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安信证券-通信行业:5G和IDC新基建促温控技术革命性升级,散热行业迎量价齐升大发展-200318
2020-03-19 16:07:36  夏庐生,彭虎,杨臻
研报摘要

  ■全球云基础设施Capex即将大幅提升,温控设备是基本保障,需求大幅增长。2020年5G时代已经到来,三大应用场景将分阶段落地,5G基建落地后,5GVR/AR、车联网、高清视频等应用将产生较4G时代更庞大的网络流量,进一步带动云数据中心的投资,边缘云基础设施的需求也将指数级提升。温控设备,特别是设备精密空调、户外机柜温控设备、服务器液冷组件等,将是上述信息“新基建”的基本保障,保证中国5G网络更节能、更稳定、更节省和更快速地部署。
  ■温控设备和IT设备均亟待升级,微模块数据中心产品全面普及。数据中心需要满足高密度、低PUE和快速按需部署的要求,温控设备和IT设备均亟待升级。而以精密空调为代表的温控设施是上游IDC降低PUE的关键。根据IMB估计,空调设备成本占数据中心建设成本的16.7%,但对IDC全生命周期内降低Opex、符合政策PUE要求有关键性影响。根据ICTResearch估计,2020年机房温控节能设备市场规模预计将接近56亿人民币。国内IDC低能效问题是云基础设施建设的痛点之一,而微模块数据中心凭借高能效和快速部署优势成为主流标准。
  ■散热效率更高、更节能的液冷服务器技术升级,叠加服务器出货进入上升周期,行业机遇巨大。云数据中心的IT硬件投资是Capex的主要组成部分,IT硬件主要包括服务器、网络设备(交换机和路由器)、存储设备等,将在本轮5G流量爆发的浪潮中首先受益。数据中心生命周期内累计Opex通常是建设成本的4倍以上,加大一次性建设支出,采用低PUE方案的IT设备是未来IDC业主的必然选择。散热效率更高、更节能、更静音的液冷服务器有望逐步成为主流,将配合其他温控设备一同降低数据中心PUE。提供各类液冷解决方案的企业将充分受益。此外,国内服务器市场自身3~4年的更新周期拐点到来,服务器市场自身重回景气阶段,带动液冷解决方案行业进入景气上升周期。
  ■5G建设大潮到来,基站散热机柜出货量大幅提升。5G基站密度和功耗远高于4G,随着5G基站建设的深化,机柜温控设备产品有望实现价量齐升,即使与4G设备共柜也要进行全面的散热升级。同时,5G作为“新基建”重点方向,未来10年将是“宏站+微站”格局齐头并进,具有超长演进周期,中长期小基站散热基础设施必不可少。
  ■车联网“新基建”投资开启,ETC/V2X机柜设备需求大幅增长。今明两年,国家交通建设重点不单是传统基建(铁路、公路、机场等),而将是更进一步升级到了以V2X信息基础设施为代表的“新基建”。在5GV2X车联网建设中,路侧通信单元RSU是实现车联网连续覆盖的重要设施,将全面部署在交叉路口、公路道路和高速公路等场景,而ETC/V2X门架系统集成机柜安装在龙门架旁边,包含了空调制冷模块、电源、消防、监控等,离不开车联网户外机柜精密温控设备的保障。
  ■国内设备温控龙头企业比肩艾默生,市占率不断提升。近年来,国内英维克、佳力图等企业凭借模块化数据中心产品的技术进步,已陆续为阿里、Tencent、以及三大运营商的超大型IDC提供高效节能的模块化制冷系统及产品,市占率持续攀升,未来有望逐步向电器巨头艾默生靠拢,成为细分领域龙头。
  ■投资建议:中国超大强度的3G/4G、FTTx网络资本支出,创造了全球最完善的网络基建和最庞大的互联网用户群体,中国移动应用实现弯道超车。在通信巨头HUAWEI、中兴和互联网巨头阿里、Tencent的推动下,中国云应用百花齐放。设备温控行业是5G和IDC“新基建”的底层保障,5G基站、V2X机柜散热、液冷服务器方案升级将是设备温控行业的全新增长点,大家看好国内龙头企业英维克、佳力图等在“新基建”浪潮中逐步实现对海外巨头的替代。
  ■风险提示:温控市场技术众多,存在细分市场竞争加剧的风险、技术更迭风险或新方案推进不及预期的风险;全球经济动荡,全球5G建设不及预期的风险。
研报全文

安信证券-通信行业:5G和IDC新基建促温控技术革命性升级,散热行业迎量价齐升大发展-200318

12020年03月18日通信行业深度分析证券研究报告投资评级领先大市-A维持评级首选股票目标价评级行业表现资料来源:Wind资讯%1M3M12M相对收益-5.36-7.90-19.81绝对收益-6.95-4.99-14.73夏庐生分析师SAC执业证书编号:S1450517020003xials@essence.com.cn021-35082732彭虎分析师SAC执业证书编号:S1450517120001penghu@essence.com.cn杨臻分析师SAC执业证书编号:S1450518080005yangzhen@essence.com.cn相关报告数据中心产业链梳理:CPU平台升级,DRAM周期反转,PCB量价齐升2020-03-015G智造系列一:云上互联、别开生面2020-02-22【安信通信每周观点】全国高速入口称重、ETC并网切换如期进行,车联网示范试点落地北京2020-01-06【安信通信每周观点】中国移动启动5G光传输集采,通信院发布车联网白皮书2019-12-30【安信通信每周观点】中国C-V2X车联网专利世界领先,光通讯400G“新时代”近在眼前2019-12-1625G和IDC“新基建”促温控技术革命性升级,散热行业迎量价齐升大发展■全球云基础设施Capex即将大幅提升,温控设备是基本保障,需求大幅增长。

2020年5G时代已经到来,三大应用场景将分阶段落地,5G基建落地后,5GVR/AR、车联网、高清视频等应用将产生较4G时代更庞大的网络流量,进一步带动云数据中心的投资,边缘云基础设施的需求也将指数级提升。

温控设备,特别是设备精密空调、户外机柜温控设备、服务器液冷组件等,将是上述信息“新基建”的基本保障,保证中国5G网络更节能、更稳定、更节省和更快速地部署。

■温控设备和IT设备均亟待升级,微模块数据中心产品全面普及。

数据中心需要满足高密度、低PUE和快速按需部署的要求,温控设备和IT设备均亟待升级。

而以精密空调为代表的温控设施是上游IDC降低PUE的关键。

根据IMB估计,空调设备成本占数据中心建设成本的16.7%,但对IDC全生命周期内降低Opex、符合政策PUE要求有关键性影响。

根据ICTResearch估计,2020年机房温控节能设备市场规模预计将接近56亿人民币。

国内IDC低能效问题是云基础设施建设的痛点之一,而微模块数据中心凭借高能效和快速部署优势成为主流标准。

■散热效率更高、更节能的液冷服务器技术升级,叠加服务器出货进入上升周期,行业机遇巨大。

云数据中心的IT硬件投资是Capex的主要组成部分,IT硬件主要包括服务器、网络设备(交换机和路由器)、存储设备等,将在本轮5G流量爆发的浪潮中首先受益。

数据中心生命周期内累计Opex通常是建设成本的4倍以上,加大一次性建设支出,采用低PUE方案的IT设备是未来IDC业主的必然选择。

散热效率更高、更节能、更静音的液冷服务器有望逐步成为主流,将配合其他温控设备一同降低数据中心PUE。

提供各类液冷解决方案的企业将充分受益。

此外,国内服务器市场自身3~4年的更新周期拐点到来,服务器市场自身重回景气阶段,带动液冷解决方案行业进入景气上升周期。

■5G建设大潮到来,基站散热机柜出货量大幅提升。

5G基站密度和功耗远高于4G,随着5G基站建设的深化,机柜温控设备产品有望实现价量齐升,即使与4G设备共柜也要进行全面的散热升级。

同时,5G作为“新基建”重点方向,未来10年将是“宏站+微站”格局齐头并进,具有超长演进周期,中长期小基站散热基础设施必不可少。

■车联网“新基建”投资开启,ETC/V2X机柜设备需求大幅增长。

今明两年,国家交通建设重点不单是传统基建(铁路、公路、机场等),而将是更进一步升级到了以V2X信息基础设施为代表的“新基建”。

在5GV2X车联网建设中,路侧通信单元RSU是实现车联网连续覆盖的重要设施,将全面部署在交叉路口、公路道路和高速公路等场景,而ETC/V2X门架系统集成机柜安装在龙门架旁边,包含了空调制冷模块、电源、消防、监控等,离不开车联网户外机柜精密温控设备的保障。

■国内设备温控龙头企业比肩艾默生,市占率不断提升。

近年来,国内英维克、佳力图等企业凭借模块化数据中心产品的技术进步,已陆续为阿里、Tencent、以及三大运营商的超大型IDC提供高效节能的模块化制冷系统及产品,市占率持续攀升,未来有望逐步向电器巨头艾默生靠拢,成为细分领域龙头。

■投资建议:中国超大强度的3G/4G、FTTx网络资本支出,创造了全球最完善的网络基建和最庞大的互联网用户群体,中国移动应用实现弯道超车。

在通信巨头HUAWEI、中兴和互联网巨头阿里、Tencent的推动下,中国云应用百花齐放。

设备温控行业是5G和IDC“新基建”的底层保障,5G基站、V2X机柜散热、液冷服务器方案升级将是设备温控行业的全新增长点,大家看好国内龙头企业英维克、佳力图等在“新基建”浪潮中逐步实现对海外巨头的替代。

3■风险提示:温控市场技术众多,存在细分市场竞争加剧的风险、技术更迭风险或新方案推进不及预期的风险;全球经济动荡,全球5G建设不及预期的风险。

行业深度分析/通信4内容目录1.云基础设施温控重要性提升,IDC微模块、液冷服务器是新增长点..........................................71.1.全球流量暴增,云计算数据基建设施投资需求大幅提升.....................................................71.2.“科技新基建”功率密度提升,绿色节能化成为趋势............................................................71.2.1.云数据中心产业链解构:上游IT硬件、电力设备投资大,温控设备是底层保障71.2.2.IDC建设需要满足高密度、低PUE和快速部署三大要求,模块化和液冷散热成为重要的技术创新点.......................................................................................................................91.3.微模块方案凭借灵活快速部署、低PUE优势成为收据中心主流选择之一....................141.4.更集约、更节能的液冷服务器是下一个风口.......................................................................161.4.1.液冷技术有望成为服务器散热标配............................................................................161.4.2.2020年云服务器出货量触底回升,行业整体景气周期向上...................................211.5.大型数据中心投资进入上升周期,国内温控行业空间巨大..............................................231.5.1.中美两国继续瓜分全球应用流量,两国数据中心基建投资加速............................231.5.2.2019年云计算巨头资本支出触底,5G新应用有望促进全球Capex回升...........261.5.3.中国数据中心保有量增长快于全球平均....................................................................271.5.4.中国云计算巨头大型IDC投资与北美仍有差距,未来发展空间大.......................282.5G投资高峰即将到来,户外机柜温控设备大有可为...................................................................292.1.中国4G基站建设全球领先,上游基站机柜温控设备龙头企业快速成长.......................292.2.5G基站器件量价齐升,2020大规模投资拉开帷幕...........................................................312.3.V2X联网基建大幕拉开,路侧机柜温控成为全新增长点...................................................323.重点企业.............................................................................................................................................333.1.英维克:“新基建”投资开启,企业是精密温控领域执牛耳者........................................333.2.佳力图:业务涵盖精密空调、冷水机组和代维服务,外延涉足第三方IDC领域.........34图表目录图1:思科的全球互联网流量增速预测.................................................................................................7图2:4G建设末期我国移动互联网接入流量维持指数级增长...........................................................7图3:云数据中心产业链..........................................................................................................................8图4:中国IDC耗电量历史及预测.........................................................................................................9图5:中国IDC单机柜功率密度分析及预测........................................................................................9图6:数据中心配套设施建设成本比例...............................................................................................13图7:散热负荷远远超过IT负荷..........................................................................................................13图8:数据中心提高能效的“内外双修”...........................................................................................13图9:数据中心微模块构成示意图.......................................................................................................15图10:微模块优于传统IDC.................................................................................................................15图11:2016年机房温控设备竞争格局...............................................................................................15图12:英维克机房温控节能设备收入快速增长(单位:亿元)..........................................................15图13:数据中心案例A成本分析........................................................................................................16图14:数据中心案例B成本分析........................................................................................................16图15:自然风墙的工作原理.................................................................................................................17图16:百度云计算(阳泉)中心采用间接风侧自然冷却的AHU........................................................17图17:风冷服务器和液冷服务器的比较.............................................................................................18图18:不同散热方案的可以实现的能效(纵轴为PUE)...............................................................18图19:冷板式液冷服务器原理图.........................................................................................................19行业深度分析/通信5图20:全浸没式液冷服务器原理图.....................................................................................................19图21:alibaba浸没式麒麟服务器.....................................................................................................20图22:alibaba液冷服务器集群.......................................................................................................20图23:曙光“刀片式浸没相变液冷”服务器(局部).....................................................................20图24:曙光全浸没相变液冷样机.........................................................................................................20图25:浪潮与百度合作的超级AI计算平台X-MAN4.0...................................................................21图26:浪潮与电工所合作的新型液冷HPC系统..............................................................................21图27:中国服务器出货量及增速.........................................................................................................21图28:全球服务器出货量及增速.........................................................................................................21图29:全球服务器营收及增速.............................................................................................................22图30:2019年全球服务器供应...........................................................................................................22图31:2012-2018全球以太网交换机收入及增速.............................................................................23图32:2012-2018全球路由器收入及增速.........................................................................................23图33:全球Top100网站......................................................................................................................23图34:2019年中的全球网页访问排名...............................................................................................23图35:AMAZONAWS营收(亿美金)及增速......................................................................................24图36:阿里云营收(亿人民币)及增速.............................................................................................24图37:MicroSoftAzure营收(亿美金)及增速........................................................................................24图38:2017全球公有云市场份额.......................................................................................................25图39:2018全球公有云市场份额.......................................................................................................25图40:2017年我国公有云市场份额...................................................................................................26图41:截至2019Q1我国公有云市场份额.........................................................................................26图42:AMAZON资本支出及增速.............................................................................................................26图43:MicroSoft资本支出及增速.................................................................................................................26图44:GOOGLE资本支出及增速.................................................................................................................27图45:FACEBOOK资本支出及增速..................................................................................................27图46:2014~2018年全球IDC市场规模...........................................................................................27图47:2012~2018年中国IDC市场规模...........................................................................................27图48:全球和中国IDC保有面积及增速............................................................................................28图49:全球和中国IDC新增面积及增速............................................................................................28图50:2018年我国运营商仍然占IDC市场主流份额......................................................................28图51:中国互联网巨头资本开支与北美企业仍有差距.....................................................................28图52:2011-2018美国数据中心投资额.............................................................................................29图53:2015-2018全球数据中心、机架数量.....................................................................................29图54:目前中国超大型云数据中心在全球占比仍然较少.................................................................29图55:2018年全球数据中心市场份额...............................................................................................29图56:我国4G基站数量......................................................................................................................30图57:英维克机柜温控设备收入与同行业内比较(百万元).........................................................31图58:国内三大运营商资本开支及预测.............................................................................................31图59:ETC机箱、一体箱、机房等产品示意图................................................................................33图60:ETC门架系统一体化智能机柜示意图....................................................................................33表1:数据中心使用的主要设备:包括IT设备、制冷设备和供电系统等.......................................7表2:精密温控节能设备的特点..............................................................................................................9表3:数据中心当前能耗问题分类.......................................................................................................10行业深度分析/通信6表4:国家层面对数据中心“节能减排”政策汇总...........................................................................10表5:各省市对数据中心相关政策汇总...............................................................................................12表6:微模块数据中心主要优点...........................................................................................................14表7:液冷和风冷服务器的性能对比...................................................................................................18表8:数据中心液冷与风冷的比较分析...............................................................................................19表9:高能耗密度的数据中心将率先采取液冷方式,浸没式成为首选...........................................19表10:浸没式液冷技术分类.................................................................................................................19表11:2017~2018年全球云计算服务商市占率................................................................................25行业深度分析/通信71.云基础设施温控重要性提升,IDC微模块、液冷服务器是新增长点1.1.全球流量暴增,云计算数据基建设施投资需求大幅提升2020年5G时代已经到来,5G三大应用场景将分阶段落地,首先带来的是遍布全球的移动基站、车联网V2X基站、以及海量物联网连接,而庞大的网络连接必将带来全球互联网流量的再次加速增长,从而带动互联网云数据中心投资的增加,对边缘云基础设施的需求也有望指数级提升。

根据思科可视化网络指数(VNI)估计,自1984年以来,全球互联网已产生超过4.7ZB的IP流量,但2016~2022年全球IP流量将会超过此前所有“互联网年”的流量总和,届时全球IP流量预计将达到每月396EB,每年4.8ZB。

同时,全球将有超过280亿台设备和连接在线,其中高清视频(包括VR/AR)将占据全部IP流量的82%。

而作为互联网基础设施中的基础设施—“温控设备”,比如室内精密空调、户外散热机柜、服务器液冷系统等,将发挥对“科技新基建”的基本保障作用,确保5G和云计算更节能、更稳定、更快速、成本更低地实施部署。

图1:思科的全球互联网流量增速预测图2:4G建设末期我国移动互联网接入流量维持指数级增长资料来源:CiscoVNI,安信证券研究中心资料来源:工信部,安信证券研究中心1.2.“科技新基建”功率密度提升,绿色节能化成为趋势1.2.1.云数据中心产业链解构:上游IT硬件、电力设备投资大,温控设备是底层保障云计算数据中心产业链包括上游基础设施及硬件设备商、中游为运营服务及解决方案提供商、下游为数据流量用户,温控设备是底层设施的保障。

下游:主要包括互联网云服务商、互联网垂直应用服务商、金融机构、制造业及App企业、政府部门等。

下游客户对算力、存储的需求增长是驱动云数据中心投资的核心因素,近期,远程教育、远程办公、远程医疗和工业互联网需求崛起,对服务器需求快速放量。

中游:超大型数据中心、边缘数据中心是云计算核心基础设施,是云计算的物理载体。

目前,国内专业IDC服务商主要分为:三大电信运营商、第三方IDC服务商和云计算服务商。

运营商由于历史原因,在核心城市拥有大量带宽资源和机房资源,资本实力雄厚,是过去IDC建设主要力量。

第三方IDC服务商拥有自身的优势土地及能耗资源,同时也提供数据中心托管及增值服务,是国内IDC资源供给的重要补充,主要包括世纪互联、光华新网、数据港、万国数据、奥飞数据等。

云计算服务商多采用自建IDC、租用或定制化IDC的模式进行IT设备部署,典型包括阿里、Tencent、AMAZONAWS、HUAWEI云、金山云等。

表1:数据中心使用的主要设备:包括IT设备、制冷设备和供电系统等行业深度分析/通信8IDC设备分类主要设备主要发展方向IT设备服务器类例如机架式、刀片式(含机框)或塔式等服务器选用高密度、高性能、低功耗主设备,引入NFV、SDN和AI等新技术存储类包括磁盘阵列、SAN(存储区域网络)交换机等存储设备,以及磁带库、虚拟带库等备份设备网络类包括交换机、路由器,以及防火墙、VPN(虚拟专用网络)、负载均衡等各类专用网络设备IT支撑类主要包括用于运行维护的监控管理等设备温控设备室内空调设备包括机房专用空调、行间制冷空调、湿度调节设备等优化机房的冷热气流布局,采用精确送风、热源快速冷却等措施,运用微模块产品、液态制冷、冷热通道隔离、液冷服务器、自然冷却系统提供冷源的设备包括风冷室外机、冷水机组、冷却塔、水泵、水处理等新风系统包括送风、回风风扇、加/除湿设备、风阀等供配电系统通常由变压器、配电柜、发电机、UPS、HVDC(高压直流)、电池、机柜配电单元等设备组成采用新能源和市电的低压直供,引入高频模块化UPS、分布式HVDC、高送风地板等其它消耗电能的基础设施包括照明设备、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。

资料来源:工信部、中国电子技术标准化研究院、中国电子学会等上游:IDC由基础设施和硬件设备构成,包括上游土地、建筑物及配套、IT设备(服务器、交换机、路由器、光模块/光纤光缆及最上游的光电芯片/通用芯片等)、电力设备(UPS、变压器等)、制冷设备、机柜和光纤光缆等。

其中服务器/网络设备、光模块将在云计算基建ICT支出中占有较大比例。

另外,以精密空调为代表的温控设施是上游云计算基础设施的核心保障。

一般定制化的IT硬件成本主要由下游客户承担,未来无论是下游客户自身需求还是政策驱动,都需要数据中心满足高密度、低PUE、快速按需部署的要求,IT设备、温控设备均亟待升级。

图3:云数据中心产业链资料来源:安信证券研究中心整理其中,温控设备是IDC硬件设施稳定运行的基础保障。

温控设备商直接或通过长期合作的系统集成商提供给数据中心业主/运营商,为阿里、Tencent以及联通、电信、移动等用户的大型数据中心提供高效节能的制冷系统。

除温控节能系统外,温控设备商可能按客户要求提供模块化数据中心系统、边缘数据中心等整体散热方案。

精密温控节能设备又可简称为精密空调,主要应用于电子电器设备工作环境控制,以保行业深度分析/通信9护设备可靠性、提高效率、降低运营成本为诉求。

而普通的家用空调主要面向人居环境,以保护健康、提高工作效率和生活质量为目的。

精密空调在空气循环、热管理、热稳定性等方面都有比普通家电更高的要求。

表2:精密温控节能设备的特点项目设备精密温控节能设备人居舒适型空调应用领域面向设备工作环境,以保护设备可靠动作,提高效率,减少运行成本为诉求人居环境,以保护身心健康,提高工作效率,生活质量为目的空气循环要求的空间环境各个参数均匀性高,单位时间空气循环次数大对整个空间均匀性要求不高,循环次数小热管理以热管理为主,设计具有高显热比,小焓差特性。

湿负载比例较大,设计具有低显热比,大焓差特点热稳定性温度波动≤±1℃一般控制在±3℃~5℃湿度管理环境对湿度精度要求高,要求设定湿度±5%按卫生及舒适要求,控制在40%~65%RH,范围宽运行环境运行环境:-40℃~+45℃工作制式:“24小时×7天”持续运行运行环境:-5℃~+45℃工作制式:“8小时×7天”间歇运行设计寿命较长较短可靠性满足无人值守工作需求,可靠性要求高可靠性相对较低资料来源:英维克招股说明书、安信证券研究中心1.2.2.IDC建设需要满足高密度、低PUE和快速部署三大要求,模块化和液冷散热成为重要的技术创新点信息“新基建”能耗总量不亚于老基建,数据中心是耗电大户,节能减排成为各国政府政策引导重点。

根据ICTresearch统计,全球过去五年服务器的电力消耗超过了20座1000MW发电厂的发电总量。

2017年,全球各地运行的800万个数据中心消耗了416.2太瓦时(1太瓦时≈10亿度电)的电力,约为全球总用电量的2%,预计到2020年将达到全球用电量的3~4%。

根据中国数据中心节能技术委员会统计,2017年中国数据中心总耗电量为1200~1300亿千瓦时,超过三峡大坝、葛洲坝电厂2017年全年发电量之和(约1200亿千瓦时),占全国总用电量的2%左右。

2018年中国数据中心总耗电量为1608.89亿千瓦时,占全国总用电量比例提升到2.35%。

未来4年(2020年至2023年)中国数据中心总用电量将增长65.82%,预计2023年中国数据中心总用电量2667.92亿千瓦时。

另据咨询机构IDC预测,到2020年,中国数据中心耗电量就将增至2962亿千瓦时,2025年更高达3842.2亿千瓦时,这一预测收据比上述节能技术委员会预测数据更显现出中国数据中心能耗问题的紧迫性。

随着CPU、FPGA、GPU等核心芯片算力的增强,服务器单机柜功率密度持续提升。

在2019年中国IDC产业年度大典上,alibaba表示2019年多节点服务器以及基于GPU、FPGA、ASIC等AI服务器出货逆势增长,算力、设计功耗值不断提高,导致单机柜功耗持续增长,2015~2019年典型机柜的功率已经从约12千瓦上升到15千瓦左右,高功耗机柜的功率也从32千瓦上升到39千瓦左右。

未来,IDC耗电量或将会达到全社会耗电量的3~4%,督促“新基建”节能减排、提升数据中心PUE能耗比成为国家政策关注的重点。

图4:中国IDC耗电量历史及预测图5:中国IDC单机柜功率密度分析及预测行业深度分析/通信10资料来源:工信部、中国电子技术标准化研究院、中国电子学会等,安信证券研究中心资料来源:工信部、中国电子技术标准化研究院、中国电子学会等,安信证券研究中心PUE:衡量IDC能效技术与节能水平的核心指标是PUE(能源使用效率PowerUsageEffectiveness),PUE=该数据中心总设备能耗/该数据中心IT设备能耗,PUE越接近1则能效越好。

能效问题成为中国大型IDC建设的核心痛点,精密温控设备是主要矛盾。

根据工信部2015年《国家绿色数据中心试点工作方案》,中国数据中心当时PUE普遍大于2.2,而美国IDC平均PUE已降到1.7以下。

而到了2018年,咨询机构IDC指出当年全球数据中心平均PUE为1.58,先进数据中心PUE已降至1.2以下,而我国85%以上数据中心PUE仍处于1.5~2.0之间。

虽然我国近年新建的大规模数据中心PUE有所降低,但整体与国际水平相比还存在较大差距。

大家认为,未来外部政策规范和企业自身降耗需求双轮驱动,将促使国内IDC摆脱“数字地产”的简单发展模式,数据中心用于提升能效比方面的投资有望大幅增加。

表3:数据中心当前能耗问题分类问题IT设备制冷系统供电系统资源过度供应按照上限配置设备强制通风方式盲目散热按照最终的容量配置资源利用率低平均利用率30%左右至少过度供应一倍以上设备利用率30%~40%资源孤岛现象不能动态调节和共享设备完全隔离,不能合理调度,资源不能动态调节,低密甚至工作在相反的制冷和加热度机架容量富余,高密度状态机架不能满足要求没有测量尺度无法测量工作量大小,无法动态调节不了解发热状况和温度分布,只能盲目送风、“移动空气”——固定运营费用能耗固定,不能按资源设备启动后的电费是固定的,设备启动后的电费是固定(计费方法)实际使用量来计费不能按需调整的,不能按需调整数量迅速增长服务器用量剧增、服务器“蔓延”机房散热设备数量和容量不断增加系统不断复杂,设备数量和容量不断增加应变能力差不能保持与业务需求变化同步基本上是刚性的设备,几乎没有应变能力基本上是刚性的设备,几乎没有应变能力占用大量经费预算运行费用日益增加,降低添置新设备能力占用大部分预算,几年就超过购置费用,难以按需扩展占用大部分预算,几年就超过购置费用,难以按需扩展资料来源:工信部,中国电子技术标准化研究院等,安信证券研究中心外部政策驱动:2010年后,我国云计算产业进入加速发展阶段,数据中心能耗问题迅速得到从中央到地方各级政府的重视,对PUE限制日益趋严。

2013年底,国内数据中心最集中的北京市十部委就率先联合发文禁止PUE>1.5的数据中心建设投产。

2014年3月,工信部发布《关于进一步加强通信行业节能减排工作引导意见》规定从2016年后新建大型数据中心的PUE值必须<1.5。

随着数据中心能耗限制政策陆续推出,到了2019年2月,工信部、国家机关事务管理局、国家能源局联合发布《关于加强绿色数据中心建设的引导意见》,明确到2022年全国新建大型、超大型数据中心的PUE值(电能使用效率)不得高于1.4。

近10年来不断出台的政策引导效果显著,根据咨询机构IDC发布的《2019中国企业绿色计算与可持续发展研究报告》,PUE值大于2.0的中国企业从2012年的34.6%占比下降到2019年的2%,大家认为,未来中国数据中心能耗水平将快速向欧美国家靠拢。

表4:国家层面对数据中心“节能减排”政策汇总行业深度分析/通信11时间发布部门政策主要内容2012.02工信部《工业节能“十二五”规划》明确提出“重点推广绿色数据中心、绿色基站、绿色电源,统筹数据中心布局、服务器、空调等设备和管理App应用,选址考虑能源和水源丰富的地区,利用自然冷源等降低能源消耗,选用高密度、高性能、低功耗主设备,积极稳妥引入虚拟化、云计算等新技术;优化机房的冷热气流布局,采用精确送风、热源快速冷却等措施2012.05工信部《2012年工业节能与综合利用工作要点》提出推动信息技术促进节能降耗。

2012.11工信部《关于进一步规范因特网数据中心业务和因特网接入服务业务市场准入工作的通告》进一步完善了IDC业务准入要求。

监管政策降低了IDC市场准入门槛,促进IDC市场健康快速发展。

2013.01工信部、发改委、国土部、电监会、能源局《关于数据中心建设布局的引导意见》促进数据中心选址统筹考虑资源和环境因素,推进资源集约利用,提升节能减排水平;出台适应新一代绿色数据中心要求的相关标准,优化机房的冷热气流布局,采用精确送风、热源快速冷却等措施,从机房建设、主设备选型等方面降低运营成本,确保新建大型数据中心的PUE值达到1.5以下,力争使改造后数据中心的PUE值下降到2以下。

2013.02工信部《工业和信息化部关于进一步加强通信业节能减排工作的引导意见》2015.03工信部、国家能源局《关于国家绿色数据中心试点工作方案》提出到2017年,围绕重点领域创建百个绿色数据中心试点,试点数据中心能效平均提高8%以上,制定绿色数据中心相关国家标准4项,推广绿色数据中心先进适用技术、产品和运维管理最佳实践40项,制定绿色数据中心建设指南。

2015.05国务院《中国制造2025》明确“积极引领新兴产业高起点绿色发展,大幅降低电子信息产品生产、使用能耗及限用物质含量,建设绿色数据中心和绿色基站,大力促进新材料、新能源、高端装备、生物产业绿色低碳发展”。

2015.10工信部、国家能源局国家绿色数据中心遴选工作在第一批遴选工作中划定了北京、上海、广东、天津、河北、江苏等14个试点地区,并且在生产制造、电信、公共机构、互联网、金融、能源6个重点领域中评选出49家数据中心。

2016.06工信部《国家绿色数据中心试点工作方案》为引导和规范绿色数据中心试点单位开展节能环保监测工作,确保试点创建有序开展。

2016.06国管局《公共机构节约能源资源“十三五”规划》加强机房节能管理,建设机房能耗与环境计量监控系统,对数据中心机房运行状态及电能使用效率(PUE)、运行环境参数进行监控,提高数据中心节能管理水平。

开展绿色数据中心试点,实施数据中心节能改造,改造后机房能耗平均降低8%以上,平均PUE值达到1.5以下。

2016.07工信部《工业绿色发展规划(2016-2020年)》明确提出要加快绿色数据中心建设。

2016.12国务院《“十三五”国家信息化规划》规划指出积极推广节能减排新技术在信息通信行业的应用,加快推进数据中心、基站等高耗能信息载体的绿色节能改造。

2017.01国务院《“十三五”节能减排综合工作方案》进一步推广云计算技术应用,新建大型云计算数据中心能源利用效率(PUE)值优于1.5。

支撑技术装备和服务模式创新。

打造一批节能环保产业基地,培育一批具有国际竞争力的大型节能环保企业。

2017.04工信部《关于加强“十三五”信息通信业节能减排工作的引导意见》提出要“着力推动国家绿色数据中心试点建设”和新建大型、超大型数据中心的能耗效率值达到1.4以下;新能源和可再生能源应用比例大幅提升。

《云计算发展三年行动计划(2017-2019年)》在发展目标方面从产业规模、行业应用、绿色节能、标准制定、企业发展、安全保障等方面,提出未来三年的总体目标。

2017.08工信部《关于组织申报2017年度国家新型工业化产业示范基地的通知》首次将数据中心、云计算、大数据、工业互联网等新兴产业纳入国家新型工业化产业示范基地创建的范畴,并提出2017年度优先支撑新兴产业示范基地的创建。

2019.02工信部、国家能源局《关于加强绿色数据中心建设的引导意见》明确到2022年全国新建大型、超大型数据中心的PUE值(电能使用效率)不得高于1.4。

资料来源:工信部等部委,安信证券研究中心行业深度分析/通信12表5:各省市对数据中心相关政策汇总省市时间政策主要内容北京2018.09《北京市新增产业的禁止和限制目录(2018年版)》明确规定全市禁止新建和扩建互联网数据服务、信息处理和储存支撑服务中的数据中心,PUE值在1.4以下的云计算数据中心除外;中心城区全面禁止新建和扩建数据中心。

2016.12《北京市“十三五”时期信息化发展规划》推进京津冀云计算数据中心统筹规划布局和共建共享,鼓励开展异地容灾备份。

上海2019.01《关于加强上海互联网数据中心统筹建设的引导意见》在PUE方面,新建互联网数据中心PUE值严格控制在1.3以下,改建互联网数据中心PUE值严格控制在1.4以下;总量方面,到2020年上海市互联网数据中心新增机架数严格控制在6万架以内。

2017.03《上海市节能和应对气候变化“十三五”规划》严格控制新建数据中心,确有必要建设的,必须确保绿色节能。

2016.09《上海市大数据发展实施意见》做好空间、规模、用能的统筹,重点打造若干保障城市基础功能及战略定位的数据中心集群。

做好规划、建设、管理的统筹,严格控制政府部门新增数据中心建设,引导规范重点行业、大型企业数据中心建设。

天津2018.01《天津市加快推进智能科技产业发展总体行动计划》建设完成全市政务服务大数据中心及“津云”政务云平台,为全市提供统一的政务信息资源服务,加快推进市民卡“一卡通”建设,搭建集中统一的人力社保数据中心和数据库,实现业务信息共享和协同联动。

重庆2016.08《重庆市大数据发展工作方案(2016-2018年)》依托两江国际云计算产业因统筹全市数据中心发展,建设绿色环保、低成本、高效率、基于云计算的大数据基础设施,重点引进和培育国家级基础数据储存中心、容灾备份中心和行业应用数据中心。

河北2017.07《河北省信息服务业“十三五”发展规划》引导大型云计算数据中心优先在一类和二类地区建设,鼓励已投入运行数据中心进行资源整合,利用云计算和绿色节能技术进行升级改造,提高能效和集约化水平。

深圳2019.04《关于数据中心节能审查有关事项的通知》PUE1.4以上的数据中心不享有能源消费的支撑;而PUE低于1.25的数据中心则可享有能源消费量40%以上的支撑。

资料来源:各地政府官网,安信证券研究中心企业自身降耗需求:新建数据中心采用低PUE设计方案,有利于大幅降低数据中心的Opex(运维支出)。

温控设备技术含量提升和IT设备自身节能方案升级是主要趋势。

根据工信部统计,在数据中心全生命周期内的Opex中,约75%以上都是能源成本,而单单散热系统(空调)所用电费在其中占40%左右。

相较而言,按照数据中心通常规划的15~20年投资回收期算,累计Opex通常是建设成本的4倍以上,采用低PUE设计方案,有利于大幅降低数据中心的Opex。

与PUE指标关系密切的散热系统成本估计占新建数据中心配套设施建设成本的约1/6。

根据IBM统计,数据中心配套的初始建设中,电力、空调散热和土建的成本占到了数据中心配套建设成本的80%以上。

其中,电力设备在数据中心建设中的占比55.6%,是最主要的资本开支。

而土建装修占比为21.2%,而与PUE指标关系密切的散热设备(为服务器、网络设备及电力设备提供空调散热)占比第三,为16.7%,核心设备一般5年进行更换替代。

大家认为,在IDC建设或改造中选用PUE更低的温控方案将成为国内IDC建设的必然选择。

ICTresearch报告显示,2018年中国数据中心节能改造规模达到85亿元,其中,温控节能设备市场规模达到55.58亿元。

行业深度分析/通信13图6:数据中心配套设施建设成本比例图7:散热负荷远远超过IT负荷资料来源:IBM、安信证券研究中心资料来源:HP,安信证券研究中心目前,全球数据中心温控升级已形成了四大趋势,总结为“内外双修”,全方位改善能效情况。

外部改善,就是充分利用外部自然条件,一方面直接将数据中心建设在靠近自然冷源的地方,例如深水湖泊、冰川甚至海底,此场景适合对即时性需求不高的数据处理。

另一方面,采用分布式低压供电或大量利用新能源,例如沙漠(风、光)和水库等,也能提升能效比。

而“内修”则是指从数据中心自身散热技术优化出发,在外部自然条件不变情况下实现PUE改善。

随着5G到来,大量场景对数据处理实时性要求提升较多,甚至需要直接需要部署在靠近用户的“边缘侧”,即超大型数据中心需尽量部署在核心都市圈,数据中心的“内功修炼”必不可少,目前主要有模块化数据中心和液冷散热技术两个大“内修”方向。

图8:数据中心提高能效的“内外双修”资料来源:安信证券研究中心整理根据咨询机构IDC发布的《2019中国企业绿色计算与可持续发展研究报告》,在调查中国超行业深度分析/通信14过200家大型企业后,超过50%的企业倾向于大规模部署模块化数据中心、并使用液体散热等“绿色计算”技术。

报告指出,有85%的受访企业数据中心的能源使用效率仍然在1.5~2.0之间,这意味着未来仍有很大的提升空间,未来用于IDC“模块化”和“液冷化”的设备市场空间潜力巨大。

1.3.微模块方案凭借灵活快速部署、低PUE优势成为收据中心主流选择之一早在2010年前,谷歌和脸书就提出微模块数据中心概念。

2012年,我国互联网企业开始尝试微模块数据中心建设。

阿里云、Tencent云、景安网络等大力发展微模块标准,建设的微模块数据中心包括阿里张北数据中心一号、二号园区、深圳坪山新区(Tencent、中兴通讯和广东联通)等。

模块化数据中心由机柜、配电柜、UPS、精密空调、动环监控系统、冷通道、电池柜等组成,组装在一个封闭空间中。

多个具有独立功能、统一的输入输出接口、不同区域的微模块可以互相备份,微模块的灵活排列组合,最终形成一个完整的数据中心。

快速部署:微模块将数据中心的建设由“工地”迁移到“工厂”,即通过工厂预制、现场安装,可实现40天完成部署,大幅降低数据中心的建设周期。

根据工信部信通院的数据,微模块数据中心组建快速灵活,可按需部署,建设周期比传统机房缩短50%,支撑即插即用,数据中心从设计到部署只要十几周即可完成。

绿色节能:微模块列间空调加冷(或热)通道封闭,具有低能耗的优势,已成为绿色数据中心时代的一种趋势。

更集约,节省成本和占地:根据工信部信通院的估计,与传统的数据中心相比,模块化数据中心可以最多节约30%的成本,所占面积也可以减少多达50%。

表6:微模块数据中心主要优点微模块优点内容一体化分布式部署从UPS&电池房+空调房+IT机房归一成IT机房,对大楼要求统一明确,统一接口。

模块级按需建设,从按一个机房统一建设改为按一个微模块分期建设。

20个模块从下单到交付仅用13周,快速的IDC部署能力自适应快速发展需求。

模块与土建解耦一次规划,分期投资,快速部署。

土建和IT建设分离,大楼主体及基础水电一次性建设完成,数据中心模块则按需灵活部署。

数据中心模块各组件均为标准化产品并预留接口,可快速生产发货、现场快速组装,有效提高ROI,Capex下降10%。

模块内部件与通道结构件解耦灵活应对未来变化。

服务器生命周期一般为3-5年,数据中心为10-15年,当未来一轮服务器配置变化,微模块灵活调整内部供配电和制冷的配比即可应对,大大提高微模块未来的可用性。

密封通道+冷冻水行级空调降低PUE至1.5密封通道设计,隔离冷热气流,行级空调就近制冷、就近热量转移,消除局部热点,大幅提高制冷效率,现场测试PUE低至1.5,OPEX降低35%~40%。

智能管理架构单模块监控与集群监控提高运维效率。

每个微模块部署一台触摸屏(带独立NetEco智能管理系统),连接到交换机,负责本模块的监控管理;同时提供北向SNMP接口,支撑基于微模块的集群管理,界面清晰,大大提高运维效率。

资料来源:ICTResearch,安信证券研究中心在近年节能降耗政策驱动下,模块化数据中心在互联网、电信、金融、政府等各行业的应用占比逐年提升。

据ODCC统计,截止2017年底,国内微模块数据中心的部署量已从2013年的300套增长到4500套,相当于5万多个20A机架规模,预模块数据中心完成9100个40A整机柜的部署,相当于1.8万个20A标准机柜,模块化数据中心累计完成约7万个标准机架的部署,容纳服务器能力超过100万台。

微模块运行6年来安全稳定,平均PUE下降了0.2~0.4,运营成本降低20%~40%。

未来两年,根据工信部的标准,我国单个超大型数据中心将产生超过1万个标准机架的散热需求,微模块行业将充分受益。

行业深度分析/通信15图9:数据中心微模块构成示意图图10:微模块优于传统IDC资料来源:英维克官网,安信证券研究中心资料来源:安信证券研究中心整理边缘数据中心——未来微模块应用不可忽视的新增长点。

随着5G、物联网、人工智能、VR/AR等新型技术及应用的发展,未来数据中心的建设将呈现“云计算+边缘计算”结构。

云数据中心向超大型方向发展的同时,将涌现大量的边缘数据中心以保障边缘侧的实时性业务体验。

边缘计算需要在靠近用户的网络边缘侧构建业务平台,提供存储、计算、网络等资源,将部分关键业务应用下沉到接入网络边缘,以减少网络传输和多级转发带来的带宽与时延损耗。

模块化数据中心可以更灵活的进行扩展和更换,充分满足边缘基础的建设需求。

微模块数据中心除了应用于传统数据中心机房的快速、高密度部署外,边缘计算用中小型机房需求也将快速提升。

在2018MEC技术与产业峰会上,中国联通称“5G边缘DC到2020年将有6000到7000个节点,接入局端机房部署会更多,而数以万计的边缘机房是运营商相对于OTT的绝佳优势资源”。

在2019年MWC全球移动通信展上,中国联通宣布将在全国15个省份大规模开展边缘云试点。

凭借在已有的针对通信站点的机柜温控方案、集装箱数据中心整体解决方案上的深厚积累,英维克等国内温控企业将在边缘计算数据中心的散热和物理空间解决方案上获得先发优势。

国内微模块市场格局:龙头英维克、佳力图增长最迅速,国内品牌技术、市场规模有望逐步向国际巨头靠拢。

根据英维克招股书的数据,全球2016年精密温控市场中,艾默生市占率达到30.1%,佳力图市占率13.0%,英维克市占率8.3%。

2016年后,佳力图精密空调业务收入快速增长,2016年~2018年增长了31.24%,收入规模达到了4.6亿元。

而英维克产品销量也快速增长,机房温控业务收入从2016年2.25亿元增长到2018年5.28亿元,年化复合增长率高达53.19%。

英维克在2013年后开发的微模块列间空调产品契合数据中心模块化发展方向,获得阿里、Tencent等互联网巨头的认可。

英维克在针对模块化数据中心的XRow列间空调自被列入Tencent、alibaba的供应商短名单后得到大规模应用,并已成为众多模块化数据中心集成商的优选品牌。

2017年末企业的XSpace微模块数据中心成功入围Tencent的微模块整体供应商名录,并于2018年开始批量供货。

未来,国内机房温控设备业务有望高速增长,市占率持续提升,有望从市场和技术上逐步向外资巨头艾默生靠拢。

图11:2016年机房温控设备竞争格局图12:英维克机房温控节能设备收入快速增长(单位:亿元)行业深度分析/通信16资料来源:英维克招股说明书,安信证券研究中心资料来源:Wind,安信证券研究中心1.4.更集约、更节能的液冷服务器是下一个风口根据谷歌分析,数据中心分摊到每年的总持有成本(TCO)主要由投资成本(CAPEX)以及运营成本(OPEX)两大部分组成。

其中CAPEX中主要由数据中心的土建和服务器组成,云服务器是云数据中心核心的资本开支。

根据谷歌对云数据中心总拥有成本(TCO)的分析,在多个案例中(基于不同选址、服务器档次、电费等假设),服务器(包括网络设备主机)折旧、电费和运维成本占据数据中心TCO的主要部分。

在典型的传统数据中心,约每月TCO成本中的78%左右与服务器电费、折旧和维护相关。

大家认为,未来全球新建/扩容云数据中心需求持续增加,资本开支抬升,将会明显增加服务器需求量。

同时,服务器作为核心IT设备,自身能耗和散热效率对IDC的整体PUE有决定性作用,因此,优化并升级服务器自身散热能力将成为大趋势。

图13:数据中心案例A成本分析图14:数据中心案例B成本分析资料来源:谷歌,安信证券研究中心资料来源:谷歌,安信证券研究中心1.4.1.液冷技术有望成为服务器散热标配CPU散热关乎服务器性能、成本和稳定性。

有发表在“InternationalHeatPipeConference”研究论文指出,服务器单个CPU核温每提高10℃,可靠性会降低50%;55%的CPU宕机是因为过热;服务器前部需要保持在25℃以下,才能稳定工作。

行业深度分析/通信17目前,用于服务器散热的空调因能源载荷高于IT设备,已成为决定数据中心PUE的关键要素。

根据HP统计,数据中心的能耗中仅有33%用于IT负荷,而整体散热能源负荷能耗却高达63%,散热负荷已经远远超过了IT设备。

目前,机房中散热空调的载荷主要来自主机设备(包括服务器、存储、网络等)、外部辅助设备,发热量约占机房总热量的80%~95%。

而在主设备中,服务器所产生的热量约占80%左右。

降低IT设备的发热量,可更大幅度地降低散热负荷,从而降低用于制冷设备的电力消耗,使得PUE降低。

目前,我国大部分数据中心仍然采用风冷技术进行降温处理,后续有待升级。

风冷散热是指通过散热器将服务器主板、CPU等散发出的热量传递给散热器模块,然后采用风扇或空调制冷的方式将热量吹走的一种散热方式。

近些年,散热方案从传统的外部机房空调,发展到直接风侧自然冷却的AHU,再发展到间接风侧自然冷却的AHU,风冷系统的技术创新不断涌现,其中比较典型的有百度阳泉云计算中心等。

但是,风冷仍局限于以空气为冷媒,风冷热传导过程复杂,热阻总和大、换热效率较低、换热过程高低温热源间温差较大,需要较低室外低温热源引导换热过程进行。

图15:自然风墙的工作原理图16:百度云计算(阳泉)中心采用间接风侧自然冷却的AHU资料来源:天云数据中心,安信证券研究中心资料来源:百度,安信证券研究中心行业深度分析/通信18图17:风冷服务器和液冷服务器的比较图18:不同散热方案的可以实现的能效(纵轴为PUE)资料来源:IDC圈,安信证券研究中心资料来源:英维克,安信证券研究中心随着我国数据中心能耗密度提高,传统的空气冷却散热系统已不能完全满足服务器散热需求。

之后,IDC冷却技术也发展出了冷冻水自然冷、直接/间接蒸发冷却方案等方案,但直接与服务器接触的冷媒仍然是空气。

下一步,大家认为,液冷散热将凭借低能耗、高散热效率、低噪音等优势有望取代风冷、成为主流。

液冷技术,就是直接将液体冷却系统导入服务器内部散热,甚至把服务器等需要散热的设备直接放入冷却液中(矿物油或者氟化液等传输介质)。

热量通过液冷主机传递,再通过室外冷却塔将热量散发到空气中。

由于液体比空气的比热容大得多,制冷效率远高于风冷散热,并且由于省去了风扇,也可达到降低噪音的效果。

服务器也因此实现了高密度、低噪音、低传热温差、全年自然冷却的效果。

(根据《UPS应用》期刊)液冷服务器的CPU核温比风冷极限温度可低20~30℃,可靠性将大大提高。

液冷服务器不用压缩机制冷,使得整个系统全年PUE值下降到1.2以下,同时服务器CPU可超频运行,计算性能可提高12%。

液冷与风冷的性能对比见下表:表7:液冷和风冷服务器的性能对比方案媒介散热效率冷媒接触方式PUE要求冷媒温度比热容动力设备噪声液冷去离子水、矿物油或者氟化液等液体液冷每单位体积所传输的热量(散热效率)比风冷比空气强1000~3000倍,适应高密度数据中心直接接触热源可以降到1.05以下,以曙光的“硅立方”为例,其PUE值不超过1.04,相比风冷数据中心能效比提升超30%。

冷媒只要能达到20~25℃液冷比热容>风冷,能吸取大量的热量而保持温度不会有明显的变化,突发的操作不会引起CPU内部温度瞬间大幅度的变化,因此能允许CPU进行超频工作,计算性能可提高12%,节省服务器的数量。

泵,节省了电费和耗能。

小,可达到“静音机房”的效果风冷空气间接超过一半的耗能都用于冷却,普遍超过1.3空调冷风口需达到18~20℃风扇、空调风扇噪声大资料来源:安信证券研究中心整理液冷方案优势明显,海外云计算巨头逐步采用液冷技术。

2018年,谷歌宣布将在其数据中心采用液冷技术,并表示今后其数据中心的降温方式将向液冷方向转变。

MicroSoft、英特尔、IBM、HP等企业也已经在液冷技术领域布局。

咨询机构IDC在2016年3月以美国各类数据中心运营商为对象实施的问卷调查中,有高达42%的受访者表示其数据中心采用了液冷技术,并且液冷技术的采用率还在不断增长。

美国数据中心运营商采用液冷方案有两大核心的诉求:1、芯片功耗大幅上升。

AI芯片的功耗比传统的CPU芯片功耗大数倍,采用传统的风冷方案越来越困难和不经济;2、降低运行费用。

液冷方案可以用液体冷却芯片,减少了换热级数,可以100%实现自然冷却,空调系统的能耗可以大幅降低。

目前,全球高密集度、高供电密度的超大型数据中心已逐渐采用液冷技术。

根据咨询机构IDC预测,抛开传统的大规模数据中心不计,未来有大概20%的边缘计算数据中心也将采用液冷行业深度分析/通信19技术。

ResearchAndMarkets数据显示,到2023年,全球液冷数据中心市场规模将达45.5亿美金,年复合增长率将达27.7%。

国内外主流厂商都在推进液冷技术研究,除了美国的部分企业外,国内以曙光节能、阿里为代表的厂商也陆续推出了系列液冷产品。

表8:数据中心液冷与风冷的比较分析优势指标风冷冷板式浸没式节能PUE1.61.3以下1.2以下数据中心总能耗单节点均摊10.670.58成本低数据中心总成本单节点均摊(量产后)10.960.74省地功率密度(kW/机柜)1040200主机房占地面积比例11/41/20CPU可靠性核温(℃)856565机房环境温度、湿度、洁净度、腐蚀性气体(硫化物、盐雾)要求高要求高要求低资料来源:工信部,中国电子技术标准化研究院等,安信证券研究中心表9:高能耗密度的数据中心将率先采取液冷方式,浸没式成为首选每平米功率数据中心密度制冷方式1.2KW/机柜以下超低密度数据中心房间级-风冷1.2-2.7KW/机柜低密度数据中心房间级-风冷2.7-7.5KW/机柜中、低密度数据中心行间级-风冷/水冷7.5-18KW/机柜中、高密度数据中心行间级-水冷;液冷-冷板式18-30KW/机柜高密度数据中心液冷-冷板式;液冷-浸没式资料来源:工信部,中国电子技术标准化研究院等,安信证券研究中心全浸没式液冷式服务器将成为未来技术大方向。

液冷主要有冷板、浸没和喷淋3种技术路线,冷板式液冷目前已经得到了较多的商业应用案例(例如神威太湖之光),而全浸没式液冷将是超高能耗密度IDC发展的大方向。

图19:冷板式液冷服务器原理图图20:全浸没式液冷服务器原理图资料来源:IDC圈,安信证券研究中心资料来源:IDC圈,安信证券研究中心表10:浸没式液冷技术分类分类标准名称主要特征优点缺点液体散热方式单相液冷利用液体的温升换热液体沸点高,与元器件兼容性较好散热效率较低两相液冷利用液体的汽化带走热量相比无相变而言,散热效率较高控制相对复杂。

对容器要求较高;冷却液易受污染行业深度分析/通信20产品形态单片浸没将单片服务器置于液体中技术难度较低用户维护性较低池级浸没将多片服务器置于液体中用户维护性较高;适用于高密度设备技术难度较高资料来源:安信证券研究中心整理目前,国内液冷服务器标准得到了阿里、Tencent等云计算厂商的推动,中科曙光、浪潮信息等服务器厂商和以英维克为代表的温控解决方案商都纷纷跟进,近年来得到了快速发展。

2020年1月6日,ODCC与阿里在北京举办了“浸没式液冷数据中心开源发布会”。

会上,阿里宣布正式开放“浸没式液冷数据中心技术规范”,指出基于自主研发的液冷、深层水冷等技术,数据中心能效的整体节能效果超过70%,浸没式液冷数据中心已经全面应用于张北数据中心,将每万笔电商交易的耗电量控制在2度电以内,实现“绿色双11”的目标。

阿里:2016年,阿里就推出了全球首台浸没式液冷服务器,并于2018年投产后,在阿里张北数据中心中建成了全球首个上千台机柜规模的浸没式液冷服务器集群。

2020年1月,alibaba宣布将“浸没式液冷数据中心技术规范”向全社会开放。

目前,alibaba正在主推“麒麟数据中心解决方案”,采用的服务器是典型的两相浸没式液冷,冷媒吸取元器件的热量后沸腾气化,气体上升遇到冷凝板液化落回主机柜中循环利用,热量在几乎零功耗的情况下被冷凝管传递出去。

“麒麟”解决了服务器系统、制冷系统、冷却材料等多个领域的难题,无需使用空调等大型制冷设备,PUE值逼近理论极限1.0值,并且对空间和周边环境的依赖程度低,可以节省空间75%以上。

另外,在计算能力方面,“麒麟”单位体积内的计算能力比过去提升了10倍。

图21:alibaba浸没式麒麟服务器图22:alibaba液冷服务器集群资料来源:alibaba,安信证券研究中心资料来源:alibaba,安信证券研究中心中科曙光:根据曙光节能总工程师沈卫东在“对话‘液冷’数据中心的未来”论坛发言指出,曙光从2011年开始数据中心“液冷”技术的研发。

2015年,曙光率推出了国内首款标准化量产的冷板式液冷服务器TC4600E-LP,并在当年完成了国内首个冷板液冷服务器大规模应用项目。

2017年,曙光又交付了国内首套商用I620-M20全浸没液冷服务器,并在2019年完成了国内首个“刀片式浸没相变液冷技术”液冷服务器大规模应用项目C8000系列,其单机柜功率密度达到了160kW,PUE值达到1.05以下,相比传统风冷数据中心可以节电超过30%。

2019年6月的ISC2019大会上,曙光又展示了新一代硅立方超级计算机,PUE值小于1.04,单机柜功率进入160KW时代。

同时,曙光推出的E级超算原型机也采用了全浸没式液冷技术。

图23:曙光“刀片式浸没相变液冷”服务器(局部)图24:曙光全浸没相变液冷样机行业深度分析/通信21资料来源:中科曙光、中新网,安信证券研究中心资料来源:中科曙光,安信证券研究中心浪潮信息:浪潮与中国移动南方基地合作“芯片级节能绿色数据中心建设方案”以传统双路服务器浪潮NF5280M4为基础,成功将PUE值降到1.2以下。

2018年,浪潮推出满足苛刻散热和静音要求的小型可移动的浸没式液冷超算TS4220LC,采取浸没式液冷技术。

2019年,浪潮与百度联合发布全球首款基于OCPOAI标准和液冷散热整机柜的AI计算新品X-MAN4.0。

图25:浪潮与百度合作的超级AI计算平台X-MAN4.0图26:浪潮与电工所合作的新型液冷HPC系统资料来源:浪潮集团,安信证券研究中心资料来源:浪潮集团,安信证券研究中心英维克推出XGlacier服务器液冷解决方案,可采用冷板式液冷、浸没式液冷等服务器冷却方式,可兼容利用余热回收,PUE可低至1.1以下。

英维克XFlex间接蒸发冷却系统实现在安装空间和过程的解耦,安装周期可由5-6个月缩减至1-2个月;采用高效换热系统,北方地区可实现数据中心CLF低于0.1;支撑侧装、顶置,垂直多层安装等多种安装方式,应用更加灵活。

1.4.2.2020年云服务器出货量触底回升,行业整体景气周期向上从服务器市场整体来看,5G技术发展推动计算资源快速向云端服务器集中,促进大型云数据中心基建回暖,另一方面,5G将催生边缘计算从0到1的跃进,服务器市场有望迎来空前机遇。

此外,AI算力需求的井喷,以及国内服务器市场自身进入更新周期拐点(3~4年)两大因素都将促使服务器行业重回景气周期。

图27:中国服务器出货量及增速图28:全球服务器出货量及增速行业深度分析/通信22资料来源:IDC,安信证券研究中心资料来源:IDC,安信证券研究中心图29:全球服务器营收及增速图30:2019年全球服务器供应商市场份额资料来源:IDC,安信证券研究中心资料来源:IDC,安信证券研究中心全球服务器行业增速每4~5年出现一次增速高峰。

全球服务器行业从2017年的第三季度开始加速增长,一直持续到2018年后,这一轮行业高景气是云基础设施需求拉动、服务器自然更新周期、Intel服务器芯片平台升级为purely平台三重因素驱动,但在2019年第一季度,全球服务器行业发展速度开始略有下降。

根据咨询机构IDC的报告,全球服务器行业在2017Q3的增速为22.30%,2017Q4达到28.37%,2018Q1达到38.26%,2018Q2达到42.69%,2018Q3仍然保持36.19%,而在2018Q4下降到12.56%。

从全球服务器行业历史数据可以看出,全球服务器行业存在4到5年左右的增长周期。

中国服务器行业增长周期为3~4年,中国服务器市场过去几年增速高峰分别为2007年,2011年,2014~2015年和2018年。

根据咨询机构IDC报告,中国服务器行业在2017年增速达到了24.46%,在2018年则更是达到了51.01%,但2019年由于中美贸易摩擦等因素,服务器出货量大幅下滑,并已经过了多个季度的调整。

大家预期2020年云基础设施的增量需求使得本次景气高峰的增速超过以往。

行业深度分析/通信23图31:2012-2018全球以太网交换机收入及增速图32:2012-2018全球路由器收入及增速资料来源:IDC,安信证券研究中心资料来源:IDC,安信证券研究中心1.5.大型数据中心投资进入上升周期,国内温控行业空间巨大1.5.1.中美两国继续瓜分全球应用流量,两国数据中心基建投资加速中美两大国互联网应用访问流量占据全球主要份额。

根据VisualCapitalist公布的2019年6月全球流量Top100的网站数据,全球100个最大的网站产生了2060亿次访问。

前三甲分别是GOOGLE,YouTube和脸书,随后是百度和维基百科。

从国家维度看,Top100的网站中有60个是美国网站,中国有14个网站,是上榜网站第二多的国家。

从企业维度看,GOOGLE的母企业Alphabet是上榜网站最多的企业,旗下共有11个网站位列Top100。

从移动应用(app)看,根据网络流量分析机构Sandvine发布的《2019年全球移动互联网现象报告》显示,在全球移动应用流量中YouTube占全球移动流量的35%,占据全球移动终端的核心位置,脸书阵营下的社交应用(脸书/Instagram/Messenger/WhatsApp)占世界范围内移动流量的20%以上。

图33:全球Top100网站图34:2019年中的全球网页访问排名资料来源:VisualCapitalist,安信证券研究中心资料来源:VisualCapitalist,安信证券研究中心4G后周期全球移动流量仍持续增长,2019年全球云巨头收入增长稳定。

2020年2月,AMAZON公布财报,2019财年企业实现营业收入2805.11亿美金,同比增长20.45%。

其中AWS云计算业务的收入达到350.26亿美金,同比增长36.53%。

2019Q4,AMAZON营收为874亿美金,同比增长21%,净利润为32.68亿美金,同比增长7.96%,其中AWS的营收为99.54亿美金,同比增长33.97%。

根据中国第一大公有云巨头——alibaba2019财年报告,全年行业深度分析/通信24阿里云业务收入为247亿人民币(约36.81亿美金),同比增长84%,占alibaba总营收的比例为7%;其中,2019年Q4营收为77.26亿人民币,同比增长76%。

alibaba称2019财年阿里已经云服务于中国超过一半的A股上市企业,未来将继续通过规模优势降低产品和服务的定价。

图35:AMAZONAWS营收(亿美金)及增速图36:阿里云营收(亿人民币)及增速资料来源:企业公告,安信证券研究中心资料来源:企业公告,安信证券研究中心图37:MicroSoftAzure营收(亿美金)及增速资料来源:企业公告,安信证券研究中心根据Gartner统计,2018年全球公有云服务市场份额前五名基本稳定。

AMAZON云(AWS)和MicroSoft云(Azure)依旧是公有云市场两大主要玩家,分别占47.8%和15.5%的市场份额,紧跟其后的是alibaba(7.7%)和GOOGLE(4.1%)。

AWS几乎占据了全球一半的市场份额,继续领跑全球IaaS市场。

行业深度分析/通信25图38:2017全球公有云市场份额图39:2018全球公有云市场份额资料来源:Gartner,安信证券研究中心资料来源:Gartner,安信证券研究中心但从细节看,AMAZON2018年的公有云市场份额同比略有下降,从2017年的49.5%降至47.8%。

MicroSoft相比2017年有大幅增长,其市场分额占比同比增长近3个百分点。

阿里云以92.5%的同比增速成为增长最快的公有云厂商,市场分额也上升2.4个百分点。

而GOOGLE排在第四位,相比2017年增长了60.2%。

IBM则排在第五位,同比增长24.7%,增幅弱于前四大厂商。

表11:2017~2018年全球云计算服务商市占率企业收入(百万美金)市占率2018增速2017201820172018AMAZON122211549549.5%47.8%26.8%MicroSoft3130503812.7%15.5%61.0%alibaba129824995.3%7.7%92.5%GOOGLE82013143.3%4.1%60.2%IBM4635771.9%1.8%24.6%其他6768751927.4%23.2%11.1%资料来源:Gartner,安信证券研究中心在中国公有云市场,阿里云仍然一家独大。

根据咨询机构IDC数据,2019Q1与2017年末相比,我国公有云IaaS市场前三名排名保持不变,阿里仍然一家独大,拥有43.2%的市场份额,几乎占据半壁江山。

排名第二的是Tencent云,占比12.2%且市场份额占比上升了2个百分点。

排名第三的是中国电信,占比8.4%。

与之前相比,变化较大的是HUAWEI云与百度云的上榜,这两家中国厂商以5.2%的市场份额共同排名第六,超越了MicroSoft。

行业深度分析/通信26图40:2017年我国公有云市场份额图41:截至2019Q1我国公有云市场份额资料来源:IDC,安信证券研究中心资料来源:IDC,安信证券研究中心1.5.2.2019年云计算巨头资本支出触底,5G新应用有望促进全球Capex回升2019年是云巨头在顶峰过后的“休整”,2020年将进入新一轮Capex扩张周期。

在2017年~2018年,谷歌、AMAZON、MicroSoft、脸书四家北美云计算企业资本开支增速达到顶峰。

根据SynergyResearch的数据,2018年全球超大规模云数据中心运营商在新基础设施上支出了1200亿美金,同比增长43%。

AWS、GOOGLE、MicroSoft、脸书和苹果企业,这五家企业占到了2018年超大规模云数据中心资本支出的70%以上。

但2019年,由于部分互联网企业的业务数据低于预期,全球互联网厂商云计算支出放缓,Capex调整也传导到上游芯片、设备市场。

全球云计算巨头Capex触底,5G有望促进全球巨头Capex回升。

2019Q4,AMAZON、MicroSoft、GOOGLE、脸书四家云厂商的资本开支总和达到181.43亿美金,同比下降2%,但环比增长12%,其中四家云厂商的资本开支分别为39.40亿美金、40.51亿美金、60.52亿美金、41.21亿美金,同比增速分别为26%、2%、-15%、-6%,环比增速分别为16%、58%、-10%、16%。

资本开支总体规模相较于前几季度有较大反弹,资本开支复苏拐点出现。

国内云计算厂商资本开支总体规模与海外云计算厂商相比规模差距较大,但增长势头强劲。

图42:AMAZON资本支出及增速图43:MicroSoft资本支出及增速资料来源:企业公告,安信证券研究中心资料来源:企业公告,安信证券研究中心行业深度分析/通信27图44:GOOGLE资本支出及增速图45:FACEBOOK资本支出及增速资料来源:企业公告,安信证券研究中心资料来源:企业公告,安信证券研究中心1.5.3.中国数据中心保有量增长快于全球平均根据IDC圈统计,2018年全球IDC市场在云计算业务的带动下继续保持较稳定增长,整体市场规模达到6253.1亿人民币,同比增长23.6%,其中公有云(市场规模增速接近30%)是拉动IDC市场快速增长的主要原因。

2018年,中国IDC市场总规模为1277.2亿人民币,同比增长35%。

同时,IDC圈预测国内IDC市场的市场规模在2019年超1900亿人民币,2016~2019年复合增长率为27.06%。

图46:2014~2018年全球IDC市场规模图47:2012~2018年中国IDC市场规模资料来源:Wind,安信证券研究中心资料来源:Wind,安信证券研究中心中国数据中心保有量增长快于全球平均,中国保有面积有望在2030年达到近5000万平米。

据ICTResearch的数据,2016年中国数据中心保有量约为5.6万个,总面积约为1650万平方米,2017年中国规模以上的数据中心保有量约为5.9万个,总面积超过1800万平方米。

预计到2020年,中国数据中心保有量将超过8万个,总面积将超过3000万平方米。

到了2030年,中国IDC的保有面积有望达到接近5000万平米。

行业深度分析/通信28图48:全球和中国IDC保有面积及增速图49:全球和中国IDC新增面积及增速资料来源:工信部、中国电子技术标准化研究院、中国电子学会等,安信证券研究中心资料来源:工信部、中国电子技术标准化研究院、中国电子学会等,安信证券研究中心1.5.4.中国云计算巨头大型IDC投资与北美仍有差距,未来发展空间大中国网络基建领先,但云基建和云应用水平仍然不如欧美,中国云计算巨头云数据中心建设量有望逐步向北美企业看齐。

目前,中国具有全球最庞大的移动用户数和全球最优的4G网络覆盖。

根据工信部的数据,中国移动用户的人均月度用户流量在2019年底超过8.27GB,距离发达国家水平仍有差距。

我国互联网基础设施投资,包括IDC和网络设备投资仍然较依赖于电信运营商。

未来随着5G网络覆盖完善,中国互联网应用向4K、VR/AR发展,移动流量仍有很大上升空间。

目前中国互联网巨头BATJ云数据中心投资有望进一步向AWS、谷歌等北美巨头看齐。

我国IDC市场结构中,电信运营商拥有核心区域大量机房资源,目前仍是IDC的主要提供方:三大运营商占据了超过了70%的IDC市场份额。

第三方IDC企业在部分区域资源获取、专业化服务等方面具有优势,预计云计算巨头自建和第三方IDC服务提供商的份额将持续扩大。

图50:2018年我国运营商仍然占IDC市场主流份额图51:中国互联网巨头资本开支与北美企业仍有差距资料来源:Gartner,安信证券研究中心资料来源:各云计算企业公告,安信证券研究中心国内云计算大步赶上,但中国超大型云计算中心数量仍然不足,未来将逐步向北美靠拢。

根据Gartner统计数据,全球大型数据中心数量在2018年将达到43.6万个,主要集中分布在美国、中国、日本、欧洲等国家地区,其中美国在全球市场份额最大,目前已经占据全球40%的市场份额,而中国和日本位居其次,分别占有8%和6%。

目前,中国最大的云服务厂商阿行业深度分析/通信29里云在全球21个地理区域内运营着63个可用区,超大规模数据中心遍布全球,国内超大规模数据中心遍布在10个城市(青岛、北京、香港、深圳等)。

大型、超大型数据中心相对中小型数据中心具备明显的集约效应和成本优势。

根据SynergyResearch预期,全球IDC机架数量保持平稳,但IDC数量减少,即全球IDC投资将向超大型数据中心集中,SynergyResearch认为2017年超大规模运营商运营的大型云数据中心的数量接近400个。

从全球分布来看,有44%的互联网云数据中心是位于美国。

其次是中国、日本和英国,仅仅占总数的20%。

图52:2011-2018美国数据中心投资额图53:2015-2018全球数据中心、机架数量资料来源:Synergy,安信证券研究中心资料来源:Synergy,安信证券研究中心根据工信部数据,截至2017年底我国在用数据中心的机架总规模达到了166万架,同比增长了33.4%。

超大型数据中心共计36个,机架规模达到28.3万架,大型、超大型数据中心的规模增速达到68%。

2017年6月,Tencent技术工程事业群云数据中心负责人公开表示,目前中国BAT三家互联网巨头所拥有的云数据中心服务器数量之和,尚不及美国AMAZON一家企业的一半。

图54:目前中国超大型云数据中心在全球占比仍然较少图55:2018年全球数据中心市场份额资料来源:SynergyResearch,安信证券研究中心资料来源:Gartner安信证券研究中心2.5G投资高峰即将到来,户外机柜温控设备大有可为2.1.中国4G基站建设全球领先,上游基站机柜温控设备龙头企业快速成长行业深度分析/通信30中国4G基站建设领先全球,带动上游基站机柜温控设备行业快速发展。

2013年底工信部正式颁发4G牌照,我国进入4G时代。

根据工信部数据,2015年~2018年我国4G基站净增量为92.2万个、86.1万个、65.2万个、43.9万个,分别同比增长105.59%、48.61%、21.79%、13.38%。

2019年4G基站建站数大增,基站数量已经超过全球的一半,人均基站数全球最高。

根据工信部的披露,中国4G基站从2019年初的372万个,增加到2019年末的519万个,2020年2月达到554万个。

工信部称“中国的基站数量已经超过全球的一半,而大家国家的人口占世界人口大概1/5,平均每个人享受的信息基础设施水平远远高于世界平均水平。

”图56:我国4G基站数量资料来源:Wind,安信证券研究中心3G~4G时代分布式基站快速发展,采用专门的户外空调和换热器等散热已经成为城市区域宏基站建网的主流方案。

国内机柜温控参与者包括英维克、黑盾股份与昆拓热控,其余均为中小厂商。

英维克在机柜温控设备竞争优势明显,增长超过同行,收入规模差距拉大。

根据龙头英维克年报,2012至2018年,企业户外机柜业务营业收入从9074万左右上升到2.40亿元,在3G~4G建网周期中快速成长。

企业公告显示在4G高峰2015年,企业户外温控节能设备出货量达到8.95万套,当年销售金额达到2.1亿元,同比分别增长了69.8%和26.8%,主要供货HUAWEI、中兴、日海、Eltek等客户。

2019年,英维克温控设备收入中报就已突破1亿元,同比增长9.87%。

而同行业黑盾股份机柜温控设备2018年收入较2017年出现下滑。

根据2019年中报,黑盾股份机柜温控设备收入较同期出现上升,但仍未超过亿元。

行业深度分析/通信31图57:英维克机柜温控设备收入与同行业内比较(百万元)资料来源:Wind,各企业年报,安信证券研究中心2.2.5G基站器件量价齐升,2020大规模投资拉开帷幕2020中国将进入5G建设高峰期,我国基站建设与运营商资本开支将大幅提升。

根据4G建设经验,2015年是我国4G投资高峰,2017~2018年同比下降,4G基站建设数量增长随之放缓。

2019年5G正式发牌,三大运营资本开支预算首次出现回升,预计2020~2021年将进入5G建站高峰期。

2015年是4G投资高峰,达到4386亿元,2016年下滑19%至3562亿元,2017年投资预算继续下滑13%至3100亿元,下滑的462亿中有300亿是联通消减预算。

按照2019年预算,三大运营商全年资本开支合计金额将会达到3020亿元,同比增长5.2%,是4年来首度回升。

图58:国内三大运营商资本开支及预测资料来源:Wind,安信证券研究中心“新基建”投资力度强,5G建设进度频超预期。

在2019年12月27日举行的全国工业和信息化工作会议上,工信部部长苗圩表示,2019年全国已开通5G基站12.6万个,并要力争2020年底实现全国所有地级市覆盖5G网络。

2020年3月6日,中国移动下属28个省级分企业公布了5G无线主设备二期采购公告。

根据中国移动采购与招标网,28个省级分企业总共计划采购5G基站23.21万个。

2020年2月21日中国联通召开“全国疫情期间投资建设工作推进视频会”指出截止2行业深度分析/通信32月20日,中国联通已累计开通5G基站6.4万个,同时明确要求各省加快5G假设,三季度力争完成全国25万基站建设,提前一个季度完成全年目标。

而据央视报道,中国移动公开表示2020年将在全国地级以上城市建设5G网络。

2019年12月19日“看2020财经峰会”上,工信部原部长李毅演讲表示,全国大概需要建设600万个5G基站,总成本在1.2万亿至1.5万亿元,5G网络覆盖还需要6~7年。

综合工信部等信息,大家合理估计5G建设周期内基站总量将超过600万,其中2020年建站规模有望超过60万,机柜温控龙头企业业绩有望受益于5G基站建设的快速增长。

同时,5G时代的数据传输量的迅速增长将使得功率密度快速增加,散热需求也不断上升,5G基站设备的功率和发热量均比4G大,如果与4G设备共柜也需要进行散热升级。

随着5G基站的不断投入建设,大家认为机柜温控设备产品有望迎来价量齐升。

无论采用新建5G户外柜的方式或是将已有的4G户外柜改造的方式,都需要配置更大散热能力的温控设备,可以预计5G建设期内单基站产品价值量将大于4G建设期。

5G长期演进,未来将是“宏站+微站”的建设格局。

目前5G产业链相对成熟的3.5GHz频段(中低频谱)主要用在连续广覆盖以及低功耗大连接等相关的场景中,载体是宏基站。

而6GHz以上更高频段资源则用于补充热点高容量场景,载体的主要形式可能以微基站作为基本单位,以此构成超密集组网。

预计2021年后,小基站建设或将开启。

依据工信部旗下赛迪智库测算,中国5G网络小基站需求超过宏基站。

在5G“宏站+微站”的建设模式下叠加4G基站后周期的稳定更新,将会给户外机柜温控设备带来持续增长的市场空间。

2.3.V2X联网基建大幕拉开,路侧机柜温控成为全新增长点无论ETC还是未来C-V2X,路侧单元RSU都是建设先锋,机柜及精密温控保障必不可少。

路边单元RSU(Roadsideunit)是车联网“通信网”最重要的基础设施之一,是感知路网特征、道路参与者的信息交换枢纽。

RSU(RoadSideUnit)实现了“信号接收”和“发送”功能。

RSU主要部署场景是交叉路口、公路道路和高速公路,根据大家的测算,车联网路侧基建数量有望达到百万级。

按照车联网建设保守和激进两种策略估算,RSU设备和外围集成的市场空间分别可达686亿和1132亿元,对应年均市场规模分别达到约110亿元和320亿元。

V2X和ETC机柜设备是车联网基站的基础保障,RSU外围配套机柜市场空间不容忽视。

高速公路ETC或未来的V2X门架系统需要在露天高速公路上悬挂,门架系统的集成机柜安装在龙门架旁边,为系统设备提供可靠的运行环境。

整套机柜系统包含空调制冷模块、电源系统供配电、UPS电池备电、消防安全、配电模块、环境监控等,并预留一定空间供安装网络传输交换机、ETC/V2X业务设备等。

车联网机柜还得综合考虑了供配电冗余设计、连续制冷、锂电或铅酸电池、备电等特殊设备。

集成柜需要适应各种复杂的气候条件:暴露,防尘,防水,防潮,防霉,盐雾,防锈,防风和抗震。

行业深度分析/通信33图59:ETC机箱、一体箱、机房等产品示意图图60:ETC门架系统一体化智能机柜示意图资料来源:汇珏科技,安信证券研究中心资料来源:汇珏科技,安信证券研究中心政府发力科技新基建,车联网或将是继高铁后的第二张名片。

V2X的建设重点从传统基建(铁路公路机场等)升级到了以信息基础设施为代表的科技新基建。

2019年3月,工信部部长在“2019博鳌亚洲论坛”上指出“5G最大应用是车联网”。

大家认为,国家层面推动V2X网络先行,全国车联网基础建设升级浪潮将加速到来。

大家看好ETC后应用以及5GV2X车联网市场,高铁是大家国家交通领域的第一张名片,智能网联可能被打造成第二张名片。

2019年,英维克针对ETC门架系统的户外机柜应用需求突发性快速增长,企业充分受益。

根据英维克公告,2019年三季度后突发ETC桥架相关的机柜空调需求可观,且企业获得高份额。

根据英维克的业绩快报,企业2019年Q4单季度实现营业收入4.70亿元,同比增长25.24%(Q3为增长46.36%),环比提高22.58%;2019年Q4单季度实现归母净利润为0.59亿元,同比增长158.52%,环比提高23.02%,连续两个季度实现收入高增长,IDC机房温控、4G/5G机柜温控、ETC配套机柜温控、轨交列车空调等均取得较快增长。

3.重点企业3.1.英维克:“新基建”投资开启,企业是精密温控领域执牛耳者精密温控节能设备领域执牛耳者。

英维克是一家国内领先的精密温控节能设备提供商,由“华电—艾默生”背景高管团队创立,成立以来致力于为云计算数据中心、通信网络、物联网的基础架构及各种专业环境控制领域提供解决方案。

企业以户外机柜温控节能设备、机房温控节能设备、新能源车用空调三大产品线为基础,外延轨交列车空调业领域,目前已经占据数据中心、户外机柜领域的技术创新高地,成长为细分行业龙头。

2019下半年业绩加速增长,ETC/5G户外柜、IDC机房领域全面开花。

2020年2月29日,企业发布2019年业绩快报:2019年企业实现营业收入13.19亿元,同比增23.23%;实现归母净利润1.60亿元,同比增48.69%,接近此前业绩预告的中值。

其中,企业2019年Q4单季度实现营收4.70亿元,同比增长25.24%(Q3为46.36%),环比增长22.58%;2019年Q4单季度实现归母净利润为0.59亿元,同比增长158.52%,环比增长23.02%。

根据公告,2019年企业IDC机房温控、4G/5G机柜温控、ETC配套机柜温控、轨交列车空调业务等均取得较快增长,推动业绩大幅增长。

5G建设大潮到来,基站机柜散热基础设施。

企业在中国3G~4G时代已经是国内基站户外机行业深度分析/通信34柜领先供应商,产品得到HUAWEI、中兴、Eltek等大客户的认可,在2014~2018年期间企业在基站市场份额稳步提升。

5G基站密度和功耗高远高于4G,即使与4G设备共柜也要面临更大的散热问题。

随着5G基站建设的深化,大家认为企业的机柜温控设备产品有望实现价量齐升。

企业公告2019年5G基站户外柜的部分机柜散热产品实现小批量发货。

同时,5G作为“新基建”重点方向,未来10年将是“宏站+微站”格局齐头并进,具有超长演进周期,中长期小基站散热基础设施必不可少,企业有望长期受益。

车联网“新基建”投资开启,ETC/V2X机柜设备需求大幅增长。

今明两年,国家建设重点不单是传统基建(铁路公路机场等),而将是更进一步升级到了以V2X信息基础设施为代表的“空间新基建”。

根据企业公告,2019年下半年企业针对ETC门架系统的户外机柜应用需求突发性增长,而且企业获得极高份额。

ETC/V2X门架系统集成机柜安装在龙门架旁边,包含了空调制冷模块、电源、消防、监控等,并预留一定空间供安装交换机和ETC/V2XRSU等设备等。

而在5GV2X车联网基建中,路侧通信单元RSU是实现车联网连续覆盖的重要基础设施。

V2XRSU未来将全面部署在交叉路口、公路道路和高速公路等场景。

根据大家的测算,车联网路侧基建数量有望达到百万级,车联网户外机柜精密温控设备的保障必不可少。

IDC建设稳定增长,企业产品比肩艾默生,市占率不断提升。

随着5G应用落地,全球流量爆发趋势持续,IDC作为云计算基础设施投资必不可少。

根据IBM估计,空调设备成本占数据中心建设成本的16.7%。

根据ICTresearch估计,2020年机房温控节能设备市场规模预计将接近56亿元。

国内IDC低能效问题成为云计算建设痛点之一,而微模块数据中心凭借高能效和快速部署优势成为主流标准。

近年,英维克凭借模块化数据中心产品技术优势,已为阿里、Tencent、万国数据、数据港、秦淮数据,以及三大运营商的大型IDC提供高效节能的模块化制冷系统及产品。

企业机房温控设备营业收入从2016年2.25亿元成长到2018年5.28亿元,年化复合增长率高达53.19%,市占率持续攀升,有望逐步向电器巨头艾默生靠拢(年销售8元以上),成长为细分领域龙头。

企业并购外延切入新场景,轨道交通、新能源客车两开花。

企业近年通过外延并购深圳科泰、上海科泰,成功切入新能源客车和轨道交通市场。

根据企业公告,2018年上海科泰实现净利润2260.14万元,超额完成业绩承诺,完成率达到105.52%。

根据新华社报道,截至2019年末,全国共有40城开通城轨交通总里程达6730.27公里,共44城轨道交通建设规划已获得国家批复,规划线路里程超过1万公里,在建线路里程约7000公里。

不完全统计,18~19年轨交列车年采购金额超400亿,企业旗下新能源客车及轨交业务虽然体量不大,但目前“科泰”品牌在上海地铁、苏州地铁的轨交列车空调市场份额居前列,未来有望充分受益于新建线路投资。

风险提示:市场竞争加剧的风险、技术更迭风险、5G建设不及预期的风险。

3.2.佳力图:业务涵盖精密空调、冷水机组和代维服务,外延涉足第三方IDC领域佳力图成立于2003年,是国内精密温控节能设备领域龙头,成立以来专注于精密环境控制领域,具备精密环境控制领域提供节能、温控设备、一体化解决方案能力。

2014年以来,企业推出了冷水机组系列新产品,并拓展设备代维服务。

企业产品主要应用于数据中心、医疗洁净场所等对环境要求较高的场地,客户涵盖互联网、通信、金融、互联网、医疗、轨道交通、航空、能源等众多行业,前五客户包含中国移动、电信、联通和HUAWEI等知名企业。

根据企业2018年年报,全年实现营收5.35亿元,同比增长16.2%,归属上市企业股东净利润1.07亿元,同比增长29.67%。

其中:1)受益云计算IDC和4G建设,企业精密空调产品收入4.6亿元(同比+14.29%),销量为7322台(同比+16.91%);2)冷水机组实现收入1981万元(+17.59%),2018年冷水机组销量38台,同比增长137.5%;3)代维服务及其他收入2944万元,同比增长44.84%。

行业深度分析/通信35根据2018年年报,企业2018年整体毛利率41.67%,同比下降1.15个pct。

其中,企业主营产品精密空调毛利率40.86%,与去年持平,企业高毛利的定制化产品及高制冷量产品占比较高。

企业18年整体毛利率略有下降主要由于代维业务下滑至毛利率71.23%,同比下降了7.44个pct,而冷水机组毛利率13.16%,同比去年出现了较大幅度下滑。

根据企业2019年第三季度报告,2019年前三季度共实现收入5.03亿元,同比增长32.5%;实现归母净利润7584万元,同比下降3.95%。

前三季度,企业以权益结算的股份支付确认了费用3101万元,影响净利润2636万元(去年同期为570万元),剔除该影响后净利润增长20.7%。

企业作为精密温控设备龙头,逐步涉足IDC运营建设领域。

2019年10月31日,企业南京楷德悠云数据中心项目投资获得股东大会通过,本次投资预计金额达到15亿元,其中一期投入约4.2亿元,共建设2800架标准服务器20A机柜,计划2021年6月投产;二期投入约4.2亿元,建设2800架标准服务器20A机柜,计划2022年6月投产;三期投入约6.6亿元,建设2800架标准服务器30A机柜,计划2023年6月投产。

风险提示:市场竞争加剧的风险、技术更迭风险、5G建设不及预期的风险。

行业深度分析/通信36行业评级体系收益评级:领先大市—未来6个月的投资收益率领先沪深300指数10%以上;同步大市—未来6个月的投资收益率与沪深300指数的变动幅度相差-10%至10%;落后大市—未来6个月的投资收益率落后沪深300指数10%以上;风险评级:A—正常风险,未来6个月投资收益率的波动小于等于沪深300指数波动;B—较高风险,未来6个月投资收益率的波动大于沪深300指数波动;分析师声明夏庐生、彭虎、杨臻声明,本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格,勤勉尽责、诚实守信。

本人对本报告的内容和观点负责,保证信息来源合法合规、研究方法专业审慎、研究观点独立公正、分析结论具有合理依据,特此声明。

本企业具备证券投资咨询业务资格的说明安信证券股份有限企业(以下简称“本企业”)经中国证券监督管理委员会核准,取得证券投资咨询业务许可。

本企业及其投资咨询人员可以为证券投资人或客户提供证券投资分析、预测或者建议等直接或间接的有偿咨询服务。

发布证券研究报告,是证券投资咨询业务的一种基本形式,本企业可以对证券及证券相关产品的价值、市场走势或者相关影响因素进行分析,形成证券估值、投资评级等投资分析意见,制作证券研究报告,并向本企业的客户发布。

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本报告的估值结果和分析结论是基于所预定的假设,并采用适当的估值方法和模型得出的,由于假设、估值方法和模型均存在一定的局限性,估值结果和分析结论也存在局限性,请谨慎使用。

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销售联系人上海联系人潘艳上海区域销售负责人18930060852panyan@essence.com.cn侯海霞上海区域销售总监13391113930houhx@essence.com.cn朱贤上海区域销售总监13901836709zhuxian@essence.com.cn李栋上海区域高级销售副总监13917882257lidong1@essence.com.cn刘恭懿上海区域销售副总监13916816630liugy@essence.com.cn孙红上海区域销售副总监18221132911sunhong1@essence.com.cn苏梦上海区域销售经理13162829753sumeng@essence.com.cn秦紫涵上海区域销售经理15801869965qinzh1@essence.com.cn陈盈怡上海区域销售经理13817674050chenyy6@essence.com.cn王银银上海区域销售经理18217126875wangyy4@essence.com.cn北京联系人李倩北京基金组主管18500075828liqian1@essence.com.cn温鹏北京基金组销售副总监13811978042wenpeng@essence.com.cn夏坤北京基金组销售副总监15210845461xiakun@essence.com.cn曹琰北京基金组销售经理15810388900caoyan1@essence.com.cn张莹北京保险组主管13901255777zhangying1@essence.com.cn姜东亚北京保险组销售副总监13911268326jiangdy@essence.com.cn张杨北京保险组销售副总监15801879050zhangyang4@essence.com.cn王帅北京保险组销售经理13581778515wangshuai1@essence.com.cn深圳联系人胡珍深圳基金组高级销售副总监13631620111huzhen@essence.com.cn范洪群深圳基金组销售副总监13922833856fanhq@essence.com.cn黎欢深圳基金组销售经理15820484816lihuan@essence.com.cn聂欣深圳基金组销售经理13540211209niexin1@essence.com.cn巢莫雯深圳基金组销售经理18682080397chaomw@essence.com.cn杨萍深圳基金组销售经理13723434033yangping1@essence.com.cn黄秋琪深圳基金组销售经理13699750501huangqq@essence.com.cn行业深度分析/通信37安信证券研究中心深圳市地址:深圳市福田区深南大道2008号中国凤凰大厦1栋7层邮编:518026上海市地址:上海市虹口区东大名路638号国投大厦3层邮编:200080北京市地址:北京市西城区阜成门北大街2号楼国投金融大厦15层邮编:100034

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