角度看,浪潮、甯暢、華為位居前三,占據了 70%的市場份額; 從行業的角度看,互聯網依然是最大的采購行業,占整體加速服務器市場 60% 以上的份額,同比 2020 年有 90%以上的增長,此外金融、服務、電信、制造 和能源行業均有超過 50%的上漲。

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全閃存陣列存儲降低數據存儲設備能耗,市場規模增長顯著。全球企業外部 OEM 存儲 系統市場收入同比增長 9.7%至 69 億美元,其中戴爾占 26.8%,為頭号供應商。 按地區看,中國存儲市場規模達 23.9 億美元,同比增長 33.3%;按存儲方式看, 全閃存陣列(AFA)市場收入突破 27 億美元,同比增長 7.6%。 全閃存憑借出色的性能優勢和綠色節能逐漸成為市場剛需,其組成的存儲系統 典型功耗約 5.3W/TB,可降低約 50%能耗。

根據 IDC 發布中國外臵存儲市場 報告數據顯示,2020 年,全閃存陣列的市場占比達到 18.9%,增速 24%,高 于市場的平均增長率 17.5%;相比于全球占比達到 39.9%的市場情況來看,中 國市場仍留給全閃存陣列很大空間。 根據 IDC 預測,中國外臵存儲市場未來五年的複合增長率将達到 12.6%,2025 年規模達到 96 億美元。我們假設,2025 年全閃存市場占比 40%,預計市場規 模将達到 38.4 億美元。

數據中心是實現“雙碳”目标的重要組成部分,數據中心低能耗要求帶來基礎 設施軟硬件技術升級、産品替代機會。 根據 IDC,2020 年,國内數據中心年耗電量約為 2045 億千瓦時,占全社會用 電量的 2.7%;到 2025 年,數據中心年耗電量預計約為 3950 億千瓦時,占全 社會用電量的 4.1%。

2021 年 7 月,工業和信息化部印發了《新型數據中心發展三年行動計劃 (2021-2023 年)》(以下簡稱《計劃》),計劃到 2021 年底,全國數據中心平 均利用率提升到 55%以上,總算力超過 120 EFLOPS,新建大型及以上數據中 心 PUE 降低到 1.35 以下。到 2023 年底,全國數據中心機架規模年均增速保 持在 20%左右,平均利用率力争提升到 60%以上,總算力超過 200 EFLOPS, 高性能算力占比達到 10%。國家樞紐節點算力規模占比超過 70%。新建大型及 以上數據中心 PUE 降低到 1.3 以下,嚴寒和寒冷地區力争降低到 1.25 以下。

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經過 2010 年代大幅度效率提升後,數據中心 PUE 保持相對穩定。2018 年至 今,數據中心全球平均 PUE 保持在 1.59 左右。我們認為,雖然目前在建數據 中心要求 PUE 不超過 1.3,但許多存量數據中心舊設施改造、更換老化設備會 進一步提高數據中心能源利用率。 目前服務器市場份額結構穩定,馬太效應明顯。根據 IDC,全球服務器市場規 模将在 2021 年第二季度,達到 240 億美元,TOP5 廠商新華三、戴爾、浪潮、 聯想和 IBM 占比 55%,白牌服務器廠商占比保持在 25%左右。我們測算,上 半年全球服務器 ASP 約為 7327 美元/台,高于中國市場的 6336 美元/台。

軟件層面,數據中心構建雲、網、邊、端一體化運維平台,應用雲計算、大數 據、AI 等技術,從運維角度出發,進一步降低數據中心 PUE 值,推進數據中 心碳中和進程。(報告來源:未來智庫)

1.3 數字能源公司承載華為二次騰飛希望

2021 年 6 月 7 日,華為在原有的數字能源産品線上成立“華為數字能源公司”, 分設數據中心能源、站點能源、智能光伏、智能電動和模塊電源五大業務闆塊。 在過去産品線端,華為借助傳統 ICT 領域運營商、企業網絡管道,以銷售産品 為主,成立公司後可以更多的結合産業鍊的優勢,利用供應商、集成品牌效應 進行推廣,形成較強的行業延展性;同時,可以與更多能源公司戰略匹配,達 成合作,開發綜合能源業務,形成行業解決方案。

數據中心能源乘勢 IDC 擴張和轉型機遇,成長機會最大。華為以“模塊化”和 “智能化”為理念,從 L1 物理基礎設施入局,打造低碳綠色數據中心。華為 發揮集成優勢,實現從“部件”向“解決方案” “産品”提供商的轉變,帶 動合作夥伴共同擴大市場規模。

基于“模塊化 智能化”的理念,華為通過四大重構解決數據中心建設周期長、 能耗高、運維難等諸多挑戰,打造極簡、綠色、智能、安全的下一代數據中心。 從小型分支機構到總部中大型數據中心,提供覆蓋室内和室外的數據中心解決 方案,以及 UPS、智能溫控等核心部件和 DCIM 管理系統,支持快速部署、平 滑演進。在全球超過 830 個大型數據中心部署産品,覆蓋電信運營商、ISP、 政府、金融、交通等行業。

華為聯結産業鍊相關企業布局,補充自身技術短闆。在锂電 UPS 方面,華為 與 13 家國内頭部電池、電源企業達成合作,采購電芯等原材料,加以華為 BMS 和 PACK 封裝技術,打造智能锂電 UPS 解決方案;與 5 家數據中心節能 溫控設備廠商,如依米康、英維克、申菱環境等,達成合作,完善自身溫控産 品的同時,帶動國内制冷市場的發展;另外,華為和易華錄、金風科技、中裝 建設等 9 家公司合作探索新型節能數據中心規劃、設計,形成行業解決方案。

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二、溫控領域進入技術革新期,跑馬圈地進行時

溫控系統是僅次于 IT 設備的能耗來源,控制溫控能耗是降低數據中心 PUE 的 突破口。2020 年 12 月,《關于加快構建全國一體化大數據中心協同創新體系的 指導意見》提出,大型、超大型數據中心運行電能利用效率降到 1.3 以下。數 據中心能耗主要由 IT 設備、溫控空調、電源配電和照明構成,當 PUE 從 1.92 降低至 1.3 時,空調系統能耗占比從 38%降低至 17.5%,減少空調系統能耗将 成為降低整體 PUE 的關鍵。

高密度大型數據中心建設加速,散熱市場迎來重構,液冷、蒸發冷卻技術有望 替代傳統風冷市場。随着數據中心的單體規模越來越大,大型、超大型數據中 心不斷湧現,高功率密度機架服務器、刀片服務器等高熱密度設備的應用,造 成機房單機櫃功耗提高。單位面積熱量急劇上升倒逼數據中心散熱技術革新, 市場結構由風冷向液冷轉變。

2.1 高效液冷和蒸發冷卻模式發展前景廣闊

高效熱交換提高散熱效率,液冷數據中心市場份額逐步提升。目前國内數據中 心機房空調市場規模 60 億元,風冷散熱市場份額由 67.1%下降至 59.4%。液 冷技術通過液體作為熱量傳輸媒介,可導向熱源,帶走熱量,在高功率密度數 據中心優勢明顯。從市場需求和銷售額來看,風冷型制冷仍是目前機房空調中 的主流機型,但冷凍水型制冷呈現較快增長趨勢。2016-2019 年,冷凍水型機 房空調市場占有率從 24.5%上升至 33.4%。

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浸沒式液冷實現芯片級制冷,迎合高密化數據中心建設發展要求。以主營計算 機散熱技術的初創企業 Iceotope 為例,針對 CPU 等高功耗器件的精确浸沒式 液冷散熱,小劑量的液體絕緣冷卻劑被精确地注入到服務器内部的熱點區域, 機箱内部的浸沒式微型泵會讓冷卻劑以一定的速度循環起來,将芯片電路産生 的熱量帶到闆式換熱器處。該技術可以使得 pPUE(局部 PUE)值降低到 1.03, 可進一步降低整個數據中心 PUE 值,最終降低數據中心運營成本。

2.2 重構溫控:華為瞄準間接蒸發冷卻,開啟“暖通智能化時代”

華為數據中心溫控技術推陳出新,間接蒸發冷卻逐步替代傳統冷凍水方案。傳 統散熱方案有行級、房間級的風冷/冷凍水型溫控産品,與冷水機組、水泵和冷 凍水管道共同組成制冷系統。2019 年華為首次發布間接蒸發冷卻解決方案,通 過系統架構優化升級,簡化換熱過程,于 2020 年推出 2.0 版本;在此基礎上, 融入智能化(AI 調優)和模塊化(集裝箱整體式架構)理念,發揮集成優勢。 2021 年 8 月華為-京東聯合推出全新一代間接蒸發冷卻方案。

充分利用幹冷地區自然冷源優勢,間接蒸發冷卻系統将成為主流。華為借助模 塊化和預制化的架構,實現“一箱一系統”,将制冷系統交付時間縮短 50%; 通過有效利用自然冷源,典型場景下相比于冷凍水制冷系統省電 14%、省水 40%。

AI-iCooling 尋找能效最優方案,開啟溫控散熱智能時代。AI 智能群控根據室 外環境溫濕度及服務器負載率等變化,在确保機房内溫濕度控制在設定範圍的 前提下,動态調節群組内蒸發冷卻系統的運行數量及制冷量輸出,并進行最優 運行組合尋優,實現整體能耗最低,PUE 最優。支持基于 AI 的 iCooling 能效 優化技術,在同等硬件條件下,降低制冷系統能耗多達 8%;并通過匹配 AI 智 能算法,實現間接蒸發冷卻系統全自動巡檢及故障預測,降低運維人力投入 25%。

2.3 液冷、蒸發冷卻技術替代趨勢下,市場競争格局面臨重構

國内機房空調市場一超多強,維谛技術龍頭地位穩固。據華經情報網數據, 2019 年國内機房空調市場維谛技術市占率 30%左右,佳力圖、艾特網能、依 米康、華為和英維克各占 10%。維谛技術前身是艾默生網絡能源業務,在數字 基礎設施領域深耕多年,連續 16 年在國内機房空調市場排名第一。全球範圍 内,維谛技術有廣泛的客戶基礎,目前在網運行超過 100 萬套空調産品,未來 存量數據中心産品替換具有規模優勢。

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新興蒸發冷卻市場華為領跑,國内傳統溫控企業不斷提升品牌,未來有望依托 技術優勢獲取更大成長空間。與液冷相比,間接蒸發冷卻材料成本更低,短期 内市場應用空間更為廣闊。華為在國内市占率達 34.5%。作為華為供 應商,英維克間接蒸發冷卻技術處于行業領先,推出 XFlex 模塊化間接蒸發冷 卻機組;申菱環境數據服務類空調與華為進行聯合設計制造,主要向華為供貨; 依米康旗下公司與華為聯合開發智能基站溫控器,節能可達 20%-90%,主要 應用于海外業務。 得益于數據中心機房建設加速,溫控企業營收呈上升态勢;未來,在數據中心 建設大規模趨勢下,間接蒸發冷卻市場将被打開,具有技術領先優勢的企業, 成長空間較大。

三、數據中心 UPS 向锂電化、模塊化方向發展

數據中心高密化演進趨勢下,IT 設備電路集成度增加,高壓直流供電技術有望 成為高密度數據中心 IT 機房的主流供配電技術。UPS 不間斷電源作為數據中 心電源系統的保障,從生命周期、安全可靠、彈性擴容等維度考量,锂電化和 模塊化 UPS 将成為未來發展方向。

3.1 作為供配電系統核心産品,數據中心 UPS 向锂電化、模塊化發展

數據中心儲能建設打開 UPS 增長空間。2021 年 7 月 14 日,工信部印發《新 型數據中心發展三年行動計劃(2021-2023 年)》,規劃提出支持探索利用锂電 池、儲氫和飛輪儲能等作為數據中心多元化儲能和備用電源裝臵,加強動力電 池梯次利用産品推廣應用。 2020 年國内 UPS 銷售額為 103.82 億元,預計未來會以 13%年複合增長率保 持上升趨勢,2025 年達到 200 億元。未來随着數據中心規模的擴張,IDC 會成 為 UPS 市場的主要驅動力。

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價格劣勢成為锂電滲透的主要阻力,優化電池組設計和 PACK 技術是降本增效 的關鍵。現階段國内 UPS 锂電池主要有磷酸鐵锂電池和三元電池兩大技術路線, 其中安全性好、循環壽命長的磷酸鐵锂電芯是主流。5C 放電的 UPS 锂電池單 瓦時達到 2.6-2.7 元,常規備電的 UPS 锂電池組(LFP)價格 0.73 元/Wh。随着 産業規模化和技術的提升,大部分材料價格在近幾年一直處于下降通道,但2021 年各種材料在動力電池高景氣度帶動下價格反彈上漲,部分材料漲幅超過 100%,給锂電池在 UPS 的滲透帶來壓力。(報告來源:未來智庫)

3.2 重構供電:華為智能锂電 UPS 使能數據中心供電系統的全數字化

華為從模塊化産品入手,逐步向智能化方向延伸。華為 2010 年開始布局 UPS, 改進功率模塊産品性能,推出模塊化 UPS,實現從核心部件、系統到架構的全 冗餘設計,系列産品覆蓋 10kVA-800kVA。

智能锂電時代,華為發揮 ICT 技術與産業集成優勢。華為向锂電池上遊電芯廠 商采購原材料,配合電源産品企業進行 PACK 封裝,配套自研 SmartLi 電池儲 能系統解決方案,推出智能锂電 UPS。該産品采用磷酸鐵锂電芯與主動均流控 制技術,具有三層 BMS 系統,配合華為網管系統,實現電池智能管理,效率 高達 97%。 根據相關公司公告,在電池産業鍊上遊,華為與德賽電池、億緯锂能、國軒高 科、欣旺達等達成合作;中遊與科泰電源、科華數據、科士達達成合作,同時 華為也是南都電源的主要客戶之一。

3.3 華為引領 UPS 市場,關注産業鍊合作公司

細分領域看,華為模塊化 UPS 市場領導地位顯著,市場玩家以電氣設備廠商 為主。Frost Sullivan 統計顯示,2020 模塊化 UPS 市場前五大供應商占據 80% 市場,其中華為(41.9%)、維谛技術(14.9%)、艾特網能(13%)、施耐德 (6.5%)、英威騰(4.8%)。

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在體積方面,華為創新專利助力更小體積,打造刀片級功率模塊,如“拓撲池 化”專利,使體積降低 40%;磁集成專利,使電感體積降低 20%。在熱耗方面, 采用三電平交錯并聯拓撲架構、先進器件優化及數字控制技術降低損耗。

UPS 锂電化産業價值鍊向锂電池企業轉移,傳統鉛蓄電池企業加速轉型。目前 锂電芯廠商加速布局 PACK 行業,集成工藝能力出衆的公司有望獲得較大成長 空間。UPS 锂電化過程早期,傳統電源設備廠商牽手锂電池企業共同研發。 2020 年甯德時代與華為、施耐德、科士達等 UPS 領域公司達成合作或成立合 資公司,由甯德時代提供電池電芯,電氣設備廠商進行集成。未來,随着電芯 廠商掌握 PACK 技術,産品銷售重心有望向電芯企業轉移。2021 年 4 月,甯 德時代推出 UPS 锂電池櫃,支持寬電壓、寬電量範圍配臵,能夠對客戶的不同 需求快速響應。

南都電源實現從鉛電池向锂電池的産品結構轉型。公司通信及數據中心備用電 源業務營收 23.77 億元,中标中國移動、中國鐵塔、中國電信等多個鐵锂電池 集采項目,與華為、愛立信、中興通訊等國内外通訊設備集成商合作,穩定國 内市占率,逐步提升國外市占率;數據中心 UPS 領域,國内中标阿裡巴巴等項 目,國外入選美國數據中心五大優選供應商。公司儲能業務營收 3.97 億元,同 比增長 27.45%,實現從鉛電池向锂電池的産品結構轉型。整體來看,公司 2020 年營收 102 億元,同比增長 13.89%,毛利率 9.53%,動力、資源再生、 通信、儲能行業毛利率分别為 10.18%、2.74%、15.57%、24.56%。

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科華數據業務布局由點及面,IDC 業務增長。公司深耕高端電源領域 30 年, 技術積累深厚,在中國 UPS 金融行業市場份額排名第一位。業務重心由電源産 品向 IDC 運營商 解決方案提供商延伸。目前,公司自建 7 大數據中心,運營 20 數據中心,機櫃數量約 3 萬架,保持 65%上架率。客戶側,公司中标多項 騰訊數據中心集采項目,與華為在備用電源展開合作,擁有穩定的優質客戶資 源。數據中心業務比重上升,2020 年數據中心行業業務收入 27.94 億元,同比 增長 11.82%,其中數據中心産品實現收入 15.94 億元,同比增長 17.07%。我 們認為,公司 IDC 運維經驗會反哺 UPS 産品研發,同時公司 IDC 規模擴大也 會拉動配套電源産品需求。

四、預制模塊化助力數據中心快速部署

預制模塊化成為數據中心建設新方向。預制模塊化是将數據中心拆分為機房核 心模塊、輔助功能模塊和外圍動力模塊,各模塊均在工廠預制化生産,施工現 場組裝建設。具備以下優勢:1、加速數據中心建設,将建設周期從 23 個月縮 短至 9 個月;2、實現标準化、産品化生産,有效保證交付質量和後期性能;3、 用于模塊化 UPS、溫控散熱産品,适配風冷、液冷、間接蒸發冷卻等多種溫控 方案,融合智能锂電等供電解決方案。

根據 451 research,2020 年全球預制模塊化數據中心市場規模 44 億美元,預 計未來五年 CAGR14.4%。國内市場方面,2013 年至今,國内模塊化數據中心 市場規模由 30 億元增長至 63 億元,我們預測 2025 年達到百億市場,年複合 增長率 11%。

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4.1 滿足邊緣數據中心快速部署,靈活擴容

垂直行業加速雲化,計算資源更接近客戶側。根據 IDC,2020 年數據中心下遊 客戶中,通信互聯網企業起步早、應用成熟,占 60%(含雲計算廠商);金融、 政府、制造業等行業占比 20%、10 和 3%。

聚焦各行業,我們發現,随着雲計算、大數據和 AI 等新興技術在金融 IT 解決 方案中的融合應用,中國金融雲市場規模由 33.4 增長至 46.4 億美元,增速達 46.4%;政府數字化轉型催生數字政府和智慧城市建設,推動政務雲市場規模 由 33.5 擴大到 39 億美元,增速達 24%;在工業制造方面,應用 IT 技術解決 生産難題,提高産值擴大産能。根據 STL Partners 近期的調查,特定行業中 49% 的企業正在積極探索邊緣計算,預計 2019 年至 2025 年邊緣站點總數将 增長 226%。

托管數據中心正在幫助企業使其處理能力更接近數據源。根據 Allied Market Research 統計顯示,2020 年全球數據中心主機托管市場 460.8 億美元,到 2030 年可能達到 2027.1 億美元,複合年增長率為 16%。随着物聯網終端數量 的增長,以及數據處理需求下沉至各行業,未來對托管數據中心實時性處理數 據的要求日益升高。數據中心建設邊緣化,能夠幫助用戶減少延遲,避免冗餘 數據上雲化。(報告來源:未來智庫)

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4.2 重構架構:預制模塊化架構加速滲透數據中心建設各環節

華為預制模塊化數據中心融合“極簡架構 模塊化 預制化 智能化”理念。華 為推出智能微模塊數據中心,采用模塊化設計,将供配電、溫控、機櫃通道、 布線、監控等集成在一個模塊内,産品從初代組合式攢機、樂高式品牌機,跨 代升級至超融合智能機。與此同時,華為智能微模塊通過構築核心子系統智能 化,全面提升供配電、溫控系統運維效率,并引入 AI 技術,實現供配電和制冷 的智能聯動控制。

4.3 市場競争圍繞邊緣計算數據中心展開

模塊化數據中心市場分散、碎片化,具備成本優勢和定制化解決方案能力的公 司有望脫穎而出。據 Frost Sullivan 數據顯示,2020 年模塊化數據中心市場, 前五大廠商占 46%市場份額,其中華為獨占 21%,其餘廠商維谛、艾特網能、 施耐德、科華恒盛和曙光節能同屬第二梯隊,市場份額均在 5%-7%左右,競争 格局尚不明朗。未來随着邊緣數據中心興起,模塊化數據中心快速建設并交付 的優勢将集中體現,市場需求持續旺盛,控制運輸成本和前期建設材料成本将 成為決定盈利能力的關鍵。

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4.4 邊緣計算打開預制模塊化架構市場,關注具備成本和規模優勢廠家

邊緣計算滿足低延時需求,降低長距離海量數據的傳輸成本,未來将帶動邊緣 數據中心站點建設需求,打開預制模塊化架構市場空間。以華為為代表的數字 基礎設施公司布局模塊化産品,競争格局激烈,市場尚未飽和,應關注同時具 備成本控制和規模優勢的廠家。

五、數據中心從單域智能向全生命周期數字化演進

随着數據中心規模的快速增長和運營數字化程度不斷提升,數據中心運維在 IT 運營市場的重要性顯著增強。用于 IT 運營的人工智能(AIOps)平台是結合大數 據和人工智能或機器學習功能的軟件系統,能夠增強 IT 運維過程的可靠性、最 優化分析和性能監控。2020 年全球 IT 運營管理軟件市場(ITOM)軟件收入達 到 129 億美元,并将以 10.6%的複合年增長率在 2025 年達到 214 億美元。

5.1 數字化與數智化協同,提升數據中心運維效率

智能運維能夠解決人員短缺、預測故障等行業痛點。在東數西算戰略部署下, 西部數據中心人才缺口擴大,61%的數據中心缺乏合格運維人員,人工運維成 本也在升高, 2020 年人力支出占數據中心總支出 10%; 2019 年數據中心故 障率比 2018 年上升 6%,智能運維能夠預測防護 80%的故障發生,降低數據 中心運行中斷帶來的損失。 數字化業務轉型正在推動着 AIOps 市場的發展,AIOps 也成為數據中心智能 化發展的重要力量。業務運維流程數字化,導緻分析不斷增長的數據量變得更 加關鍵和困難。

智能運維通過應用機器學習,對數據中心内部産生的複雜運維 數據進行建模分析,實現自動控制調參。随着人工智能邁入行業應用,AIOps 是 AI 時代的産物,它不僅能夠減少人員成本,還能夠在數據中心内部起到主動 預判功能,确保 IT 系統運行的穩定性。 根據 Gartner 數據,2020 年 AIOps 的市場規模在 9 億至 15 億美元之間,2020 年至 2025 年的複合年增長率約為 15%。預測到 2025 年,将有一半的雲數據 中心将部署具有人工智能(AI)和機器學習(ML)功能的先進機器人,這将使 運營效率提高 30%。

谷歌數據中心建立機器學習模型,實時調節參數、降低 PUE。在硬件和架構優 化的基礎上,谷歌嘗試利用從數據中心獲取的數據進一步提高能效。通過與 DeepMind 團隊合作,使用 AI 技術來操作數據中心冷卻系統。這個 AI 技術能 實時查看 19 到 20 個數據中心的變量,并取得了将制冷系統的能耗降低 30%的 成效。由于 AI 系統的分析與控制的實時性,加之随着數據的積累,可以不斷學 習,調整策略,其效率相較于人類操控更高,節能潛力也更大。

5.2 數據中心基礎設施逐步實現運維“自動駕駛”

華為智能運維實現比特管理瓦特。華為開發 NetEco6000 新一代數據中心基礎 設施管理系統,并持續演進,實現數據中心的效率與價值最大化。在瓦特流基 礎上加入比特流,實現全鍊路數字化和智能化協同。

對标汽車智能駕駛,數據中心走向無人化、智能化。華為提出數據中心運維自 動駕駛演進趨勢,在環境可視、能效優化、故障檢測、資源管理四個維度,由 L0 人工運維向 L5 完全自動運維延伸。一方面,通過數字化技術,可實現 7x24 不停時巡檢,大大提升運維效率,降低對運維人員的技能要求與依賴程度。另 一方面,依托聲音識别、圖像識别、智能傳感器、機器人等,将極大提升數據 中心無人巡檢準确度,變被動告警為預測性維護,最大程度降低數據中心運維 風險和成本。

5.3 國内行業尚處起步期,圍繞智能化構建運維平台是未來競争方向

全球 IT 運維軟件市場當前由海外企業主導,智能化疊代帶來競争格局變化。 ITOM 行業過去主要被 4 家大型廠商占據,分别是 BMC、CA、IBM、HP,業 内稱為“四大”。随着雲計算、AI 技術的成熟和發展,原來的四大逐漸走向沒 落,根據 IDC 最新數據,ITOM 行業 Top5 企業分别是:Splunk、Microsoft、 IBM、Cisco、Broadcom(CA)。CR5 占據超 1/3 的份額,市場頭部效應明顯。

華為數字能源産業鍊重點公司盤點(華為數字能源專題研究報告)13

主流雲計算數據中心公司開啟國内數據中心智能運維時代,ATH 互聯網大廠是 智能運維解決方案先行者。技術功底深厚加上自建自營數據中心的規模優勢, 使騰訊、阿裡、華為在 IDC 運維方面積累了大量研發經驗和測試數據。我們認 為,智能運維平台是未來發展方向,其中“智能”将提高 AI 技術滲透,“平台” 有助于集成管理,降低邊際拓展成本。

大廠多以提供運維平台、合作研發應用的姿态投身智能運維領域:騰訊智維生 态發展計劃簽約中電電力、圖撲軟件、德衡數據和智象科技,并與科華數據簽 訂深度合作協議,由後者為其建設部分數據中心,并提供十年運維管理服務; 華為部分數據中心類産品由安科瑞間接供貨,與潤建股份在 IDC 管維業務展開 合作,在中國、羅馬尼亞、墨西哥數據中心和廣通優雲共同搭建 RMS 平台; 阿裡雲與國自機器人和依米康推出智能機器人系統,實現機器人與 DCIM 相結 合;為擎創科技提供 Elasticsearch 等開源數據産品,共同打造智能化日志中心 “夏洛克 AIOps”雲端版。

5.4 互聯網雲計算牽引數據中心 AIOps 發展,關注産業鍊生态合作企業

國内數據中心運維主導權掌握在 IDC 運營商手中,互聯網大廠憑借深厚技術率 先邁出智能運維步伐,或将帶動第三方 IDC 服務商和三大運營商加快部署智能 運維。數據中心智能化時代初期,建議關注領先企業産業鍊上遊合作廠家,具 備運用智能化技術構建平台化運營能力的公司有望脫穎而出。

六、投資分析

數據中心的本質是将電力轉換成算力,高效的将電力轉化為算力要求 IT 設備提 高算效;另一方面,高功率密度疊加低 PUE 标準,也将進一步提升對數據中心 散熱、制冷系統的要求。華為數據中心能源布局智能溫控、供電 UPS 和預制模 塊化,體現雙碳背景下數據中心非 IT 層産業鍊投資方向。同時,和國内相關企 業的競合也将做大蛋糕,帶動數據中心能源市場的整體發展。

總的來看,數據中心産業鍊成熟穩定,但各細分領域市場處在新舊技術疊代期、 新老産品替代期,跑馬圈地仍将持續,市場上技術和産品的結構性變化帶來賽 道洗牌和國産替代機會,建議重點關注具有領先技術和規模優勢的廠家。

(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)

精選報告來源:【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站

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