当前位置:首页 新闻 行业资讯

数据中心热管理市场容量与迫切点

特普生科技 特普生科技 2023-04-18 12 433

—— 特普生,以研制储能与动力电池CCS、储能温控、数据中心、5G、温度传感器等等热管理产品为核心,本文针对汽车热管理市场容量进行分析。

一、概述

2025 年我国数据中心温控市场规模预计将达 192 亿元:数据中心单机柜功率密度不断提升,同时全国 PUE 要求趋严,“东数西算”工程要求张家口、韶关、长三角、芜湖、天府、重庆集群的 PUE在 1.25 以下,林格尔、贵安、中卫、庆阳集群的 PUE 在 1.2 以下。

降低数据中心能耗的关键是提高机房制冷效率,液冷技术相对于风冷而言约可节约 20%的空调电能,同时 IT 部分电能可节省 13%~25%,总体的节能效果在 40%以上,液冷数据中心基础设施的市场需求将会持续扩大。根据我们的测算,2025 年我国数据中心温控系统市场规模预计将达 192 亿元/年,数据中心机房温控市场空间广阔。

二、数据中心热管理

2.1. 我国数据中心市场规模化趋势明显

随着我国数字化转型的深入推进,数据中心市场收入保持增长态势。

根据中国信息通信研究院数据,截止到2021年底,我国在用数据中心机架规模达520万架,近五年年均复合增速超30%,处于快速成长阶段。数据中心的设计、建设、节能改造、网络运维等存在较大的商业机会,同时有望带动通信传输线路的建设和运维需求。

图片

2017-2022E 中国数据中心市场规模与中国数据中心机架数量


“东数西算”全面启动,IDC 产业链充分受益。

2022 年2月,国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发文件,同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等 8 地启动建设国家算力枢纽节点,并规划了10个国家数据中心集群。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。

数据中心规模化趋势明显。

我国超大型数据中心、大型数据中心机架规模占比逐年提升,数据中心规模化趋势日渐显现。我国数据中心大型机以上机架数量从 2017年的83万架提升至 2021年的420万架,占比从50%提升至80%,数据中心大型化规模化趋势将带来耗电量与能耗的上升。

*按机架规模的不同,数据中心可细分为超大型、大型、中型、小型和微型数据中心。

图片


2.2.预计2025年,我国数据中心耗电量将增长至近 4000 亿 Kwh,节能降耗需求迫切

数据中心耗电量巨大,节能存在较大优化空间。

据中国 IDC 圈数据,数据中心耗电量随数据中心数量的增多逐年攀升。2021年全国数据中心的耗电量超 2100 亿 Kwh。到2025年,国的数据中心耗电量预计将增长至近 4000 亿 Kwh。数据中心耗电量占全国用电量比重预计将从 2018 年的 1.6%增长至 2025 年的 5.8%。

根据 CDCC 发布的《2021 年中国数据中心市场报告》,2021 年度全国数据中心平均 PUE 为 1.49。按照地区统计分析:华北、华东平均PUE接近1.40,规模化、集约化和绿色化水平较高。华中、华南地区受地理位置和上架率及多种因素的影响,数据中心平均 PUE 值接近 1.60,存在较大的提升空间。

图片

单机柜功率密度不断提升。

根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 年我国的数据中心平均功率密度为 8-10kW,未来我国新建的数据中心向着大规模的方向发展,预计 2020 年之后单机柜功率密度在 15kW 以上。随云计算、AI、超算等应用发展,数据中心机柜平均功率密度数预计将逐年提升。

单机柜功率密度的提高将带来更高的热负荷与散热需求。预计2025年,全球数据中心单机柜平均功率有望达到 25kW。

图片

全国PUE要求趋严,数据中心温控设备需求不断提升。

据相关数据显示,当空调系统对应的能耗占比分别为 38%、26%、17.5%时,对应的PUE为 1.92、1.5、1.3,所以采用高效节能的空调系统是降低 PUE 的关键。

2021年4月

上海市经济信息化委指出,新建大型数据中心综合 PUE 严格控制不超过 1.3,并对于利用可再生能源,储能技术的项目给予引导和支持。“东数西算”工程要求张家口、韶关、长三角、芜湖、天府、重庆集群的 PUE 在1.25以下,林格尔、贵安、中卫、庆阳集群在1.2 以下。

2021年7月

北京发改委指出,将对新建、扩建数据中心项目进行更严格的审查,根据不同的用能规模,对于能源使用效率(PUE)超过标准限定值的数据中心执行差别电价政策。

年能源消费量:

<1万吨标准煤的项目PUE值不应高于1.3;

≥3万吨标准煤的项目PUE值不应高于1.15。

202111

业和信息化部发布《“十四五”信息通信行业发展规划》——为落实行业绿色发展,助力实现碳达峰、碳中和,目标到2025年底,信息通信业绿色发展水平迈上新台阶,单位电信业务总量综合能耗下降幅度达15%,新建大型和超大型数据中心 PUE 值下降到1.3以下。

降低数据中心能耗的关键是提高机房制冷效率。

数据中心耗电量的不断攀升使得节能降耗迫在眉睫,同时各省份低 PUE 政策也对数据中心制冷设备提出了更高的要求,推动了数据中心温控设备需求的提升和产品的不断进步。

数据中心的耗能主要包括 IT 设备(占比最大 45%)、制冷系统(占比第二40%)、供配电系统、照明系统及其他设施(包括安防设备、灭火、防水、传感器以及相关数据中心建筑的管理系统等)。

图片

图片

不同 PUE 数据中心能耗分布

2.3.2025 年我国数据中心温控市场规模预计将达 192 亿元

随着数据中心的发展及单位面积功率的提升,数据中心基础设施的制冷方式在不断演进与发展,其制冷方式主要有风冷和液冷

传统数据中心的散热方式,即使用空气作为冷媒,对服务器的发热部件进行换热,带走热量的技术

冷(IDC液冷系统

指使用液体取代空气作为冷媒,为发热部件进行换热,带走热量的技术。采用液冷方式时必须使用液冷服务器。形式分为喷淋式、浸没式、冷板式三者的主要区别是对服务器的散热方式不同。

①喷淋式液冷,是将冷却液通过喷淋的方式淋在服务器的散热元件上带走服务器产生的热量

②浸没式液冷,指将服务器的发热元器件完全浸没在冷却液中,通过冷却液的对流或相变将服务器的热量带走的散热系统。

③冷板式液冷,在服务器的 CPU 等大功耗部件采用液冷冷板散热,其他少量发热器件(如硬盘、接口卡等) 仍采用风冷散热系统;

图片


液冷技术的高效制冷效果有效提升了服务器的使用效率和稳定性、延长服务器寿命,同时占地面积小、系统布置改造灵活,使数据中心在单位空间布置更多的服务器,提高数据中心运算效率。

· 节能

根据中国储能网数据,液冷技术相对于风冷总体节能效果在 40%以上:节省20%的空调电能,同时因取消服务器内部风机,IT部分可节省13%~25%。

· 高散热效率,为数据中心创造了附加价值

液体比热容不受海拔与气压影响,可以保持较高的散热效率,保证数据中心在高海拔地区的运行效率和性能。以液体为载体,可直接通过热交换接入楼宇采暖系统和供水系统,满足附近居民的供暖、温水供应等需求,为数据中心创造了附加价值。

液冷技术可以满足 2.7-30kW/机柜的数据中心散热需求,解决超高热流密度的散热问题,因此液冷数据中心基础设施的快速发展是必然趋势。

· 使数据中心PUE趋近于1

液冷技术可使数据中心 PUE 达到 1.3 以下,其中浸没式可将PUE降到 1.2 以下,联合其他技术可趋近于1。随着各行业数据量的持续增长,大型、超大型规模的数据中心逐步成为市场主流,液冷数据中心基础设施的市场需求将会持续扩大。

图片

根计算,2025 年预计将达 192 亿元/年。数据中心机房温控市场空间广阔。

图片

三、IDC产业链

IDC产业链主要包括基础设施、 IDC 托管/增值、应用/服务厂商三个主要环节:
基础设施环节,主要涉及 IT 设备、UPS、制冷设备、网络带宽、供电及楼宇等。
IDC托管/增值环节,主要有运营商、专业第三方 IDC 厂商、云厂商自营的IDC 服务商等。
应用/服务厂商环节,主要为 IDC服务的受众,包括互联网企业、云服务商、金融企业、企业客户等。

图片

图片

图片

(IDC 产业链图谱)
上游基础设施:
建设数据中心的硬件供应商,包括 IT设备 (服务器、路由器、交换机、光模块等) 、电源设备 (UPS、变压器等) 、土地、制冷设备、发电设备和基础运营商提供的带宽服务等。
中游服务商: 
目前国内主要为网络中立的第三方数据中心和运营商数据中心,提供 IDC 集成和运维服务,目前运营商数据中心依然占据较大份额,但随着网络流量的爆发和增值服务需求的提升,第三方数据中心快速发展。
纵观全球,云计算需求的快速增长成为 IDC 行业增长的主要驱动力。云服务商及相关解决方案:主要为基础电信运营商和云计算厂商,运营商提供互联网带宽资源和机房资源,云计算通过租用或自建数据中心的方式来提供IaaS/SaaS等云服务。
下游最终用户:
据中心对互联网流量的增长起到基石作用,随着全球 5G 商业化进程加速,各行各业的流量增长势不可挡,因此最终用户包括所有需要将内容存储/运行在IDC机房托管服务器的政府机关、 制造业、传统行业、银行等机构单位、互联网企业等。 

图片

(IDC下游用户)


四、IDC市场空间大+成长性强+确定性强

1、数据浪潮袭来
全球数据中心市场规模整体平稳增长,基本保持10%的速度增长。中国 IDC 市场规模增基本保持增长 20%,速显著高于全球 IDC 市场增速,增长潜力十足成长空间较大。

图片

(2018~2023 年国内数据中心机柜总数与投资规模)
2、云计算市场空间打开

图片

(IDC 行业需求要素)
需求要素是IDC行业兴盛的基础。 
云计算已成为 IDC 行业发展的最大驱动力,5G 新应用、人工智能助力云计算二次成长。云计算已经成为 IDC 行业发展的最大驱动力。全球数据急剧增长,云计算市场空间打开。高清视频、工业互联网、车联网等场景兴起,全球数据急剧增长,云计算市场规模逐渐放量。
中国信通院数据显示,到2023年我国云计算市场规模将达 3754 亿元,基本 保持 27%以上同比增速。目前,我国5G建设保持适度超前的 节奏, 逐步实现在各行各业的应用,全面赋能行业发展,实现从“能用”到“好用”的跨越。根据中国移动预测,到2025年,全球物联网连接数将达300亿个,约为当前4倍。

图片

(中国与全球云计算市场规模)
我国IDC市场保持增长动力,仍有较大发展空间,且结构性的变化对公司的积极影响更加突出。
云计算市场规模增长下,拉动对IDC基础设施建设需求,IDC作为新基建重点投资领域之一得到大力发展,目前已进入产业 4.0 时代,朝 “云计算+ 边缘计算”、超大数据中心与小型化边缘数据中心共生的产业格局迈进,大型的数据中心占比提高。

图片

(不用业务类型对数据中心的时延要求及地域范围)
3、人工智能助力云计算
当前5G商用拉开帷幕,5G 新应用、人工智能、 自动驾驶等有望助力云计算迎来第二轮增长。我们认为移动互联网的发展和电商的发展是国内云计算第一阶段成长的主要驱动力。 

图片

(云计算成长驱动力示意图)

图片

(流量与算力剪刀差扩大有望加速IDC 行业需求提升)
据 Statista预测,2023年人工智能全球市场规模将达到530亿美元,2020~2033 年复合增速为 48.16%。
据Gartner 预测,自动驾驶方面,2023年全球自动驾驶车辆的出货量将达到42.6万量,2020~2023年复合增速为41.26%。

图片

(建设周期使得IDC行业的投资领先于云计算发展)
4、5G商业化,增长数据中心需求
纵观5G三大应用场景,从时间线上来看,5G 初期主要以 eMBB(大带宽) 业务为主,中后期 uRLLC (超低时延+高可靠)  与 mMTC (大规模连接)  业务将逐步实现规模应用。5G时代流量爆发的势头正在持续,据预测:到2025年全球数据圈每年规模将达到175ZB,全球IDC流量将到达20.6ZB。

图片

(5G三大应用场景+5G 主攻方向是行业应用)
我们认为受益于 5G技术逐渐成熟,5G 流量增长将产生更多大型数据中心及边缘小型数据中心部署需求。商用逐步落地下游应用内容持续拓展(4K视频、云游戏、AR/VR、物联网等) 。
随着5G商用进程的逐步推进,未来智能网联、AR/VR、云游戏等新兴应用将逐步落地, 内容形式更加多元化,IaaS 和 SaaS  技术均已相对成熟,云计算全面进入“黄金时代”, IDC 服务行业的发展将迎来巨大的机遇。

图片

(IDC产业链流量传导逻辑)


五、IDC呈现发展趋势

我国在超大数据中心建设方面较为领先,市场份额逐步增长。大型数据中心的服务器数量、数据存储及数据流量方面在未来都将占据整体数据中心过半份额,背后的逻辑是云计算产业进入“黄金时代”,产生了大量核心地区大型数据中心的建设需求。
我国数据中心发展将主要以三个大方向发展:
1)  超大型数据中心远端部署,降低成本,处理“冷数据”;
2)  大中型数据中心服务云计算,处理“热数据”,处理时效性较高的业务;
3)  边缘计算数据中心分布式部署,解决超低时延、高实时性、高安全性、本地化等需求。
发展趋势:
数据中心大型化+云计算核心地带分布+边缘计算分布式部署。超大规模数据中心的增长势头不减,IDC公司每年收入平均增长24%,资本支出增长超过 40%,大部分用于建设和装备数据中心。
IDC服务企业分为零售型和批发型:
1 )零售型
主要面向中小客户群,因上架节奏的不同导致上架率较低,单机柜租金收入高于批发型,整体毛利率较高(国内最高可达 55%) ;
2) 批发型
大客户收入占比高,主要面向云计算互联网客户(万国数据云计算客户占比70%),上架率较高,但是单机柜租金收入较低,导致毛利率整体较低(国内约为35%-45%)。

图片

(零售与批发型数据中心基本情况对比)
新能源车热管理在传感器技术应用

图片

图片

图片

图片

图片

图片

新能源车热管理与传感器应用营销管理

图片

新能源车热管理在投融资应用

图片


特普生,成立于2011年,是国家高新技术、专精特新企业。主要研制NTC芯片热敏电阻温度传感器储能线束储能CCS集成采集母排储能模组铝巴等温度采集产品系列。一体化研制、一致性品质的特普生,竞争力优势明显:自主研制NTC芯片核心技术及实现医用0.3%精度;专利百项,保留不公开技术2项;为全球新能源产品、大消费品与工业品提供了定制化的温度采集技术。

文章链接:https://www.temp-sen.com/industry/597.html,部分素材来源于网络,若有不适,请及时联系我们删除。

Share
返回
上一篇:储能热管理市场容量
下一篇:汽车热管理市场容量与趋势
相关文章
文章排行榜
回到顶部