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1500亿元算力大生意,30%年复合增长率!数据中心价值链条及市场竞争格局分析

来源:芯八哥 发布时间:2022-06-24

摘要: 近年来,随着 5G、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术的兴起,带动了数字经济蓬勃发展。而数据中心作为各个行业信息系统运行的物理载体,已成为经济社会运行不可或缺的关键基础设施,广泛参与到社会生产生活的各个领域并实现全面赋能。

近年来,随着 5G、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术的兴起,带动了数字经济蓬勃发展。而数据中心作为各个行业信息系统运行的物理载体,已成为经济社会运行不可或缺的关键基础设施,广泛参与到社会生产生活的各个领域并实现全面赋能。

 

| 以通用算力数据中心为主,东西部协同发展逐渐成为趋势

 

业内周知,数据中心产业在二十世纪九十年代诞生于美国,并随着互联网行业的逐步发展而兴起,下游客户主要以互联网企业、金融机构、政府、电力企业为主。

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资料来源:芯八哥整理

 

发展至今,美国仍然占有数据中心近40%的份额,但EMEA(欧洲、中东和非洲)和亚太地区也依然保持着最快的增长速度。其中中国占比约9%,仅次于美国,是全球第二大数据中心市场。

 

作为数据产生、汇聚、融合、传输的重要场所,数据中心是承载算力的物理实体,是传统产业数字化转型的催化剂,现在及未来都将是新一代信息建设和数字经济增长中不可或缺的一环。

 

国际方面,世界主要国家均在积极引导数据中心产业发展,数据中心市场规模不断扩大,投资并购活跃,竞争日益激烈。此外,受全球数字经济加速发展促进,印度、南非等新兴市场逐步加强对数据中心的政策支持和产业投入,成为拉动全球数据中心需求增长的重要增长极。

 

国内方面,随着数据流量的激增,为应对数字化时代激增的算力需求挑战,国家大力推动全国一体化大数据中心建设,在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝,以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地批复建设全国算力网络国家枢纽节点和相关工程。依托“东数西算”规划发展数据中心集群,引导数据中心集约化、规模化、绿色化发展。

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资料来源:中国信通院,芯八哥整理

 

据国家发改委高技术司副司长孙伟介绍,自今年以来,在全国10个国家数据中心集群中,新开工的项目为25个,数据中心整体规模达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,带动各方面的投资额超过1900亿元。此外,孙伟还指出,预计在“十四五”期间,数据中心投资将以每年超过20%的速度增长,累计带动的投资额将超过3万亿元。

 

从算力形态来看,我国数据中心形态以通用算力的数据中心为主,智算中心、边缘数据中心将保持高速增长。目前,通用算力的数据中心仍是市场主力,按机架规模统计,占比超过 90%;超算中心主要应用于国家重大科研领域,商业应用场景较少;智算中心从早期实验探索逐步走向商业试点,尽管现有规模占比不高,但随着我国各类人工智能应用场景的丰富,智算需求将快速增长,预期规模增速将达到70%;边缘数据中心能够为智能终端、物联设备提供实时算力,随着我国数字化转型的加快,边缘计算需求将进一步提升,边缘数据中心的规模增速有望达到30%。

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资料来源:中国信通院,芯八哥整理

 

从第三方数据中心运营商的选址来看,主要以一线城市(及周边)、资源禀赋较好地区为主。在需求与政策的双重驱动下,第三方数据中心运营商积极贯彻落实国家总体要求,在重点区域建设和运营数据中心,满足国家和地区发展过程中不断增长的算力需求。

 

经中国信通院统计,我国第三方数据中心运营商数据中心主要布局在京津冀、长三角、粤港澳大湾区,其中在北京、上海、广州、深圳一线城市和河北、内蒙古、江苏、浙江等一线城市周边地区布局规模较大,有效支撑了区域内数字经济蓬勃发展,加快推动了各行业各领域数字化转型。

 

业内人士指出,受市场内生算力需求驱动及国家相关政策引导,近年来我国数据中心总体布局持续优化,东西协同一体趋势将进一步增强。在市场层面,中西部地区自然环境优越,土地、电力等资源充足,但本地数据中心市场需求相对较低;东部地区市场需求旺盛,但土地、电力、人员等生产要素成本较高,未来东西部协同发展逐渐成为趋势。

 

| 群雄逐鹿,电信运营商 VS 第三方数据服务商

 

信息化社会,全球数据量呈现爆发式增长。根据IDC的研究报告显示,全球数据圈(以数据圈代表每年被创建、采集或是复制的数据集合)将从2018年的32ZB增至2025年的175ZB。我国产生的数据量也将从2018年的7.6ZB增至2025年的48.6ZB,成为全球最大的数据圈。随着数据量的爆炸式增长,海量的数据计算及存储成为了各个企业亟需解决的问题,也进一步拉动了对于数据中心的需求。

 

市场规模方面,根据中国信通院的数据,2021年全球数据中心市场规模超过679亿美元,较2020年增长9.8%。预计2022年市场收入将达到746亿美元,总体保持10%左右的比例平稳增长。

 

受国家新基建及企业数字化转型需求的驱动,我国数据中心业务收入持续高速增长。据IDC统计,2021年我国数据中心行业市场收入达到1500亿元左右,近三年年均复合增长率达到30.69%。随着我国各地区、各行业数字化转型的深入推进,我国数据中心市场收入将保持高速增长态势。

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资料来源:IDC

 

从竞争格局来看,全球数据中心市场以第三⽅数据服务商为主,整体市场格局较为分散。其中,美国Equinix公司市场份额第⼀,占据全球托管市场约15%的份额;其次为Digital Realty,占⽐约9%。中国电信市场份额位居第五,占⽐约3%。

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资料来源:芯八哥整理

 

值得一提的是,作为全球数据中⼼龙头企业,Equinix数据中心的全球覆盖度在商业主机代管⾏业中⽆与伦⽐。目前,Equinix数据中⼼总数超过200多个,其中87个数据中⼼位于美洲,42个位于亚洲,73个位于欧洲和中东,主要布局集中在重点城市。

 

为了拓展产业版图,近年来数据中心行业迎来并购潮,大额交易频现,市场格局或将呈现强者愈强态势。2021年,Equinix花费3.2亿美元收购尼日利亚数据中心和连接服务提供商MainOne填补了非洲市场空白;在Equinix宣布收购MainOne之后不到一个月,行业排名第二的Digital Realty进行了迄今为止最大的收购,以35亿美元的价格收购了Teraco Data Environments的控制权。

 

不同于北美市场以第三方数据服务商为主,当前我国数据中心市场仍由三大运营商主导,形成了基础电信运营商及众多第三方数据中心厂商共同提供数据中心服务的市场格局。从2020年数据中心业务市场收入占比来看,基础电信运营商约占总市场规模的54.3%,其中中国电信市场规模约占23.8%、中国联通约占16.7%、中国移动约占13.8%。第三方数据中心运营商市场规模占比为45.7%,对比2019年的40.7%,市场收入占比有明显提升。

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资料来源:IDC

 

由于三大基础运营商自身业务需要数据中心支撑发展,因此在数据中心行业领域具有先天优势,并且在客户资源、网络及土地资源等方面具有更多的资源掌握权和行业话语权。不过,虽然同为运营商,但是其数据中心的发展策略却各不相同。中国电信主要围绕核心城市规模部数据中心,同时着力发展政企市场中数据中心和专线业务;中国移动持续优化“4+3+X”资源布局,促进数据中心业务强基提质;中国联通将着力提高服务,以满足客户定制化需求。

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基础运营商VS第三方数据运营商对比分析

资料来源:中国信通院

 

第三方数据中心服务商是指提供机柜租用、带宽租用、服务器托管、代理运维等数据中心服务的企业。作为占比仅次于运营商的数据中心玩家,第三方数据中心服务商是数据中心市场不可小觑的力量。从总体规模来看,万国数据、数据港等第三方数据中心运营商作为国内新一代数据中心服务的领军者,近几年发展较快,总体市场占比较高。

 

据中国信通院的统计,第三方数据中心服务商规模TOP10企业分别为万国数据、数据港、世纪互联、光环新网、秦淮数据、中金数据、科华数据、浩云长盛、中联数据和有孚网络。前十大第三方数据中心服务商在运营和在建数据中心机架规模均超过万架,规模较大。

 

| 数据中心的兴起将带动计算、存储等半导体产业链高速发展

 

服务器本质上是一种高性能计算机,在数据中心硬件成本中占比70%左右,是数据中心基础设施的重要组成部分。从服务器的构成来看,主要由CPU、GPU、PCB主板、DRAM、SSD、BMC、电源、内存、风扇和总线等部分组成。其中,CPU、GPU 决定了服务器的算力。

 

根据IDC的研究数据,CPU、GPU、DRAM三个模块的芯片成本在基础型服务器中占比约30%。在更高性能的服务器中,芯片成本占比达50%-80%。随着新一代信息技术的高速发展,数据中心作为计算、存储、传输海量数据的实体,将带动计算、存储等为代表的半导体上游供应链高速发展。

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资料来源:IDC,芯八哥整理

 

计算方面,当前数据中心服务器计算芯片国产化率非常低,国际上主要以英伟达、英特尔、AMD三家为主,此外,博通、高通、Marvell等海外公司也有布局。

 

在今年3月22日举行的GTC 2022主题演讲上,英伟达正式推出了首款面向 AI 基础设施和高性能计算的数据中心专属Grace CPU。据了解,英伟达正在携手HPC、超级计算、超大规模和云计算领域的领先客户,围绕Grace CPU超级芯片展开合作。从业绩来看,英伟达一季度数据中心营收为37.5亿美元,同比增长83%,环比增长15%,远超市场预期。

 

英伟达CEO黄仁勋表示:“数据中心已经是英伟达最大的平台,预计未来该业务的业绩还将继续创新高。此外,公司新的GPU、CPU、DPU将在下半年陆续推出,新芯片将极大地推动AI、自动驾驶汽车、数据中心等诸多行业的快速发展。”

 

AMD此前表示,将斥资19亿美元收购云计算初创公司Pensando,借此增强数据中心产品功能,满足云计算和企业领域不断增长的市场需求。此外,AMD通过有效整合赛灵思在FPGA方面的优势,能够提供具有更广泛高性能的计算产品组合,提供从CPU到GPU、ASIC、FPGA系统级解决方案,将高性能计算能力带入到数据中心等众多领域的客户群体中。

 

需要注意的是,在处理器架构上,英特尔的X86依然是数据中心的主流架构。Arm架构目前主要应用在特定负载上,比如现在最热的DPU多为Arm架构。近年来,由于英特尔在CPU制程工艺提升的放缓给了众多ARM芯片厂商快速发展的机会。随着各大芯片厂商和互联网巨头争相布局,ARM数据中心生态将愈加成熟完善,预计其市场占有率将从2021年的4.6%提升到2025年的25%左右。

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资料来源:芯八哥整理

 

目前使用ARM架构的厂商众多。比如腾讯云在2021年底发布了CVM标准型SR1服务器,内置的就是Arm 2.8GHz的Ampere Altra处理器。无独有偶,阿里云也发布了类似的服务器,同样采用Ampere Altra处理器,可用于网站和应用服务器、游戏服务器等场景。如果进一步观察,金山云、京东云等国内云服务商也推出了自己的Arm处理器服务器实例。算上更早就与Arm展开合作的百度云和华为云等,国内的云服务商已经开始全面拥抱基于Arm处理器的服务器。放眼国际数据中心市场,云计算行业的巨头亚马逊云科技(AWS)早已从Arm架构获益良多,也为其他厂商选择Arm处理器芯片树立了典范。

 

存储方面,数据中心的存储承载的是千行百业的高价值数据。按不同的存储介质划分,数据中心对应的存储产品类型可分为光存储、磁存储和半导体存储三大类。

 

光学存储主要包括DVD、CD、BD蓝光等,具有存储密度高、存储寿命长、非接触式读写、信息的信噪比高、信息单位的价格低等优点;磁性存储包括磁盘、软盘、机械硬盘(HDD)和磁带等,优点是存储容量大,单位价格低;半导体存储器采用电能存储,包括当前主流的易失性存储器DRAM和非易失性存储器NAND FLASH、NOR FLASH等,具有存取速度快、存储容量大、体积小等优点。

 

当前,磁存储和半导体存储为数据中心主流存储方式,其中又以机械硬盘(HDD)为主的磁性存储占据了我国存储近80%的存量市场,承载着较大的数据容量。

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资料来源:中国信通院,芯八哥整理

 

在下游旺盛需求的带动下,以数据中心为主的存储器厂商迎来较好的发展机遇。作为全球存储器巨头,美光此前表示,2021年内存数据中心市场规模为500亿美元,从产值来看,数据中心已经超越移动设备,成为2021年最大的内存和存储设备市场。业绩方面,数据中心业务一直是美光业绩中特别的亮点,上季度增长超过60%。美光预计,本财年剩余时间数据中心收入将继续保持强劲增长。

 

除了美光外,中国台湾NAND闪存控制器大厂慧荣科技总经理苟嘉章日前也表示:“数据中心应用的NAND闪存需求将强劲增长,2023年至2024年间的出货量可能会超过手机。”

 

| 写在最后

 

当前,我国正处于各行业数字化转型的加速期,以数据中心为代表的数字基础设施应用场景仍将进一步扩大,数据中心产业将迎来更大的发展机遇。可以预见,在未来发展的过程中,数据中心的技术内涵也将变得更加丰富,算力水平也将逐步提高,从而为各行各业数字化产业发展实现全面赋能服务。


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