一

3組圖入門IDC基礎

第1組圖：IDC (數據中心) 概念

數據中心是一個集中存儲、計算數據的地方，主要為互聯(lián)網基礎服務提供商提供服務。它需要配備高速互聯(lián)網接入帶寬、高性能服務器以及可靠的機房環(huán)境等硬件和服務。隨著互聯(lián)網和云計算的快速發(fā)展，IDC服務行業(yè)正迎來前所未有的發(fā)展機遇。目前，IDC增值業(yè)務的營收已經超過了IDC基礎服務。數據中心不僅僅是簡單的服務器集合，因為服務器對環(huán)境和物理安全都有相同的要求，所以將它們集合在數據中心中維護可以降低成本。

（IDC 數據中心業(yè)務)

數據中心并不僅是服務器的簡單集合， 由于服務器具有相同的對 環(huán)境的要求以及物理安全上的需求， 采用數據中心的集合方式加以維護有望降低維護成本。

（數據中心示意圖）

第2組圖：IDC 產業(yè)鏈圖譜

第3組圖：IDC 行業(yè)正時機

1.需求要素

需求要素是 IDC 行業(yè)興盛的基礎：云計算已成為 IDC 行業(yè)發(fā)展的最大驅動力，5G 新應用、人工智能助力云計算二次成長。云計算已經成為 IDC 行業(yè)發(fā)展的最大驅動力。

（IDC 行業(yè)需求要素）

全球數據急劇增長， 云計算市場空間打開。

中國信通院數據顯示，到2023 年，我國云計算市場規(guī)模將達3754 元，基本保持 27%以上同比增速。5G建設適度超前逐步實現(xiàn)在各行各業(yè)的應用，全面賦能行業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)從“能用”到“好用” 的跨越。據中國移動預測到2025年全球物聯(lián)網連接數將達 300 億個，約為當前4倍。

2.人工智能助力云計算

5G 新應用、人工智能助力云計算二次成長。移動互聯(lián)網的發(fā)展和電商的發(fā)展是國內云計算第一階段成長的主要驅動力， 5G商用拉開帷幕，5G 新應用、人工智能、 自動駕駛等有望助力云計算迎來二輪增長。

（ 云計算成長驅動力示意圖）

（流量與算力剪刀差擴大有望加速 IDC 行業(yè)需求提升）

Statista 預測， 2023年人工智能全球市場規(guī)模將達530億美元，2020~2033年復合增速為 48. 16%。自動駕駛方面據Gartner預測，2023 年全球自動駕駛車輛的出貨 量將達到42.6萬量，2020~2023年復合增速為 41.26%。

（建設周期使得 IDC 行業(yè)的投資領先于云計算發(fā)展）

據思科白皮書預測：到2025年全球數據圈每年規(guī)模將達到175ZB，全球IDC流量將到達20.6ZB。

3.5G 商業(yè)化，增長數據中心需求：

縱觀5G的三大應用場景，從時間線上來看，5G 初期主要以 eMBB (大帶寬) 業(yè)務為主， 中后期 uRLLC (超低時延+高可靠) 與 mMTC (大規(guī)模連接) 業(yè)務將逐步實現(xiàn)規(guī)模應用。

（5G三大應用場景+5G 主攻方向是行業(yè)應用）

受益于 5G 技術逐漸成熟，下游應用內容持續(xù)拓展(4K、云游戲、VR 、物聯(lián)網等) ，5G 流量增長將產生更多大型數據中心及邊緣小型數據中心部署需求。

隨著 5G 商用進程的逐步推進， 內容形式更加多元化，IaaS 和 SaaS 技術均已相對成熟，云計算全面進入“黃金時代”， IDC 服務行業(yè)的發(fā)展將迎來巨大的機遇。

（IDC 產業(yè)鏈流量傳導邏輯）

二

3組圖看清 IDC碳中和實現(xiàn)路徑

第1組圖：IDC成本=Capex+Opex，較大資本開支投入+較高電力成本。

IDC作為高耗能企業(yè)， 占全社會用電總量接近2%。根據中國電子學會報告及預測，到 2030 年，我國數據總規(guī)模有可能達到4YB，機架總規(guī)模將在 2019 年基礎上增長1-2倍。

（數據中心配電系統(tǒng)與供配電市場規(guī)模）

供配電設備及制冷設備占數據中心總能耗的 50% ，成為節(jié)能主要突破點。數據中心的能 耗部分主要包括 IT 設備、制冷系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及其他設施。

從各個環(huán)節(jié)的能耗占比來看， IT設備和制冷系統(tǒng)分別占據數據中心總能耗的 40%，供配電系統(tǒng)占總能耗的10% 。IT設備主要是指服務器、網絡等負責 進行信息交換、存儲的設備，其功耗與性能正相關，難以下降。因此降低配供電系統(tǒng)以及 制冷設備的能耗則成為了數據中心節(jié)能、提升效率的關鍵。

第2組圖：用電方式轉型路徑

1.購買綠電(風、光、水) 或購買綠證：

IDC綠色轉型路徑(一)

2.通過高效的設備能夠有效降低各個環(huán)節(jié)的能耗水平(降低PUE) ：

IDC綠色轉型路徑(二)

3.其他自行發(fā)電及用電方式對比(定性+定量)：

不同發(fā)電可行性分析(定性+定量)

在數據中心電源側儲能主要作為電力負荷補充手段和峰谷電價調節(jié)手段， 成本仍然是主要的考慮因素(按照目前儲能價格測算， 峰谷電差1元地區(qū)投資回收期約3.5年) ，隨著未來電池成本的下降，儲能普及度有望進一步提升。

IDC&能源產業(yè)鏈梳理

第3組圖：高效溫控系統(tǒng)為降低PUE關鍵因素

（碳中和對數據中心要求）

根據 Knowledge 數據， 全球數據中心機柜平均功率密度為 8.2KW，隨數據量和算力 的提升，功率密度將持續(xù)增長。

據 IDC 圈資料顯示，我國數據中心能耗 85%在 PUE1.5 至 2 之間，在用超大型數據中心平均 PUE1.63，大型數據中心平均 1.54 ，較往年呈 下降趨勢，預計到 2025 年我國數據中心能耗將增長至 3952 億千瓦時， 占全社會用 電比例 4.1%。而數據中心運行能耗約有 25%-40%用于制冷，高效的散熱方式成為解 決能耗問題的重點， 直接影響到數據中心整體效率和 PUE 值。

（數據中心耗能分布( PUE=1.5)

（數據中心耗能分布( PUE=1.3)

政策管控趨嚴，高效溫控系統(tǒng)為降低 PUE 的關鍵因素。隨著熱密度、功率高密度、超大規(guī)模的大型 IDC 中對 PUE 要求高的占比提高，采用低耗能 的 IT 設備、溫控系統(tǒng)成為降低 PUE 指標的關鍵突破口，溫控方案決定了整體架構和 能效水平，使相關優(yōu)質設備的市場需求釋放， 且低耗能設備相關技術水平等要求較高，價格高于普通設備，行業(yè)有望進入“量價齊升”階段，傳統(tǒng)的風冷已經無法達到所需的散熱能力。

三

與溫度傳感器

溫控系統(tǒng)是數據中心中重要的設備之一，成本約占數據中心建設成本的16.7%。隨著新建數據中心的不斷增多，溫控系統(tǒng)需求也在不斷增長。同時，老舊基礎設施的改造升級也成為了數據中心行業(yè)的重點，特別是對于效益差、能耗高的小散數據中心，加快改造以提升效能已經成為刻不容緩的任務。新型機房精密空調、液冷等創(chuàng)新液冷方案的應用，也將進一步提升溫控系統(tǒng)的價值。

數據中心行業(yè)也在推動采用機柜模塊化等節(jié)能技術模式，溫控廠商積極產業(yè)鏈延伸拓展至模塊化機柜領域，以進一步提升產品價值。特普生溫度傳感器專家曾老師表示：特普生為IDC數據中心提供溫控設備的溫度采集產品方案。特普生的NTC熱敏電阻、溫度傳感器是溫控設備的重要供應商之一。

1、從產業(yè)鏈角度說溫度傳感器在IDC數據中心的應用

數據中心產業(yè)鏈包括上游基礎設施提供商、中游數據中心及云計算服務商、下游終端客戶。

（IDC 產業(yè)鏈圖譜）

1-1.上游基礎設施如何用溫度傳感器

溫控設備提供商：譬如英維克、 申菱環(huán)境、佳力圖、高瀾股份、黑牡丹、網宿科技、 依米康，溫控系統(tǒng)能耗占數據中心非 IT 能耗的 80%，溫控系統(tǒng)的能耗是 PUE 是否能降低到合理水平的關鍵因素之一。

1）散熱制冷：空氣冷卻系統(tǒng)、液體冷卻系統(tǒng)用溫度傳感器。

（特普生-風冷溫度傳感器）

（特普生-液冷溫度傳感器）

2）供配電：配電柜用到溫度傳感器、機器溫控器與溫濕度傳感器。變壓器用到溫度控制器、變壓測溫傳感器。溫度傳感器在柴油發(fā)電機組冷卻液系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)中，均有應用。

（特普生-配電柜溫度傳感器）

3）IT及網絡設備：“監(jiān)控交換機各個硬件，比如芯片溫度、扣板溫度等，都設置溫度傳感器，并取最高值就行”。特普生曾老師說，“溫度監(jiān)控對服務器很重要，應對不同環(huán)境、平衡機架密度、停電預防。機架外/室內溫度傳感器，非常適合檢測不同環(huán)境溫度，提供機架的特定溫度映射。機架內溫度傳感器，可以獲得CPU、GPU、入口、出口溫度的準確讀數?！?/p>

（光纖通信設備）

1-2.中游數據中心及云計算服務商如何用溫度傳感器

中游數據中心及云計算服務商所需溫控管理方案，主要有兩個方向：一個是這些數據中心所配置的全系列產品（上面圖文）所需要的溫度傳感器、產品及方案，一個是這些數據中心室內環(huán)境所需要的專用空調、液冷風冷設備所需要的溫度傳感器。

1）IDC運營商：“東數西算”工程強化能源配套機制，將降低 IDC 用電成本。鼓勵各地區(qū)結合布局導向， 探索優(yōu)化能耗政策， 在區(qū)域范圍內探索跨省能耗和效益分擔共享合作，有望緩解存 在的能耗緊張情況，有利于 IDC 運營商及時、充分完成交付、滿足客戶需求， 提升收入規(guī)模。數據中心建設主體原則上為數據中心相關行業(yè)骨干企業(yè)。我們主要關注電信運營商、 有客戶優(yōu)勢和先發(fā)優(yōu)勢的IDC 營商。

2）三大運營商數據中心資源儲備規(guī)模業(yè)內領先：截至 2021 年中報， 中國電信對外服務機架 43 萬個，中國移動可用機架 37.2萬個，中國聯(lián)通機架數31萬個，在樞紐節(jié)點均有 所布局， 此外三大運營商顯著的云網融合、安全可靠優(yōu)勢， 在數字經濟發(fā)展大背景下， 運營商均發(fā)力轉型信息通信服務商，我們判斷未來三大運營商會成為“東數西算”中重要的參與力量。

3）電力設備提供商：電力設備環(huán)節(jié)約占建設成本 55.6%，也直接受益數據中心建設拉動， 隨著數據中心集 約綠色建設要求提升，數據中心供電架構也推出高壓直流電源HVDC、巴拿馬電源等新 的供電技術方案，同時電力設備廠商也積極產業(yè)鏈延伸拓展至模塊化機柜領域，進一步提 升產品價值量。

4）云網融合提供商：如中國移動、中國電信、中國聯(lián)通、紫光股份等。

《全國一體化大數據中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》中要求，對集群和城區(qū)內 部的數據中心進行一體化調度， 支持在公有云、行業(yè)云等領域開展多云管理服務， 加強多云之間、云和數據中心之間、云和網絡之間的一體化資源調度。

5）IT 設備/光模塊：如服務器/交換機廠商中興通訊、紫光股份、星網銳捷等。光模塊廠商中際旭創(chuàng)、新易盛、 華工科技、光迅科技、 天孚通信、中瓷電子等。服務器、交換機、光模塊等環(huán)節(jié)拉動更多和數據中心實際上架情況相關，此次國家發(fā) 改委等部門同意啟動建設樞紐節(jié)點復函中明確要求數據中心平均上架率不低于 65%，在數字經濟等帶動下，預計上架率也將穩(wěn)步提升，帶動服務器、交換機、光模塊等環(huán)節(jié)增長。

6）自主可控與安全：如海量數據、 中科曙光、迪普科技、中興通訊、紫光股份等?！度珖惑w化大數據中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》中要求，推動核心技術突 破，提升大數據全產業(yè)鏈自主創(chuàng)新能力；確保網絡數據安全，同步規(guī)劃、同步建設、同步使用安全技術措施。

2、從IDC綠色轉型（降低PUE)角度說溫度傳感器在IDC數據中心的應用

通過高效的設備能夠有效降低各個環(huán)節(jié)的能耗水平(降低PUE) ：

（IDC綠色轉型路徑(二)）

依據本文前面所述，上圖一目了然，各類高效集成產品（尤其高功率）、高效制冷/冷卻技術產品、高效IT技術、配電設備等等，無一例外，溫控方案必不可少，溫度傳感器應用非常廣泛。

其他自行發(fā)電及用電方式對比(定性+定量)：

（不同發(fā)電可行性分析(定性+定量)）

1）“無論集中式光伏、分布式光伏，溫控方案必不可少，溫度傳感器應用非常廣泛。光伏上中游，針對單晶硅生產中冷卻水的流量和溫度如何可靠檢測的問題，就應用到了熱電偶等溫度監(jiān)測產品。

2）下游（氣象站）：需要少量的氣象傳感器，如溫度傳感器、傾角傳感器等等，就能夠充分覆蓋氣象站的評估需求。

3）下游（匯流箱）：NTC溫度傳感器，主要用于采集其運行狀態(tài)信息及其內部溫度信息發(fā)送給上位機，實現(xiàn)對光伏匯流箱運行狀態(tài)監(jiān)控。

（特普生-逆變器溫度傳感器）

4）下游（逆變器）：面對室外溫差變化、潮濕度、暴風雨等惡劣環(huán)境，逆變器利用溫濕度傳感器來測量并且加以控制自身溫濕度，譬如逆變器內部出現(xiàn)溫度過高情況時，使逆變器停止運行或降額輸出，以保護設備的穩(wěn)定運行。

作者簡介

吳憨子：傳感器應用營銷老師。投資及擔任森霸傳感、特普生傳感應用營銷顧問，歡迎交流傳感器應用與投融資，微信：mckinsin

審核編輯黃宇