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2022东数西算数字经济行业研究报告（附下载）前言十四五期间，数字经济已成为重组要素资源、重塑经济结构、提升市场竞争力的关键力量。数字产业化、产业数字化是我国经济转型升级的重要方向，我们迎来了以大数据、人工智能、量子通信等为代表的新一轮经济增长点。在此环境下，超级工程“东数西算”应运而生，带动相关产业链每年超4000亿投资。 发改委于2月17日正式发布消息：京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等地启动建设全国一体化算力网络国家枢纽节点。至此，全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计，“东数西算”工程正式全面启动。 那么，本轮超级工程缘何而起？又对相关产业链有怎样的影响呢？本文将梳理“东数西算”工程的布局思路，并对相关产业链受到的影响作出研判。一盖楼要先打地基回顾涉及贯通东西南北的大工程，三大资源调配工程西电东送、西气东输、南水北调均在21世纪伊始集中开工： 2000年11月8日，贵州省洪家渡水电站、引子渡水电站、乌江渡水电站扩机工程同时开工建设，我国西电东送工程全面启动。2002年7月4日，西气东输工程试验段正式开工建设。2002年12月27日，南水北调工程正式开工。 接下来的20年，中国经济以惊人的增速发展，曾一度保持超过10%的GDP增长。狂飙突进的经济发展和大型基建背后，是强大的能源支撑尤其在中国进入21世纪后的头几年，中国全社会用电量增速几乎都超过了GDP增速。20多年过去了，从来未曾为能源问题担忧过的中国，为了改善粗放型发展带来的长久性环境恶化影响，提出了碳中和与碳达峰的发展理念。国内已经有20年时间没有搞如此的大动作，在此背后，“东数西算”是新的信息革命前提下全社会资源合理调配的新一轮需求。所谓“东数西算”，“数”指的是数据，“算”指的是算力。东数西算是国家又一项重要战略工程，以一体化思路，推动东西部数据中心与网络、云、算力、数据要素、应用和安全等协同发展。”  “东数西算”的大棋并不是简单地像过去一样解决资源分配不均的问题，其中包含了解决未来几十年数字经济发展与布局的谋划。在西部建设数据中心等算力设施，可谓发挥其资源优势所在。 十四五规划，布局的9大清洁能源基地，绝大多数都在西部，覆盖新疆、内蒙古、甘肃、青海、四川、云南、贵州、黑龙江、河北等地。 对比上下两图，可以发现我国从十四五的清洁能源基地布局规划开始，早已在谋划布局“东数西算”，先解决能源问题，再进行数据中心跨省市调配。 按照2021年5月发布的全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案，京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝，以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏这8个地区将建设全国一体化算力网络国家枢纽节点，以此作为“东数西算”工程的战略支点，推动算力资源有序向西转移。本轮两会政府工作报告以及“十四五”规划和2035年远景目标纲要中，“加快数字化发展 建设数字中国”都将是我国未来的重点工作之一。二数据需要有载体，储存成难事清华大学及国际数据公司IDC等机构最新发布的2021-2022全球计算力指数评估报告显示，2021年，中国首次进入全球计算力水平前三名，在信息技术方面支出占到全球市场15%左右，与互联网业、金融业一起成为算力投入增长最快的行业，对数据存储及调配的需求也是与日俱增。据国际数据公司(IDC)的监测数据显示，2013年全球大数据储量为4.3ZB(相当于47.24亿个1TB容量的移动硬盘)，2014年和2015年全球大数据储量分别为6.6ZB和8.6ZB。2016年甚至达到了87.21%的增长率，2016年和2017年全球大数据储量分别为16.1ZB和21.6ZB。2018年全球大数据储量达到33.0ZB，2019年全球大数据储量达到41ZB。根据全球知名数据提供商Statista的数据统计，截至2020年底，全球大数据储量约为47ZB。两会在沪全国人大代表陈力指出，当前我国数据总量正在以年均50%的速度增长，预计到2025年将占全球27%，是名副其实的数据资源大国，各行各业目前都有着极大的智能应用需求。此外，经过多年的积累，中国各行各业都积累了海量的数据。目前我国算力需求集中于一线大城市，对于数据中心的用地，国家苦恼之极。数据中心并不像过去那样是一个小厂房就能承载的体量了。以华为举例，华为在贵州挖空了一座小山，用于自己数据中心的建设。另外，在内蒙古的大草原上，三大运营商、知名IT厂商也兴建了大量的数据中心，上海外郊，某银行的数据中心占地一百亩。而在国外，像微软则直接把数据中心建在海底下，脸书将数据中心建在了北极圈。因此我国将数据中心搬去偏远山区及戈壁，是对稀缺的土地资源充分利用。短期来看数据中心的迁移消耗财力物力巨大，但从长远来看无疑是高瞻远瞩的措施。将调用不频繁的数据从东部一线城市挪到西部地广人稀的数据枢纽，能极大程度上缓解数据中心在东部一线城市周边占地面积陡增的现象。三IDC能耗高企，控制碳排放势在必行在数据储量不断增长和应用驱动创新的推动下，大数据产业将会不断丰富商业模式，构建出多层多样的市场格局，具有广阔的发展空间。2020年，由于新冠疫情的爆发新基建、数字政府、新型智慧城市等建设正在快速推进，因疫情防控的需要，工业机器人、服务机器人、无人驾驶正逐步迈入实际应用阶段。不仅如此，以语音识别、视觉识别等为代表的人工智能技术的需求也在日益增大。值此环境下，全球IDC尤其是中国IDC市场规模急剧膨胀，呈现指数函数级别增长。 中国信息通信研究院发布的数据中心产业发展指数显示，我国数据中心产业规模目前已接近2000亿元，但是通过同花顺IFIND数据来看截至2020年12月31日IDC的市场规模已经达到了2238.7亿，超过全球IDC市场规模的三分之一，北上广深等热点地区及周边数据中心规模指数较高。 东部地区创新能力强，数字经济发展迅速，对算力的需求量大，但土地资源、能耗和供电指标紧张，在“双碳”目标下，继续在东部大规模发展数据中心不可持续；西部地区可再生资源丰富、土地资源丰富、气候适宜、电力充足且价格相对便宜，非常适合建设数据中心，但从全国范围来看，目前西部地区拥有数据中心的比例不足20%。 据中国电子技术标准化研究院发布的绿色数据中心白皮书2020，我国数据中心能效水平不断提高（PUE=数据中心能耗/IT设备能耗，PUE值越接近于1，表示一个数据中心的绿色化程度越高。当上述值超过1时，则表示数据中心需要额外电力开销以支持IT负载。因此，PUE的值越高，数据中心的整体效率越低。），超大型数据中心平均电能利用率（PUE）为1.46，部分优秀绿色数据中心PUE可达1.2-1.3。但即便如此，目前我国数据中心能耗总量仍在高速增长，明显高于世界平均水平。工信部印发的新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）中制订了发展目标，到2023年底，全国数据中心机架规模年均增速将会保持在20%左右，平均利用率力争提升到60%以上，总算力超过200 EFLOPS，高性能算力占比达到10%。而根据发改委数据，2020年,中国数据中心年耗电规模超过了2000亿度,约占全社会用电量的2.7%，笔者初步推算，在现有技术没有发生变革前提下用电量将跟随每年数据中心机架的增幅也达到同样的数值（有高估的可能性），到2022年会接近3.8% 即2800亿千瓦时左右，而一个大型数据中心为服务器供电和冷却所需的电能，可以占到数据中心总运营成本的57%。这一方面是因为我国的数据中心建设规模增速较快，另一方面，我国的数据中心节能存在较大的提升空间。 虽说数据中心的电能消耗庞大得惊人，但事实上数据中心不仅要承担自身的能耗，也要承担运行其上的应用类产业运营能耗，因此它本身具有传导溢出效应，且它的日常生产运转并不产生高污染的废水废气，因此，与其说是“高耗能行业”，不如说是“高载能行业”，加上由于数字新基建的大力发展提升了人们的工作效率，比如减少了出差和出行，用电子化手段去解决传统的问题。 因此数据中心的发展对全社会来讲，事实上是降低了能耗。但随着数据中心的数量扩张过快，根据工信部统计，各地都出现了大型数据中心闲置率高的问题。虽说数据中心确实是加快了各个行业的运转效率，但这并不代表着国家会容忍各地的数据中心空转浪费大量的资源。所以在“双碳”目标的引导和要求下，数据中心的节能减排，势在必行。各地的数据中心建设也明确了绿色节能、上架率等发展目标。比如，集群内数据中心电能利用效率指标（PUE）控制在1.25以内，数据中心平均上架率不低于65%。这也为各地建设数据中心设计了门槛，一些企业旗下不满足政策要求的数据中心可能要告停或调整，从原所在地搬迁至“枢纽”集群处。数据中心项目投资几乎都是重资产投资。和其他的重资产投资不同，数据中心的投资价值最终是由两部分构成，一是土地、建筑物和机电设备等组成的固定资产价值，二是建设完成后通过专业化运营产生长期稳定的现金流和利润的经营价值。结合数据中心的生命周期与数据中心资产价值的构成，可以将数据中心投融资分为五个阶段：资源阶段、投资阶段、建设阶段、运营阶段、资本化阶段。当IT设备(主要指服务器)应用45年时，每年耗电、宕机等运维成本，超出采购新设备并应用的成本，也就是说，更换新设备反而成本更低，企业可先针对省电空间最大的设备来进行替换，因为“就算只更换20%的设备，只要是节电效益最大的设备，也能达到80%的节能效益”。但是对于本轮需要搬迁数据中心的公司来说，从第一阶段到第三阶段几年的时间可能就过去了，基本上运行到第四阶段才开始有盈利，原有的服务器需要淘汰多少实在不可估量。所以前段时间热炒的云计算板块其实属于本末倒置的情况，对于许多大型数据服务商来说，数据中心的搬迁即使有政策支持的前提下，所耗费的时间及人力成本是难以估量的。 同时，数据中心集群化后，因为数据调用价格的相应调整（东部集群热数据用地成本下降，冷数据迁移至西部），根据数据调用频率所提供的信息服务不但没有产生价格的上升，单位数据的边际收益反而可能下滑。 从短期层面来看，“东数西算”工程对这批企业来说非但没有带来更大的市场，反而影响了该类型企业的短期利润。“东数西算”乍一听是一个利好云计算的工程，实质上对于云计算非但没有产生利好，反而一定程度上影响了相关企业的利润率。四算力陡增，国家为何要如此注重算力扩张国家发展改革委高技术司负责人表示，截至目前，我国数据中心规模达500万标准机架，算力达到130EFLOPS(每秒一万三千亿亿次浮点运算)。随着数字技术向经济社会各领域全面持续渗透，全社会的算力需求仍十分迫切，预计每年仍将以20%以上的速度快速增长。从行业排名来看，全球计算力水平TOP5的行业是互联网、金融、制造、电信和政府。 2022年3月17日，IDC、浪潮信息和清华大学全球产业研究院联合推出了2021-2022全球计算力指数报告，报告指出，行业用户正在加大以人工智能算力为代表的算力投入，对于算力投入较大的行业同样在新技术的应用上投入靠前。互联网行业无疑是计算力水平领先全球；金融行业加速智能化，利用大数据对用户需求做更好的分析；制造业数字化转型加速，实现全智能制造，推动数字工厂建设；电信行业利用算力投入优化内部管理、赋能外部业务创新。另外，算力对经济增长的拉动具有长期性和倍增效应：计算力指数平均每提高1点，数字经济和GDP将分别增长3.5和1.8 。当一个国家的计算力指数达到40分、60分时，计算力指数每提升1点，其对于GDP增长的推动力将分别增加1.5倍和3.0倍。计算力指数模型由计算能力、计算效率、应用水平、基础设施支持四个维度构成。计算能力，反映了国家在算力投入的整体水平和侧重点；计算效率，反映了计算能力的利用水平；应用水平旨在考量国家的人工智能、物联网等新兴技术的应用对算力的拉动，体现未来算力发展的潜力；基础设施支持，旨在考量一个国家未来算力发展的可持续性。计算力指数国家排名，美国第一，中国第二。过去一年，大部分国家计算力评分均有所提升，中国计算力水平在所有国家中增幅最大达到13.5%，且大部分指标延续了高速增长。但是主要的指标增长来源于对“计算能力”，也就是成本投入上。而“东数西算”是出于对“基础设施支持”的考量，改善未来算力发展的可持续性，使得行业更加规范化。 报告预计未来几年这一趋势将保持持续增长，算力指数对GDP的推动作用将越来越大，根据浪潮人工智能研究院测算，预计到2025年全球算力规模将达6.8Z FLOPS（FP16），比2020年提升30倍。为何计算力对GDP的推动作用如此巨大呢？ 互联网发展到今天，平均每人每天都会产生1.5GB数据量。也就是说，一个普通人两个多月生成的数据量，就是1992年整个人类互联网一天产生的数据量（100GB）。一直被热议的自动驾驶汽车，未来其传感器每小时就会产生80GB的数据量，也就是每天5TB相当于1200部高清电影。预计到2025年，全球每天产生的数据量将达到491EB。也因此，无论是“中国制造2025”，还是工业4.0，数字化都是最核心的要素。数据，已经成了新时代工业发展的水和电，算力就如同农业时代的水利、工业时代的电力，已成为如今数字经济发展的核心生产力。通俗地说，算力好比是电，算力网络就是电网。在万物智联时代，算力网络可以满足自动驾驶、云游戏、人脸识别、VR/AR等新兴应用的实时计算需求。整体而言，人工智能算法模型发展愈加复杂，大规模成发展趋势，巨量模型将是规模化创新的基础。全球范围内，人工智能模型参数大小逐渐递增，在 2011 年至 2021 年间从千万级增至千亿级。2020 年，OpenAI 在发布 GPT-3 深度学习模型后，人工智能在大众的视野实现进一步“扩圈”。GPT-3 模型使用云计算分析学习海量数据后，凭借 1750 亿个参数，在文本分析、机器翻译、机器写作等自然语言处理应用领域表现出色。参数量的暴涨对应的是相应算力需求的急剧增加及数据集中储存能力的提升。同时也对数据的传输效率有较高的要求。五东数西算相关产业链除了在研发方面不断增加服务器的计算实力之外，“东数西算”工程的重心应该集中在对能耗的缩减以及对数据延迟的降低，为未来算力增加及数据储存规模的扩张铺路。既是如此，我们首先来细分化“东数西算”，看看到底有哪些行业能在此次大战略布局上抢占先机。下图是“东数西算”直接辐射的板块。从云计算角度来看，有如下五个主要的辐射板块，云服务商、IDC企业（数据库）、数据中心制冷设备、服务器以及交换机。从能源及基建角度来看，包括导体、通讯传输载体以及电力供应等板块。但是并非所有相关产业都能分到蛋糕。六结论综合前文所述，对于此次工程，短期内最大的获利方无疑是施工方及原材料供应方而非云服务商。从建设角度考虑，一个数据中心集群需要配备足够的输电及光缆线路（光缆电缆特高压），存储及运算能力更强的服务器。需要大量的前期投入，以此为出发点，本轮“东数西算”工程最直接的受益方当属通信基建类的光纤光缆、电力长途输送的特高压以及提供运算和存储服务的服务器供应商。 从短期内成长角度考量，我们必须选择成长性强，更容易接到相关订单的企业进行研究，考虑到国内的数据中心（IDC）服务器从数量上来讲暂时是足够的，已经有超过500万机架，且产能依然过剩。本轮“东数西算”只是将它们更集中的圈在一块儿，从而进行短距离的数据传输及规模化的集群能耗缩减。因此我们暂且把研究方向确定为能耗的缩减以及对数据延迟的降低。除了将闲置的数据中心进行搬迁，在过程中所消耗和运用最多的，当属数据传输使用的光纤光缆及光电信号转换的光模块。