算力大航海时代IDC如何成为数据的犀舟径楫

1、目录TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _TOC_250017 极往知来，以美为鉴，中国 IDC 板块往后看如何投资？ 4 HYPERLINK l _TOC_250016 估值走势分化，市场更青睐龙头增长确定性 4 HYPERLINK l _TOC_250015 IDC：基于网络和能源两大基础设施的算力中心 5 HYPERLINK l _TOC_250014 从美国数据中心行业的演变展望中国行业格局：头部整合是大势所趋 6 HYPERLINK l _TOC_250013 随网而建，随需而扩 8 HYPERLINK l _TOC_250012 美国：初期起源于主电信机房网络附

2、近，后逐步主动型扩张网络触角 8 HYPERLINK l _TOC_250011 中国：邻近骨干网节点，多层级网络架构互联互通 9 HYPERLINK l _TOC_250010 降低网络时延是 IDC 扩张关键诉求 10 HYPERLINK l _TOC_250009 电力转换为算力，IDC 本质是能源生意 13 HYPERLINK l _TOC_250008 当比特遇上瓦特，能源供给是 IDC 扩张首要瓶颈 13 HYPERLINK l _TOC_250007 成本拆分：电力成本是数据中心运营成本主要构成 13 HYPERLINK l _TOC_250006 降低总能耗是重要课题，技术能力

3、是重要手段 15 HYPERLINK l _TOC_250005 需求分化，区位分层，资源禀赋和成本优势是核心能力 18 HYPERLINK l _TOC_250004 选址逻辑：产业政策决定短期供给，市场需求决定资产长期价值 18 HYPERLINK l _TOC_250003 IDC 需求分布：与区域发达程度、区位产业特性密切相关 19 HYPERLINK l _TOC_250002 云计算：为需求引入新变量，推动规模扩张与模式创新 22 HYPERLINK l _TOC_250001 趋势：IDC 与新技术的融合 27 HYPERLINK l _TOC_250000 技术驱动：从托管服务

4、向下游输出网络+IT 服务能力，拓宽价值边界 27图表图表 1: IDC 公司近一年股价走势 4图表 2：IDC 行业可比公司 5图表 3: 可比公司估值表 5图表 4: 全球 IDC 市场规模，及 Equinix、Digital Realty、CyrusOne 市场份额 6图表 5：全球 IDC 并购数量；超大规模数据中心市场规模 7图表 6: 中国 IDC 市场竞争格局（左为 2019 年，右为 3Q 2020） 7图表 7: 美国主要数据中心及主电信机房主要分布于沿海发达地区 8图表 8: 全球移动流量增速预测 9图表 9: Equinix 的全球交换中心网点分布 9图表 10: 截至

5、2021 年 1 月，国家级骨干直联点已增长到 14 个 10图表 11: 裸光纤中的时延测算 10图表 12: OSI 层次中的延迟 11图表 13: 业务时延要求对于数据中心的选择影响 11图表 14: 支付宝五地三中心机房部署 12图表 15: 按区域划分全球数据中心能源需求变化 13图表 16: 我国数据中心用电量预测 13图表 17: 3Q20 Equinix 电力成本占运营费用比例 14图表 18: 美国工业零售电价 14图表 19: Equinix 电费在收入与成本中占比 14图表 20: DLR 电费在收入与成本中占比 14图表 21: 国内数据中心公司电费占收入比 14图表

6、22: 国内数据中心公司电费占成本比 14图表 23: 数据中心平均能耗构成 15图表 24: 数据中心平均 IT 设备能耗占比 15图表 25: 数据中心绿色节能是发展趋势 16图表 26: 模块化数据中心优势 16图表 27: 模块化数据中心类型 17图表 28: 市场需求是数据中心选址的首要考量 18图表 29: 各省能源情况 19图表 30: Equinix 数据中心在美国分布情况 19图表 31：北上广数据中心分布情况 20图表 32: 截至 2020 年上半年，美国主要地区批发型数据中心电力库存量 20图表 33: 一线市场各区域 2020 年上半年较 2015 年初增速 21图表

7、 34: 截至 1H20 北弗吉尼亚占一线市场的市场份额 21图表 35: 2016 年全美各郡家庭年收入中位数排名 21图表 36: 全国各地区数据中心集群资源禀赋对比 22图表 37: Equinix 近五年客户结构保持稳定 23图表 38: CyrusOne 云厂商客户占比持续攀升 23图表 39: 全球头部云计算厂商资本开支变化 23图表 40: 中国云计算厂商资本开支变化 23图表 41: 2014-2020 年头部互联网公司自建数据中心时间线 24图表 42: 云厂商自建成本测算 25图表 43: 数据中心建设成本对比 26图表 44: 数据中心不同模式 IRR 对比 26图表 4

8、5: Equinix 收入结构：托管收入占比逐渐下降，网间互联业务收入占比逐渐提升 27图表 46: 数据中心网络结构变化 28图表 47: Equinix Cloud Exchange 连接了企业、网络设备供应商和云计算供应商 29图表 48: 互联网交换技术为没有交换协议的运营商之间提供直连、合理分配流量 29极往知来，以美为鉴，中国 IDC 板块往后看如何投资？估值走势分化，市场更青睐龙头增长确定性回顾 2020 年 IDC 板块的走势，受新基建政策和下游数字化、在线化需求带动，上半年板块估值中枢整体上移，第一、第二梯队标的期间涨幅在 50%-200%之间，IDC 公司的订单动态、项目扩

9、张、能频指标、收并购等变化也被市场密切关注。从 2020 年下半年开始，我们看到板块内的走势开始出现分化，万国数据、世纪互联、宝信软件等龙头公司继续保持稳健上行的走势，秦淮数据 9 月上市后也逐步受到市场的认可，第二梯队公司则明显后劲不足。我们认为头部公司均呈现了存量订单有序交付、存量客户高粘性并持续贡献新订单、新客户获取持续取得突破、新项目拓展和收并购积极扩张的共性，把握住了 2020 年 IDC 行业跑马圈地的窗口期，进一步夯实了头部地位，基本面的增长指引保持强劲。市场基于龙头稳健的高增速和更高的增长确定性给予估值溢价。同时，IDC 下游的核心需求方包括云计算、互联网、金融客户需要有能力提

10、供高质量服务、全栈式解决方案能力的供给方。我们认为行业无序扩张后将迎来更快的市场整合，继续呈头部集中的趋势，2021 年我们继续推荐 IDC板块的头部公司，上行空间随业绩扩张，估值水平以增长确定性为准绳。在本篇报告中，我们深入分析了 IDC 行业演进的脉络、美国 IDC 的发展趋势、供给端和需求端的核心痛点、新技术如何赋能，以论证未来行业如何演变、第三方 IDC 应如何构建竞争壁垒，在快速变化的市场格局中占有一席之地。图表 1: IDC 公司近一年股价走势(%)400%350%300%250%200%150%100%50%0%2020/12020/22020/32020/42020/52020

11、/62020/72020/82020/92020/102020/112020/12万国数据世纪互联秦淮数据宝信软件数据港奥飞数据光环新网沪深300资料来源：万得资讯，Equinixn.a 94%供给能力392154307,600n.a计划向印度扩张Digital realtyn.a 90%270243133n.an.a新拓展8个国家CyrusOnen.a 86%716163150,000n.a万国数据秦淮数据世纪互联宝信软件光环新网数据港奥飞数据本国市场份额IDC业务份额总收入（亿元）IDC收入规模（亿元）资本开支（亿元）折合5kw机柜数量（个）在运营功耗（MW）扩张计划3.8%100%575

12、7100130,0006501.2%100%18183049,6002482.2%70%48344044,0502201.4%25%8521230,0001501.3%25%8020838,0001900.6%95%991244,3602220.5%70%107312,00060提高美国市场的租赁份 每年新增9万平米额，将超大规模的收益定在8-10%的范围内；拓展欧洲市场，将建成 163MW，占总投资组合的18%。84%n.a计划向华东、华南和 2021-2023年每年新 2021-2022年宝之云5- 2020-2023年新增3.5 2022年达到420MW 2021-2023年北京、东南亚

13、扩张增180MW（合25000 6期预计共交付2万机 万机柜机柜）柜；太仓、南京、华北均有扩张计划上海、广州、昆明计划新增3-4万机柜上架率单机柜月租金（元）每千瓦月租金（元）调整后EBITDA率建设成本 万元/MW服务类型79%13,34979%n.a70%4,32096349%2,100批发90%5,24772%6,09270%2,29575%6,481运营能力49%88%50%30%2,500零售+批发24%19%43%14000零售全球26个国家美洲 44%EMEA 34%亚太 22%批发全球13个国家美国 63%欧洲 30%亚太 6%云厂商 29%电信运营商 23%媒体 15%IT

14、14%金融机构 10%企业 9%批发+零售批发批发零售+批发批发+零售批发+零售主要覆盖地区业务能力主要客户云厂商 28%电信运营商 24%金融机构 16%媒体 14%企业 18%云厂商 49%金融机构14%云厂商 74%互联网公司16% 金融机构及其他10%头条81%微软谷歌互联网公司70%金融机构+政企30%阿里巴巴腾讯金融机构互联网公司阿里巴巴互联网公司资本能力融资成本负债率净债务/调整后EBITDA估值（2021 EV/EBITDA）1.7%60%3.325.52.5%48%5.624.82.1%61%5.122.06.4%66%5.640.68.3%57%0.841.95.9%59%

15、-1.220.44.6%50%-3.833.25.0%31%3.313.95.0%56%2.629.96.5%70%3.327.641964%9,07475%6,2982,51947%60%图表 2：IDC 行业可比公司美国47%欧洲 53%北京33%上海34%河北山西北京43%上海21%上海北京、上海、河北上海、杭州、河北北上广广深22%马来西亚广深20%资料来源：公司公告，注：本国市场份额按收入体量算；财务数据采用 2020 年图表 3: 可比公司估值表营业收入EBITDAEV/EBITDA /财报 交易收盘 市值EBITDAEV/EBITDAEBITDA 2020-2022市盈率公司名称

16、货币 货币 目标价 价 （百万评级（财报货币 百万）（财报货币 百万）2020-2022CAGR美元）CAGR2020A/E 2021E 2022E 2020A/E 2021E 2022E2020A/E 2021E 2022E 2021E 2022E 2020A/E 2021E 2022E万国数据*CNYUSD11510519,632跑赢行业5,7057,8479,6822,6643,7614,62931.8%56.340.633.01.281.04N.M.N.M.N.M.世纪互联*CNYUSD3639.665,272跑赢行业4,8106,1798,2581,3271,7652,57939.4

17、%2520.414.40.520.37N.M.382.483.8秦淮数据*CNYUSD2717.666,344跑赢行业1,7922,7634,0378591,3361,93850.2%99.341.925.50.830.51N.M.415.3152.3宝信软件*CNYCNY8061.299,372跑赢行业8,44910,88312,9621,7862,0882,44917.1%38.732.227.41.881.6054.145.430.5宝信B*CNYUSD5.84.239,372跑赢行业8,44910,88312,9621,7862,0882,44917.1%16.313.411.40.7

18、80.6725.921.714.6数据港CNYCNYn.a.61.192,220n.a.7279591,49533851679453.3%28.729.919.40.560.36103.489.252.6奥飞数据CNYCNYn.a.36.651,201n.a.8838721,35918732647258.9%24.527.619.80.470.3450.246.235.7光环新网*CNYCNY29.2317.874,255跑赢行业8,1329,04110,1381,7592,0932,58321.2%16.513.9110.660.522924.118.9EQUINIXUSDUSDn.a.70

19、7.863,063n.a.5,5626,0046,5792,6732,8453,1598.7%22.925.5232.932.64107.7137.881.1数字房地产信托USDUSDn.a.136.539,393n.a.3,2093,8654,3151,4952,1242,37125.9%31.324.822.30.960.86279150.6109.5CYRUSONEUSDUSDn.a.72.338,710n.a.9811,0301,1235055355928.3%20.52219.92.662.41N.M.393.1271.9注：标*公司为中金覆盖，采用中金预测数据；其余使用市场一致预期

20、；万国数据、世纪互联、秦淮数据的 EBITDA 采用调整后 EBITDA资料来源：万得资讯、彭博资讯、公司公告、收盘价截至 2021 年 1 月 15 日IDC：基于网络和能源两大基础设施的算力中心美国作为全球 IDC 市场的发源地及领军者，从上世纪 90 年代发展至今，占全球近 40%的市场份额，欧洲及亚太地区也保持较快增长，目前中、日、英、德、澳五国市场份额合计约占全球的 30%，尤以亚太地区发展潜力更大。我们以美国 IDC 发展进程为借鉴，从网络、电力、需求等角度分析美国 IDC 市场的发展规律，推演中国 IDC 市场未来发展趋势和投资机遇。数据中心初期随网而建，随后逐步主动加强网络布局

21、。数据中心早期建设“就地取材”，选择毗邻主电信机房及骨干网络节点建址。随着数据量的爆发，用户需求分布不断分散，用户区位分布也逐渐向外扩张，加之用户对时延性要求的日益提升，自建网络成为扩大覆盖缓解时延的重要方式。由于目前中国自建网络受监管牌照限制，缩短传输距离及优化网络架构是当前主要手段。IDC 作为电力能耗大户，节能、绿色化是发展趋势。据统计，2019 年美国数据中心耗电量约占全社会耗电量的 2%，中国数据中心占全社会耗电量的 1.4%，随着数据中心的不断扩张，预计中国数据中心 2022 年总能耗将突破 2,000 亿千瓦时，因此降低能耗、建设绿色数据中心成为发展趋势。我们认为政策支持、技术创

22、新两个层面将有效推动数据中心绿色化、节能化演进。下游客户需求直接决定 IDC 发展方向。从区位分布来看，数据中心发展分布与人口分布、经济发达程度、商业需求密度等呈正向关系，美国逐渐形成了如北弗吉尼亚的产业集群中心。从下游需求分布看，随着云计算市场规模的不断扩大，对数据中心的需求将同步放量，客户 IT 部署复杂性的提升将呼唤对高质量数据中心供给的需求，具备专业化、差异化、全栈式解决方案能力的第三方 IDC 将收割份额。数据中心作为算力基础设施，有望向下游拓展能力边界，实现网络能力与 IT 能力融合发展。传统数据中心仅提供托管业务，美国 IDC 公司凭借网间互联、云交换等技术能力帮助企业在全球部署

23、和使用多云服务。随着模块化、AI 定义等技术的普及，我们认为数据中心将从粗放式扩张步入精细化、技术赋能时代。从美国数据中心行业的演变展望中国行业格局：头部整合是大势所趋美国 IDC 行业格局呈头部整合趋势 头部 IDC 公司市场份额逐年提升。在美国市场，IDC 服务最早由电信运营商提供，逐渐发展为第三方 IDC 占主导，同时头部 IDC 份额扩张明显。美国规模前三的 IDC 公司，Equinix、 Digital Realty 和 CyrusOne 除了提供传统托管服务外，都积极拥抱技术，提供与互联业务相关的增值服务，基于领先规模、技术能力和客户资源，三家的市场份额均呈上升趋势。图表 4: 全

24、球 IDC 市场规模，及 Equinix、Digital Realty、CyrusOne 市场份额（十亿美元）6012%5010%408%306%204%102%00%20152016201720182019全球IDC市场规模（左轴）Equinix市场份额 Digital Realty市场份额CyrusOne市场份额资料来源：公司公告，IDC 并购交易数量增多，未来向超大规模数据中心发展。随着行业不断发展，小型 IDC 逐渐被大型 IDC 公司兼并，超大规模数据中心（按照美国标准：单数据中心服务器超过 5000 架为超大规模数据中心；按照中国标准：数据中心标准机架数量超过或等于 10000 架

25、为超大规模数据中心）成为未来的发展趋势。Equinix 通过兼并整合实现扩张。Equinix 是全球数据中心龙头，通过自建和收购双重扩张，丰富客户资源，并在体量规模化的基础上发展互联、多云生态，夯实竞争壁垒。Equinix 主要经历了初创期、成长期和成熟期三个发展阶段。初创期主要向运营商提供中立的 IDC 业务；成长期通过收购完成规模扩张，基于云计算需求驱动增长。Equinix2007 年收购 IX Europe,进军欧洲市场，2011 年收购 ALog 部分股权进入巴西市场。成熟期，公司加快了数据中心自建与收购，2016 年收购 Telecity Group，2017 年耗资逾 40 亿美元

26、完成了对美国运营商 Verizon 的 29 个数据中心、英国 IO、西班牙数据中心 Itconic 等资产的收购。图表 5：全球 IDC 并购数量；超大规模数据中心市场规模35(十亿美元)（个） 120 3560%963025201542301050113706010030802520601540102050050%40%30%20%10%0%（十亿美元）48%54%44%39%2015201620172018201920202017201820192020并购金额并购个数超大数据中心市场规模超大数据中心占比资料来源：Synergy Research，中国 IDC 格局分化进入下半场，看好头

27、部第三方整合趋势我们认为，中国 IDC 市场也将复刻美国 IDC 行业的发展脉络，头部公司将通过并购中小区域型公司，锁定稀缺资源，提升市场份额。在扩大规模领先优势的同时，挖掘客户需求和痛点，通过技术赋能找到需求新突破口，巩固竞争壁垒，跻身为多云时代的数字基础设施综合服务商。中国电信中国移动24.2%万国数据23.0%万国数据38.2%世纪互联38.3%世纪互联秦淮数据15.6%宝信软件14.6%宝信软件1.2%1.5%0.3% 1.0%1.6%1.5%9.8%5.2%数据港 奥飞数据其他0.5%1.5%1.8%1.1%2.0%1.9%9.8%5.6%光环新网数据港 奥飞数据其他图表 6: 中国

28、 IDC 市场竞争格局（左为 2019 年，右为 3Q 2020）中国联通中国移动中国电信中国联通秦淮数据光环新网注：市场份额根据机柜数测算资料来源：工信部，公司公告，随网而建，随需而扩美国：初期起源于主电信机房网络附近，后逐步主动型扩张网络触角1991 年至 2011 年，美国诞生了一大批互联网企业，信息技术加速更迭带来互联网数据流量井喷式增长，政府及企业在数字化转型中对数据中心的迫切需求带动了大中小型数据中心的建设。因此，美国数据中心在建设初期就地取材，在华盛顿（首都）、纽约及芝加哥（金融中心）、硅谷（互联网及科技中心）、洛杉矶（传媒中心）等经济发达地区率先布局，依托光纤网络所汇聚的骨干网

29、节点，逐步形成 20 余个分布于都市圈的主电信机房。图表 7: 美国主要数据中心及主电信机房主要分布于沿海发达地区温哥华丹佛， 44西雅图， 28西雅图波士顿， 63多伦多波士顿波特兰纽约纽约， 133芝加哥旧金山华盛顿特区硅谷， 106华盛顿特区，124 拉斯维加斯， 25洛杉矶洛杉矶， 83亚特兰大凤凰城亚特兰大， 68达拉斯休斯敦，74 奥兰多。55迈阿密达拉斯，70迈阿密迈阿密， 38资料来源：Google，TelX，。注：以上数据截至 2020 年 9 月 30 日，粉色区域代表数据中心较为密集区域，虚线框代表美国主电信机房分布，橙色框代表美国数据中心分布。以华盛顿特区图例为例，橙色

30、框表示华盛顿地区拥有数据中心有 124 个。2013 到 2019 年间，4G 通信技术的发展造就了繁荣的互联网时代，数据互联需求攀升，单纯依赖向 IDC 运营商租借带宽已不能满足互联网巨头的高速发展需求，2016 年起微软、 Facebook 等互联网企业及数据中心开始参与海缆建设，主要用于数据中心互联，实现海缆提供信息传输通道、数据中心承担信息存储处理的分工。据 TeleGeography 统计，截至 2020年 3 月，全球在用海底光缆 462 条，独立的基础设施提供商和超大规模内容提供商（亚马逊、Facebook、谷歌和微软等）占海底光缆带宽容量增长的三分之二以上。图表 8: 全球移动

31、流量增速预测(EB/月)180180%160160%140140%120120%100100%8080%6060%4040%2020%00%2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E移动流量YoY增速资料来源：Statista，美国 IDC 公司可以选择自行建设光缆和传输网络，实现全球范围内数据中心的联通。以 Equinix 为例，其搭建的 Equinix Cloud Exchange Fabric分布式基础架构和数字生态系统能满足高速率、低时延的洲际级数据中心互联，不需要过度

32、倚赖通信运营商的网络部署。而中国宽带网络建设需要行政许可，IDC 公司不同数据中心之间数据互通还需依靠电信运营商的专线服务。图表 9: Equinix 的全球交换中心网点分布资料来源：公司官网，中国：邻近骨干网节点，多层级网络架构互联互通国内的数据中心在发展初期，同样邻近骨干网节点建设。截至目前，核心节点已覆盖北京、上海、广州、沈阳、南京、武汉、成都、西安、郑州、杭州、福州、重庆、贵阳、呼和浩特 14 个城市，其中北京、上海、广州三个核心节点承担与其他节点以及国际 Internet 互联的属性，2019 年北上广及周边地区的 IDC 机柜数量占全国份额约为 27%、25%和 14%。我们认为随

33、着网络架构不断优化，网络质量持续改善，将帮助形成多层级、均衡化分布的全国互联互通网络，以顺应日益提升的数据中心之间东西向流量传输的诉求。80%在用大型、超大型哈尔滨乌鲁木齐长春呼和浩特沈阳北京银川石家庄天津西宁太原济南兰州西安 郑州南京拉萨成都 重庆武汉 合肥南昌上海杭州昆明贵阳南宁福州广州图表 10: 截至 2021 年 1 月，国家级骨干直联点已增长到 14 个在用数据中心54%76%在建 数据中心为国家互联网骨干直联点不同类型数据中心占国家级骨干网比例国家级骨干网分布资料来源：中国信通院，降低网络时延是 IDC 扩张关键诉求由于中国 IDC 服务商主要跟随电信运营商网络建设路径，无法像美

34、国 IDC 运营商一样通过自建网络扩展版图，我们认为随着通信技术发展和服务器性能的提升，网络时延问题有望缓解，周边地区将部分承载一线溢出的增量需求。通过缩短数据中心与用户距离降低时延。网络延迟取决于传输网络拓扑结构和流量条件。在光纤通信系统中，网络延迟本质上由三部分内容构成：光纤的长度除以光在纤芯中的速度+由光学和电光元件引起的延迟+系统所需的任何额外处理时间。而在裸光纤中，时延有三大主要构成：光纤本身、光学元件、光电元件。光纤本身引起的传输时延占总时延的 70-80%。忽略 ns 级别的元件，单模光纤引发的时延为 4.9us/km；DCF色散补偿长度为总光纤长度的 20%；为了防止光功率的衰

35、减，每 90km 需要一个放大器；还需考虑 FEC、OEO conversion 的时延。我们测算，200km 的双向时延约为 2.75ms，500km的双向时延约为 6.28ms。图表 11: 裸光纤中的时延测算距离（km）双向总时延（ms)距离（km）双向总时延（ms)2002.75265006.2815延迟原因延迟时间（ms）延迟原因延迟时间（ms）单模光纤0.98单模光纤2.45色散补偿0.196色散补偿0.49放大器0.0003放大器0.00075FEC0.1FEC0.1OEO conversion0.1OEO conversion0.1资料来源：Latency in Fiber O

36、ptic Networks，按照开放式系统互联通信参考模型（OSI）的层次分类，除了物理层的 L1 层延时，实际的光传输过程中还受到更高层次的延迟影响，如路由器、交换机、二层交换机都会带来 1-10ms量级的延迟。网络层次越高，给网络传输带来的延迟越高，相较之下物理层中裸光纤的延时仅占一小部分。实际的信息传输过程中，由业务承载网络选择传输路径，将底层的网络与骨干网相连，途经的路由网络越复杂，则延时越长。图表 12: OSI 层次中的延迟OSI层次延迟来源数据单元类型延迟7应用层报文格式、人机接口高6表示层编码算法、压缩5会话层身份认证、许可数据data4传输层端对端误差控制、TCP窗口网络分段

37、segment3网络层网络寻址转译、封包转发、路由器数据包packets2数据链路层误差检测、物理链路的流控制、交换机帧数frames1物理层物理介质、比特流、FEC比特bits低资料来源：Latency in Fiber Optic Networks，优化传输距离是优化网络时延的最有效方式之一。在现有的光传输网络中，每减少 1km 的传输距离将减少往返时延约 10 微秒，如果时延需求在 10 毫秒以内，一般数据中心与信息业务用户端的距离应在 200km 以内。若能够采用裸光纤进行光传输，200km 的双向传输仅需要 2.75ms，已经能够满足大部分时延敏感的业务（如云游戏、人脸识别、工业控制

38、等）。但实际中，运营商的裸光纤业务收费昂贵，第三方数据中心鲜少租用，租专线是更常用的模式。事实上，在数据中心网络传输需求中，客户对 IDC 的内网传输（即东西向传输）需求占总网络需求 85%以上，促进数据中心之间内联是实现数据高效传输、缓解时延痛点的重要途径。图表 13: 业务时延要求对于数据中心的选择影响时延要求典型业务新发展方向时延要求 高时延业务 5至10ms移动支付、网络游戏金融和电子交易（如期货和衍生品的高频交易）5G工业互联网（如车联网、工业控制）部分云业务（数据热备份、云支付、虚机迁移）高清视频类业务（包括4K/8K2至10ms 3至5ms 10ms以内中时延要求 50ms以内网

39、页浏览的直播和点播、高清视频会议、VR/AR）云桌面20ms低时延要求 200ms以内 数据备份储存、大数据处理物联网大连接200ms资料来源：数据通信网络时延对数据中心布局的影响研究，通过优化网络架构降低时延。根据工信部，目前数据中心 40%的网络接入是先通过省网或城域网上联至骨干网汇聚点再连接到骨干网核心节点，这样会增加网络转发跳数导致时延增加。针对网间传输量较大的业务，往往优先考虑在国家互联网骨干直联点设置数据中心；在备份数据中心之间，则采用专用传输链路直联减少 IP 层面的跳转，降低相互访问的时延。为缩小和一线城市相比的网络资源不足，各地也在持续优化网络连接，铺设光网信息高速公路。贵州

40、持续推进“光网贵州”建设，优化贵安骨干节点，增强直联带宽，升级互联网区域交换中心，提高交换能力，促进国际数据资源的汇聚及应用。内蒙古乌兰察布建成了直连北京的光纤链路，端到端的光缆传输时延低至 5 毫秒内，从两地三中心到异地多活架构，数据一致性和延时是挑战多活架构的诉求本质上是对第三方 IDC 的区位选址、项目资源的可拓展性、规模性提出更高要求。随着云计算行业发展，激增的海量数据存储对于服务器故障的容忍度也明显降低，根据波洛蒙研究所测算，数据中心宕机每分钟将造成 1 万美元的经济损失。传统的两地三中心架构（同城，异地；生产型数据中心，同城灾备中心，异地灾备中心）在同城双中心的基础上增加了异地灾备

41、功能，异地灾备中心为冷数据中心，机房出现问题后数据迁移需要较长时间。为了降低数据调用的时延以及提高数据中心资源利用率，逐渐演变为多活架构，能做到不同区位的系统同时提供业务服务，运行相同的应用并同步数据，实现持续的应用可用性和灾难备份能力。异地多活的本质是通过异地的资源冗余，保证极端情况发生下业务的正常运行。互联网公司的系统架构通常经历了以下迭代：单机架构单数据库主从结构的数据库分库分表单元化分布，单元化分布将整套系统打包为单元化，使得进入某个单元的数据就在该单元内被消化与存储，数据之间产生隔离性，因此让单元可以部署到任意机房内而依然保证逻辑上的统一，实现数据一致性。多活架构的核心是数据同步，存

42、在复杂业务场景下频繁跨机房调用导致响应时间延长的弊端，合理的多点多活之间直线距离一般不超过 50-100 公里，我们认为，随着对异地多活架构、异地灾备的需求提升，已进行同城多地布局、并形成全国性网状结构的头部 IDC 公司能满足客户就近、合理范围之间的 IT 部署和扩容需求，提升客户粘性和服务价值。图表 14: 支付宝五地三中心机房部署上海sync杭州sync深圳SH-1机房HZ-1机房SZ-1机房SH-2机房HZ-1机房资料来源：阿里云官网，电力转换为算力，IDC 本质是能源生意当比特遇上瓦特，能源供给是 IDC 扩张首要瓶颈数据中心本质是将电力高效转换为算力的基础设施，作为电力能耗大户，根

43、据美国能源信息局，2019 年美国数据中心耗电约 790 亿千瓦时，占全美全年电力消耗 2%左右。根据我们测算，2020 年美国数据中心整体耗电约 1140 亿千瓦时，占全美电力消耗约 2.9%。中国数据中心能耗与可再生能源使用潜力研究报告预测，2018 年中国数据中心总用电量占全社会用电量 2.35%，预计 2018-2023 年国内数据中心用电量将增长 66%至 2,668 亿 kWh，年均增长率达到 10.64%，相当于两个三峡大坝年发电量。数据中心绿色节能化不仅是从企业角度的降本增效考量，体现 IDC 规模化后的精细化运营能力，实现成本集约，也是实现碳中和目标的重要路径。图表 15:

44、按区域划分全球数据中心能源需求变化图表 16: 我国数据中心用电量预测 250200150100500(TWh)4,000（亿kWh）3.9%3.5%3.0%2.4%2.0%1.0% 1.1% 1.2% 1.4%1.7%3,0002,0001,00005.0%4.0%3.0%2.0%1.0%0.0%201020192022E亚太北美西欧其他数据中心用电量（左）数据中心用电量占全社会用电量比（右） 资料来源：IEA，资料来源：工信部，成本拆分：电力成本是数据中心运营成本主要构成美国成熟的 IDC 企业中，电力成本占比普遍较高。Equinix 电力成本约占总成本的 22-23%，占收入比连续多年保

45、持在 11%-12%区间；DLR 电力成本占总成本 18-20%，占收入 14-16%。国内数据中心电费普遍占收入比 20%以上，一方面由于美国电价相对较低，一方面得益于出色的电力成本管理能力。体现在：1）技术手段，如能源管控软件提升能源使用效率；2）积极的电价谈判能力，美国发电价和上网价分离，也就是电力交易更市场化，IDC 能够直接向电厂招标采购一揽子电力，并与下游客户签订合约管控电价变动风险，用户可以选择含电租金定价或单独按量支付电费。图表 17: 3Q20 Equinix 电力成本占运营费用比例图表 18: 美国工业零售电价 (美分/kWh)9.7 9.8 9.8 9.9 9.810.1

46、 10.4 10.4 10.3 10.5 10.5 10.68.9 9.18.11217%9%5%37%9%10人力8电力租金 6外部服务 4维护 2其他推广费等 023%资料来源：公司官网，资料来源：Statista，图表 19: Equinix 电费在收入与成本中占比图表 20: DLR 电费在收入与成本中占比30%25%20%15%10%5%1Q143Q141Q153Q151Q163Q161Q173Q171Q183Q181Q193Q191Q203Q200%0.30.250.20.150.10.051Q143Q141Q153Q151Q163Q161Q173Q171Q183Q181Q193Q

47、191Q203Q200占收入比例占成本比例占收入比例占成本比例资料来源：公司公告，资料来源：公司公告，图表 21: 国内数据中心公司电费占收入比图表 22: 国内数据中心公司电费占成本比 35%30%25%20%15%10%5%0%20142015201620172018201960%50%40%30%20%10%0%201420152016201720182019秦淮万国世纪互联数据港光环新网秦淮万国世纪互联数据港光环新网 资料来源：公司公告，资料来源：公司公告，继续拆分电力成本可以发现，IT 和空调制冷设备是数据中心的主要能耗来源，两者合计约占数据中心总能耗的 85%，能耗优化集中体现在

48、PUE 的下降。2019 年全球 IDC 平均 PUE 为 1.69，目前 Equinix 的 PUE 目标值为 1.29-1.40，根据我国发改委目标，2025 年中国 IDC 平均 PUE 达 1.3 以下。图表 23: 数据中心平均能耗构成图表 24: 数据中心平均 IT 设备能耗占比 15%45%40%空调制冷供电系统照明系统 IT设备35%50%服务器系统存储系统网络通信设备5%10%资料来源：IDC 咨询，资料来源：IDC 咨询，降低总能耗是重要课题，技术能力是重要手段政策端加码推进数据中心绿色转型美国在过去十年的 IDC 高速发展期持续推出绿色节能管控政策：1）美国管理预算办公室

49、 2010 年启动了美国联邦数据中心整合计划（FDCCI），以清理整顿昂贵低效老旧的数据中心；2）2016 年，出台数据中心优化倡议（DCOI），要求美国政府机构实现数据中心电能、PUE、虚拟化、服务器利用率以及设备利用率等五个指标的优化。上述政策的出台，导致美国 25%的大型数据中心及 60%的中小型数据中心关闭，新建数据中心量减少 31%，帮助清理美国庞大的数据中心库存，三年内共节省运营费用约 27 亿美元。 展望中国，未来电能利用效率持续提升成为刚性的政策要求，碳中和是绿色转型的新目标。中国积极引导全国数据中心往绿色化、节能化方向发展：在 2019 年关于加强绿色数据中心建设的指导意见中

50、提出到 2022 年，新建大型、超大型数据中心 PUE达到 1.4 以下；2020 年底关于加快构建全国一体化大数据中心的指导意见中，要求 2025 年全国大型、超大型数据中心 PUE 降低到 1.3 以下。电力是数据中心运转的根基，未来电力能耗将随着需求扩张持续扩大，相较美国成熟的绿电交易市场，我国当前的能源供给仍以煤炭消费为主，推动清洁能源比例提升将有助于实现高碳-低碳-零碳的转型。1.691.631.51.541.541.521.41.391.45 1.451.481.411.41.391.321.31图表 25: 数据中心绿色节能是发展趋势221.51.5110.50.50020162

51、017201820192016201720182019超大型 大型超大型大型 在用数据中心平均PUE 在建数据中心设计PUE资料来源：中国信通院，技术手段降本增效，机电设备标准化、模块化是趋势 IDC 运营中，IT 和制冷是耗电主要来源，占比约 85%。在制冷方面，可因地制宜，北方干燥低温的环境特性可选择间接蒸发自然冷却，通过空对空冷却减少排热用水；南方潮湿燥热地区可尝试浸没式液冷技术，通过液体代替空气，把 CPU、内存等 IT 发热器件产生的热量带走，具备高能效、高可靠特点。供配电方面，分布式供能、高压直流供电、模块化 UPS 等技术通过降低电损、按需调用，也能帮助优化 PUE 水平。 模块

52、化数据中心受到国家政策推动，在工信部颁布的云计算三年行动计划（2017-2019年）中明确要在绿色、模块化数据中心方面实现技术与产品的突破。秦淮数据从制冷设备到配电设备均实现模块化定制，将整体建设时间缩短 30%-40%。预制模块化数据中心是一种预工程化的方案式产品，在工厂内部完成数据中心所需基础设施单元的有机组合，到项目现场重新拼装即可投入使用。数据中心引入模块化设计，能实现业务快速部署，满足高密度机柜共享基础设施，节省机房空间和电费，优化 PUE。图表 26: 模块化数据中心优势优势无需功能区分无需像传统数据中心一样进行预先功能区分，模块化数据中心可将主机房、动力机房、空调机房的功能有机地

53、整合在模块内，节省机房面积工厂流水线预制预制模块化数据中心所需的基础设施，如机柜、空调、UPS、网络、布线、监控等都由工厂预制完成。工厂流水线生产保证了每一个环节的工程质量，提升数据中心可靠度。标准化安装快速泊位工程现场只需将预制模块进行简单拼装、逐个泊位，模块的内部结构都遵循标准化的安装程序。这种建设模式可以简化工程量、降低工程难度、缩短建设工期、降低人工成本。传统需要一到两年建成的数据中心，现在一到两个月即可完成。复制粘贴故障易查预制模块化数据中心可以按需建制，随需扩容，这种灵活性可以使数据中心分期投资，提升整体运营效率。同时在出现故障点时，只需拆除检修故障模块即可，无须像传统数据中心一样

54、牵一发而动全身花费大量时间排查故障点。高密度低成本预制模块化数据中心一般采用列间水平送风空调就近制冷，送风均匀，没有温度梯度，配合冷/热通道封闭以及严密的气流组织管理，可以极大地提升机房冷气利用率，从而实现单机柜20KW甚至更高功率密度的机房制冷，同时也节省了机房空间及电费、降低了PUE。一站式专业服务预制模块化数据中心的方案式产品特性也决定了它可以实现厂商一站式专业服务，不会出现不同厂商相互推诿，责任无法判定的情况。配合先进、人性化的机房管理软件可以使机房管理人员随时掌控整个数据中心的运行状况。资料来源：Delta，图表 27: 模块化数据中心类型类型应用规模应用场景动力集装箱型数据中心大型

55、主机托管机房模块化集装箱数据中心中型海底电缆接入站 IDC数据中心智慧城市一体化集装箱数据中心小型边缘运算石油探勘冶矿天然气钻探军事资料来源：Delta， 美国成功的模块化设计本质是满足了机房的灵活弹性部署，实现同一机房内 Tier 2-3-4不同等级灵活升降，不同单位功耗密度的机柜随时扩容，批发、零售客户和谐共处，模块化技术体现了对 IT 设备的技术掌控力和预判能力。然而，IT 和网络设备的技术迭代周期远快于基础设施，我们认为合理地规划机房架构，使机电模块更具适用性和经济性以适配 ICT 技术的快速变革才是核心，效率最优的设备模块化、标准化需要从整个系统架构出发。IDC 所提供的机电设备服务

56、，核心是提供电力和制冷资源，借鉴云计算、IDC 的底层逻辑共享经济，将机电资源池化、按需切割也是一种新思路。综合来看，我们认为对机房系统架构的前瞻性把控是 IDC 运营核心的能力要素，涵盖对 IT 负荷能力、机电布局方式、密度上升后散热能力等环节的判断，这其中进一步隐含了对客户需求的准确理解，决定了 IDC 服务商的弹性拓展能力、机房设计能力是否能和客户需求紧密匹配。在这个前提下，技术本身并不是最大的壁垒，对 IDC 服务商而言，真正下沉贴近客户需求，通过技术手段为客户提供高性价比的服务才是第三方 IDC 的核心价值。需求分化，区位分层，资源禀赋和成本优势是核心能力选址逻辑：产业政策决定短期供

57、给，市场需求决定资产长期价值按需规划云计算、互联网公司和 IDC 服务商对数据中心选址的着眼点不同：大型互联网公司自建考虑到成本、优惠政策、一线资源自身获取不经济的问题，多选择非一线偏远地区，低成本满足灾备需求。而对于第三方 IDC 运营商，需要考虑下游需求是否刚性且可持续：以北上广为代表的一线城市，汇聚对时延性要求较高的金融结算、交易、人脸识别等业务，客户对这类业务的付费能力和意愿较强，同时供给稀缺、受政策强管控，因此第三方 IDC 愿以高溢价锁定一线稀缺资源；对于时延需求低的业务如冷数据备份、离线计算分析，环一线地区逐渐成为一线替代，通过技术手段能部分解决缓解时延影响，在成本和需求间取得平

58、衡。图表 28: 市场需求是数据中心选址的首要考量2016-2018年2018-2020年产业政策资本市场需求相关技术进步数据资源人才资料来源：CCID，政策支持政策支持是吸引数据中心短期形成集群的催化剂。美国各州对数据中心服务商实行不同程度的销售税、不动产税减免优惠。中国多地也出台支持大数据产业发展的政策，采取税收、补贴等优惠，初步形成贵州贵安、河北张家口、廊坊、山西大同等数据中心产业集聚区。电力及网络保障数据中心具有高能耗的属性，电力供给充足稳定以及电价合理是吸引数据中心选址的重要考量。以乌兰察布为例，其规划有效风场 6,828 平方公里，技术可开发量为 6800 万千瓦，0.26 元/千

59、瓦时的大数据产业电价在全国范围内颇具竞争力。山西支持数据中心参与电力直接交易，鼓励风光等清洁能源发电，对大型及特大型数据中心设定了 0.35 元/千瓦时的目标电价。从电力供应的富余度看，以贵州、内蒙、山西为代表的中西部地区能源充足，根据 2017 年数据，生活消费用电量分别仅占本省市一次能源生产量的 12%、4%、3%，内蒙古净调出量占当年一次能源生产量达 70%。而以北京、上海、深圳为代表的一线城市一次能源生产量较小，对外省能源的需求量大，仅生活用电就需外省能源支援，IDC 建设受到严格的监管和能源限制。图表 29: 各省能源情况单位：万吨标准煤贵州内蒙山西北京上海深圳生产一次能源生产量13

60、651.3154620.1261455777.93416.9184.452919.57省外调入量2210.293553.0739756036.2323008.14154.81调出省外量4492.941578.1518843222.8912679.122814.33消费生活消费1688.341935.4008241674.811697.31210.82744.09净调出2282.6138025.0779137186.66-1853.825116-1955.40183-1340.48生活消费/一次能源生产量12%4%3%407%656%25%净调出/一次能源生产量17%70%67%-445%-10