2020年中国城市数据中心发展指数报告.pdf
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1、 1 2 目录 第一章 中国数据中心发展概况.4 1.1 数据中心的定义与分类.4 1.2 中国数据中心发展环境分析.5 1.2.1 政策环境.5 1.2.2 经济环境.7 1.2.3 社会环境.8 1.2.4 技术环境.9 1.3 数据中心发展的意义.10 第二章 中国数据中心发展现状分析.11 2.1 数据中心整体发展情况分析.11 2.1.1 数据中心市场规模分析.11 2.1.2 数据中心发展特点分析.12 2.1.3 数据中心市场竞争格局分析.14 2.2 数据中心产业链分析.16 2.2.1 上游基础设施.16 2.2.2 中游运营服务及解决方案提供商.17 2.2.3 下游终端用
2、户.17 2.3 数据中心投融资情况分析.18 第三章 数据中心发展指数评价分析.21 3.1 指标体系构建.21 3.1.1 指标构建维度.21 3.1.2 指标评价体系.22 3.2 数据中心总指数分析.23 3 3.3 一级指数分析.25 3.3.1 发展环境指数分析.25 3.3.2 资金支持力度指数分析.26 3.3.3 研发能力指数分析.27 3.3.4 基础支持情况指数分析.28 3.3.5 发展成效指数分析.30 3.4 重点城市数据中心发展情况分析.31 3.4.1 北京 VS 上海.31 3.4.2 深圳 VS 杭州.33 3.4.3 南京 VS 苏州.35 第四章 中国数
3、据中心发展展望和建议.38 4.1 发展展望.38 4.2 发展问题及建议.39 4.2.1 存在问题.39 4.2.2 发展建议.39 附录.41 2020 年中国城市数据中心发展指数表.41 封面图片来源:视觉中国 4 第一章 中国数据中心发展概况 1.1 数据中心的定义与分类 数据中心(Data Center,简称 DC),即为集中放置的电子信息设备提供运行环境的建筑场所,包括主机房、辅助区、支持区和行政管理区等1。作为算力基础设施的重要组成部分,数据中心是促进 5G、人工智能、云计算等新一代数字技术发展的数据中枢和算力载体,对于数字经济增长具有重要助推作用。根据所有性质或服务对象不同,
4、数据中心可以分为互联网数据中心(Internet Data Center,简称 IDC)和企业数据中心(Enterprise Data Center,简称 EDC2)。其中,IDC 是指利用相应的机房设施,以外包出租的方式为用户的服务器等互联网或其他网络相关设备提供放置、代理维护、系统配置及管理服务,以及提供数据库系统或服务器等设备的出租及其存储空间的出租、通信线路和出口带宽的代理租用和其他应用服务的数据中心3;EDC 则是指由企业或机构构建并所有,服务于自身业务的数据中心。按照规模划分,数据中心可分为超大型、大型和中小型。超大型数据中心是指规模大于 10,000 个标准机架4的数据中心;大型
5、数据中心是指规模介于 3,000-10,000 个标准机架的数据中心;中小型数据中心是指规模小于 3,000 个标准机架的数据中心。其中,超大型和大型数据中心的新建,重点考虑气候环境、能源供给等要素;中小型数据中心则主要建设在靠近用户所在地、能源获取便利的地区,依市场需求灵活部署5。1 资料来源:GB 50174-2017数据中心设计规范 2 资料来源:数据中心综合布线系统工程应用技术 3 资料来源:中国信通研&开放数据中心委员会数据中心白皮书(2018 年)4 此处标准机架为换算单位,以功率 2.5KW 为一个标准机架 5 资料来源:关于数据中心建设布局的指导意见(工信部联通201313 号
6、)5 1.2 中国数据中心发展环境分析 1.2.1 政策环境 近年来,国务院、发改委、工信部、国家能源局等国家部委陆续出台一系列政策措施,引导数据中心集约化、规模化、绿色化发展。2016 年 12 月,国务院印发“十三五”国家信息化规划(国发201673 号),要求优化大型、超大型数据中心布局,加快推动现有数据中心的节能设计和改造,有序推进绿色数据中心建设。2017 年 7 月,工信部发布关于组织申报 2017 年度国家新型工业化产业示范基地的通知(工信厅规函2017449 号),首次将数据中心纳入国家新型工业化产业示范基地创建的范畴。截至 2020 年底,河北张北云计算产业基地、江苏南通国际
7、数据中心产业园等8个数据中心入选国家新型工业化产业示范基地(数据中心)。2020 年 4 月,国家发改委首次明确新型基础设施范围,其中,数据中心作为算力基础设施被纳入信息基础设施范畴1。2020 年 10 月,中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二三五年远景目标的建议提出,构建系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系,加快 5G、工业互联网、大数据中心等建设。2020 年 12 月,发改委等四部委印发关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见(发改高技20201922号),规划到 2025 年,东西部数据中心实现结构性平衡,大型、超大型数据中心运行
8、 PUE2降到 1.3 以下,同时根据能源结构、产业布局、市场发展、气候环境等,在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等重点区域,以及部分能源丰富、气候适宜的地区布局大数据中心国家枢纽节点。1 新型基础设施主要包括信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施三方面内容。其中,信息基础设施是指基于新一代信息技术演化生成的基础设施,包括通信网络基础设施、新技术基础设施和算力基础设施等。算力基础设施以数据中心、智能计算中心为代表。2 PUE 是 Power Usage Effectiveness 的简写,即能源使用效率。PUE=数据中心总能耗/IT 设备能耗,值越接近 1 表明非 IT 设备耗能越少,即能
9、效水平越好。6 表 1.2.1.1 中国数据中心相关政策 时间 部门 文件 内容 2013.01 工信部等五部委 关于数据中心建设布局的指导意见(工信部联通201313 号)为满足社会信息化水平不断提高的要求,促进我国数据中心,特别是大型数据中心的合理布局和健康发展,提出数据中心建设布局的指导意见。2016.07 中共中央、国务院 国家信息化发展战略纲要 夯实发展新基础。推进物联网设施建设,优化数据中心布局,加强大数据、云计算、宽带网络协同发展,增强应用基础设施服务能力。2016.12 国务院 “十三五”国家信息化规划(国发 2016 73号)到 2020 年,形成具有国际竞争力的云计算和物联
10、网产业体系,新建大型云计算数据中心 PUE 值不高于 1.4。优化大型、超大型数据中心布局,加快推动现有数据中心的节能设计和改造,有序推进绿色数据中心建设。2017.04 工信部 关于加强“十三五”信息通信业节能减排工作的指导意见(工信部节201777 号)推广绿色智能服务器、自然冷源、余热利用、分布式供能等先进技术和产品的应用,以及现有老旧数据中心节能改造典型应用,加快绿色数据中心建设;认真执行绿色数据中心相关标准,优化机房的油机配备、冷热气流布局,从机房建设、主设备选型等方面进一步降低能耗。2017.07 工信部 关于组织申报 2017年度国家新型工业化产业示范基地的通知(工信厅规函201
11、7449号)大力支持新兴产业领域示范基地培育和创建。本年度优先支持工业互联网、数据中心、大数据、云计算、产业转移合作等新增领域集聚区积极创建国家示范基地。2019.01 工信部等三部委 关于加强绿色数据中心建设的指导意见(工信部联节 2019 24 号)到 2022 年,数据中心平均能耗基本达到国际先进水平,新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到1.4以下,高能耗老旧设备基本淘汰,水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升,废旧电器电子产品得到有效回收利用。7 时间 部门 文件 内容 2019.06 工信部 关于组织申报 2019年度国家新型工业化产业示范基地的通知(工信厅规函201914
12、5号)支持工业互联网、数据中心、大数据、云计算、产业转移合作等新兴领域产业集聚区积极创建示范基地。2020.10 中国中央十九届五中全会 中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二三五年远景目标的建议 构建系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系。系统布局新型基础设施,加快第五代移动通信、工业互联网、大数据中心等建设。2020.12 发改委等四部委 关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见(发改高技 2020 1922 号)到 2025 年,东西部数据中心实现结构性平衡,大型、超大型数据中心运行电能利用效率降到 1.3 以下。数据中心集约化、规模化、
13、绿色化水平显著提高,使用率明显提升。根据能源结构、产业布局、市场发展、气候环境等,在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等重点区域,以及部分能源丰富、气候适宜的地区布局大数据中心国家枢纽节点。资料来源:36 氪研究院根据公开资料整理 1.2.2 经济环境 我国经济正在从高速增长阶段转向高质量发展阶段,转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力是当前阶段的主要任务。深化供给侧结构性改革,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,发展以大数据中心、人工智能等为代表的新型基础设施建设成为国家战略重点。随着新一代网络信息技术不断创新突破,数字化、网络化、智能化进程提速,我国数字经济快速发展。特别是在
14、新冠疫情影响下,各行业加速拥抱数字化转型,数字经济逐渐成为推动经济发展和产业变革的新动能。2020 年我国数字经济规模达 41.4 万亿元,占 GDP 比重近四成,对 GDP 贡献率近七成,预计到 2021 年数 8 字经济规模将进一步增至 47.56 亿元1。作为数字经济的重要算力基础,随着海量数据产生及数据处理量激增,数据中心的市场空间将进一步打开。此外,伴随 5G 商用化进程加快,AR/VR、高清视频、云游戏、物联网、车联网、工业互联网等应用陆续落地,云计算和边缘计算逐步发挥其价值,需求端流量持续增长。2019 年中国移动互联网全年平均 DOU2月为 7.5Gbps,预计 5G 商用落地
15、后的 DOU 将扩大至当前十倍,产生更多数据部署需求3。1.2.3 社会环境 数据中心的主要终端客户涵盖互联网行业、金融业、制造业、交通业、政府机构等不同行业。其中,互联网行业是数据中心的主要客户群体,占据 60%以上市场份额4。对于互联网行业来说,其对数据中心的需求量变化主要受其产品的数据流量影响。2020 年中国网民规模达 9.89 亿,互联网普及率达 70.4%,约占全球网民总体规模的五分之一5。互联网行业已经进入了用户的存量时代、结构性流量和时长的增量时代。据调查,中国网民人均每周上网时长为 30.8 个小时,长视频、短视频和直播类应用合计使用时长占比约为 30%6。视频化内容占据了中
16、国网民的大部分注意力,视频流量增长也成为互联网行业数据中心需求扩大的主要驱动力。2021 年全国两会,“碳达峰、碳中和”首次被列入政府工作报告,节能环保成为社会关注焦点。数据中心作为互联网基础设施之一,是公认的高能耗行业,主要以消耗电力资源为主。过去十年间,我国数据中心整体用电量以每年超过 10%的速度递增,2020 年用电量突破 2,000 亿千瓦时,占全社会用电总量的比重约为 1 数据来源:工业和信息化部,信通院,36 氪研究院整理 2 注:DOU 是英文全称是 discharge of usage,指每个客户月均流量消费额 3 数据来源:民生证券,36 氪研究院整理 4 数据来源:艾瑞咨
17、询,36 氪研究院整理 5 数据来源:CNNIC,36 氪研究院整理 6 数据来源:CNIIC中国互联网络发展状况统计报告,36 氪研究院整理 9 2.7%;预计到 2030 年用电量将突破 4,000 亿千瓦时,占全社会用电总量将提升至 3.7%1。数据中心的高能耗不仅给企业带来沉重负担,也给全社会能源供应带来巨大压力。因此,数据中心行业积极践行碳中和,向绿色化方向发展成为大势所趋。1.2.4 技术环境 经过多年发展,我国数据中心相关技术取得了快速进步。数据中心建设是将多种先进技术进行融合应用的结果,包含动力、制冷、通风、建筑、网络、计算、存储、布线、消防、监控等十几项技术门类,覆盖数十个学
18、科。通常来说,根据数据中心的建筑属性与 IT 属性,可以将数据中心分为场地层、设施层、IT 硬件、IT 软件四层架构2。其中,配电、制冷、节能、虚拟化等技术是数据中心壁垒较高的几大核心技术。数据中心供电系统逐渐由交流向直流模式转变。数据中心供电系统逐渐由交流向直流模式转变。传统数据中心供电以不间断电源 UPS 为主,产业链成熟,但转换效率较低。随着产业规模增长,为降低建设成本,减少能源消耗,高压直流(HVDC)成为数据中心供电系统的新选择3。数据中心制冷系统逐渐由风冷向液冷模式转变。数据中心制冷系统逐渐由风冷向液冷模式转变。近年来人工智能技术快速发展,GPU、TPU 等专用芯片部署对服务器功率
19、提出了更高要求,数据中心逐渐向高密度、大规模转变,制冷系统也随之升级。传统风冷系统越来越难以满足机柜散热要求,液冷技术成为突破数据中心节能瓶颈的钥匙4。数据中心数据中心节能技术正在尝试多种创新。节能技术正在尝试多种创新。为实现节能减排目标,各地对数据中心PUE 规定趋紧。为降低数据中心运行能耗,提升单位运行能效,新风节能、板换节能、转轮换热、间接蒸发等多种节能技术应运而生。1 数据来源:国网能源研究院,36 氪研究院整理 2 参考资料:艾瑞咨询中国数据中心行业发展洞察(2020 年)3 参考资料:中国信通院数据中心白皮书(2018)4 参考资料:赛迪顾问中国液冷数据中心发展白皮书 10 1.3
20、 数据中心发展的意义 数据中心是承载数据的基础物理单元,应用于生产和生活各个环节,成为各行业数字化转型的重要支撑,推动数字经济快速发展。一方面,发展数据中心可以使互联网、金融、制造、交通运输、医疗健康、教育、农业、文化等行业得到更好的信息基础设施服务,提升业务发展能力和产品应用品质。另一方面,运营商、数据中心供应商、系统集成商等数据中心的生产建造者和产业链利益相关者,受益于政策扶持和资本流入,可以在数据中心的市场规模扩容中获得更大成长空间。数据中心作为新型基础设施之一,一般投资规模大、投资周期长、涉及部门广、具有很强正外部性,可以使经济社会不同领域以及更多国民获得普遍化的经济红利。当前,以人工
21、智能、大数据、物联网为代表的第四次技术革命方兴未艾,世界正在步入信息化、数字化、智能化时代。在本轮技术革命浪潮中,数据是最重要的生产要素,但因数据与其他传统生产要素不同,有效的海量数据往往依托多主体生成,其交互和利用效率依赖于与其相匹配的信息化基础设施,数据中心则成为数据安全存储和充分利用的根本保证。此外,以数据中心为代表的新基建,也为中国经济加快复苏、增强经济韧性提供了新机遇。目前中国已经成为世界上最大的制造业国家和工业门类最为齐全的工业国家,但在不断扩大规模的过程中,也暴露出产业基础薄弱、协同性不强、产业链附加值低等弊端。数据中心等新基建可以夯实中国自主研发能力,激发科技创新活力,助力企业
22、转型与产业升级,培育经济发展新动能,重塑我国经济社会发展格局1。1 参考资料:杨虎涛新基建的意义,光明网 11 第二章 中国数据中心发展现状分析 2.1 数据中心整体发展情况分析 2.1.1 数据中心市场规模分析 受益于移动互联网快速发展及新基建、数字经济等国家战略政策引导,近年来我国数据中心快速发展。根据工信部统计数据,截至 2019 年底,我国在用数据中心机架总规模达到 315 万架,其中大型以上数据中心数量增长较快,已经超过 250个,机架规模达到 237 万架,占比超过 70%1。根据科智咨询数据,2014 年我国数据中心市场规模仅为 372 亿元,到 2020 年增至 1,958 亿
23、元,年复合增长率为31.8%,预计 2021 年我国数据中心市场规模将达到 2,486 亿元2。未来随着新基建政策逐渐落地,互联网及云计算大客户需求扩张,数据中心行业将实现高速扩张,预计到 2025 年我国数据中心市场规模将达 5,952 亿元3,发展前景广阔。1 数据来源:工业与信息化部,中国信通院,36 氪研究院整理 2 数据来源:科智咨询,中金公司,36 氪研究院整理 3 数据来源:中金公司预测,36 氪研究院整理 12 图 2.1.1.1 2014-2025 年我国数据中心市场规模与增速预测 2.1.2 数据中心发展特点分析 我国数据中心主要围绕经济发达、人口密集的一线城市布局,并有逐
24、渐向中我国数据中心主要围绕经济发达、人口密集的一线城市布局,并有逐渐向中西部地区转移的趋势。西部地区转移的趋势。我国数据中心分布具有一定的地域集中性,这与中国网络拓扑结构密切相关,也与数据中心的需求方有关。由于互联网企业、金融公司等数据中心的重要客户需求方都集中在一线城市,考虑到网络延迟和运维等问题,目前核心数据中心资源主要集中在经济发达、人口密集的一线城市。根据我国主要省市数据中心机柜存量数据,截至 2020 年末,北京及周边、上海及周边和西部地区的数据中心机架数量排名前三,分别为 53.8 万台、52 万台、36.9 万台。自 2018 年以来,北京、上海等地对数据中心的新建及扩建数量和规
25、模都出台了比较严格的管控文件,但一线城市的数据中心需求依然旺盛。372 519 715 946 1,228 1,563 195824863,201 4,033 4,960 5,952 41.8%39.3%37.8%32.4%29.8%27.2%25.3%27.0%28.8%26.0%23.0%20.0%2014201520162017201820192020 2021e 2022e 2023e 2024e 2025e市场规模(亿元)增速(%)数据来源:科智咨询,中金公司2014-2025年我国数据中心市场规模与增速预测 13 图 2.1.2.1 我国主要省市数据中心机柜存量(截至 2020 年
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