（报告出品方/作者：国金证券，罗露）
一、华为入局数据中心能源，高算效、低PUE成为IDC行业大势
作为5G、AI、云计算等ICT技术的载体，数据中心是数字经济最为重要的型基础设施之一。在全球数据激增和“碳达峰、碳中和”的背景下，数据中心领域迎来技术和商业更迭期。当前，ICT技术不断融入数据中心基础设施和成系统设计，高算效、低PUE成为IDC行业核心趋势。数据中心的本质是将电力转换成算力，高效将电力转化为算力要求IT设备提高算效；另一方面，高功率密度叠加低PUE标准，也将进一步提升对数据中心散热、制冷系统的要求。我们测算，数据中心基础设施建设市场规模到年达到亿美元，到年达到亿市场规模。其中服务器、存储、制冷系统、配电系统十年的CAGR分别是6%、6%、20%、12%。
数据中心基础设施前期建设支出主要有物理基础设施和IT设备采购两部分。其中物理设施主要由配电系统、制冷系统和其他（安装、人工费用等），根据施耐投资成本计算器测算，以建设kw、单机柜功率密度8kw、以风冷散热为主的（N+1）冗余数据中心为例，每千瓦建设成本约为美元，配电、制冷和建筑占比分别为47%、20%和33%；我们认为，硬件设备的市场需求主要来自于新建数据中心和存量数据替换，共带来MW新增IT负载需求，对应物理基础市场空间亿美元。未来，机架功率密度升高叠加硬件设备支出比重上升，制冷系统和配电系统市场空间分别从年的、亿美元，上升至年的、亿美元，CAGR分别为20%和12%。
1.1数据中心是数字底座，中国IDC市场增速远超全球
以云计算、物联网、大数据、5G、人工智能为代表的数字产业步入快车道，数字经济发展势头强劲。据信通院，中国数字经济规模由年的2.6万亿扩张到年的39.2万亿，占GDP比重也由14.2%提升至38.6%。数字经济内部，一方面包括数字产业化，即信息通信产业；另一方面是产业数字化，即传统行业应用数字技术所带来的效率提升和价值创造。产业数字化占比，各行业数字化转型拉动数据中心需求升高。在数字经济内部结构中，产业数字化一直是主要引擎，且有不断扩大的趋势，占比从年的74.3%上升至年的80.9%。随着数字化技术在金融、政府、医疗、制造、能源等传统行业加速扩散，带来数据中心需求不断提升。
全球云计算市场增速放缓，中国公有云市场是增长主力军，中国IDC增速远超全球均值。根据信通院，全球云计算市场规模亿美元，同比增长13.1%，中国公有云市场规模亿元，同比增长93.5%，私有云市场规模亿元，同比增长26.2%。虽然中国云计算市场规模仅占全球市场的10%，但受国内产业数字化转型拉动，增速远高于全球水平。现阶段，企业在部署云应用的时候，已从以往的云端、单一集中数据中心中的部署，转向多云协同、混合云架构，并在边缘侧进行相应业务的部署。
1.2数据中心朝高密化演进，基础设施迎来迭代升级期
为平衡效率和成本，数据中心必将向高密化发展。IT设备持续向高算力、高功率密度演进，CPU和服务器功率持续提升，同时，AI应用的需求增长，AI算力比重进一步提升。预计到年，多样化算力协同将成主流，主流云数据中心将形成15~30kW/柜混合部署形态。数据中心也是算力中心，高性能计算始终是行业核心控制点。IT层面来看，多种新技术的应用满足高算力负载的需求，但同时增加了IT基础设施能耗。双碳趋势下，单机架功率密度升高对数据中心硬件设备的制冷系统、供电系统和软件层高效运维管理提出了更高的要求。
高算力带来机架高功率密度，计算存储网络走向一体化设计。存算一体技术经过验证，未来有望从实验室走向产品化。传统计算与存储设备分处不同的模块，CPU需先对存储硬盘上的数据进行读取、搜索、加/解密、压缩等操作。但AI等应用的兴起，数据处理量不断上升，存算分离模式带来过多的无效能耗。
人工智能、深度学习算法持续迭代，异构计算需求日益旺盛。算力提升方法通常有两种，一是增加“数量”，即增加核心的数量；二是提高“质量”，即提高单核心的运算效率，提高主频。但受摩尔定律的影响，主频的提高并不是无限制的，会受到功耗的制约。随着人工智能等新兴技术对高性能计算能力需求的升高，GPU、FPGA、ASIC等高性能加速处理器涌现。年上半年加速服务器市场规模达到23.8亿美元，同比增长85.1%。
其中GPU服务器依然占主导地位，占据91.9%的市场份额，IDC预测，到年中国加速服务器市场规模将达到.6亿美元。加速计算市场供应商集中度高，客户侧需求上涨显著。年上半年，从服务器厂商销售额角度看，浪潮、宁畅、华为位居前三，占据了70%的市场份额；从行业的角度看，互联网依然是最大的采购行业，占整体加速服务器市场60%以上的份额，同比年有90%以上的增长，此外金融、服务、电信、制造和能源行业均有超过50%的上涨。
全闪存阵列存储降低数据存储设备能耗，市场规模增长显著。全球企业外部OEM存储系统市场收入同比增长9.7%至69亿美元，其中戴尔占26.8%，为头号供应商。按地区看，中国存储市场规模达23.9亿美元，同比增长33.3%；按存储方式看，全闪存阵列（AFA）市场收入突破27亿美元，同比增长7.6%。全闪存凭借出色的性能优势和绿色节能逐渐成为市场刚需，其组成的存储系统典型功耗约5.3W/TB，可降低约50%能耗。
根据IDC发布中国外臵存储市场报告数据显示，年，全闪存阵列的市场占比达到18.9%，增速24%，高于市场的平均增长率17.5%；相比于全球占比达到39.9%的市场情况来看，中国市场仍留给全闪存阵列很大空间。根据IDC预测，中国外臵存储市场未来五年的复合增长率将达到12.6%，年规模达到96亿美元。我们假设，年全闪存市场占比40%，预计市场规模将达到38.4亿美元。
数据中心是实现“双碳”目标的重要组成部分，数据中心低能耗要求带来基础设施软硬件技术升级、产品替代机会。根据IDC，年，国内数据中心年耗电量约为亿千瓦时，占全社会用电量的2.7%；到年，数据中心年耗电量预计约为亿千瓦时，占全社会用电量的4.1%。
年7月，工业和信息化部印发了《新型数据中心发展三年行动计划（-年）》（以下简称《计划》），计划到年底，全国数据中心平均利用率提升到55%以上，总算力超过EFLOPS，新建大型及以上数据中心PUE降低到1.35以下。到年底，全国数据中心机架规模年均增速保持在20%左右，平均利用率力争提升到60%以上，总算力超过EFLOPS，高性能算力占比达到10%。国家枢纽节点算力规模占比超过70%。新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下，严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下。
经过年代大幅度效率提升后，数据中心PUE保持相对稳定。年至今，数据中心全球平均PUE保持在1.59左右。我们认为，虽然目前在建数据中心要求PUE不超过1.3，但许多存量数据中心旧设施改造、更换老化设备会进一步提高数据中心能源利用率。目前服务器市场份额结构稳定，马太效应明显。根据IDC，全球服务器市场规模将在年第二季度，达到亿美元，TOP5厂商新华三、戴尔、浪潮、联想和IBM占比55%，白牌服务器厂商占比保持在25%左右。我们测算，上半年全球服务器ASP约为美元/台，高于中国市场的美元/台。
软件层面，数据中心构建云、网、边、端一体化运维平台，应用云计算、大数据、AI等技术，从运维角度出发，进一步降低数据中心PUE值，推进数据中心碳中和进程。（报告来源：未来智库）
1.3数字能源公司承载华为二次腾飞希望
年6月7日，华为在原有的数字能源产品线上成立“华为数字能源公司”，分设数据中心能源、站点能源、智能光伏、智能电动和模块电源五大业务板块。在过去产品线端，华为借助传统ICT领域运营商、企业网络管道，以销售产品为主，成立公司后可以更多的结合产业链的优势，利用供应商、集成品牌效应进行推广，形成较强的行业延展性；同时，可以与更多能源公司战略匹配，达成合作，开发综合能源业务，形成行业解决方案。
数据中心能源乘势IDC扩张和转型机遇，成长机会最大。华为以“模块化”和“智能化”为理念，从L1物理基础设施入局，打造低碳绿色数据中心。华为发挥集成优势，实现从“部件”向“解决方案”+“产品”提供商的转变，带动合作伙伴共同扩大市场规模。
基于“模块化+智能化”的理念，华为通过四大重构解决数据中心建设周期长、能耗高、运维难等诸多挑战，打造极简、绿色、智能、安全的下一代数据中心。从小型分支机构到总部中大型数据中心，提供覆盖室内和室外的数据中心解决方案，以及UPS、智能温控等核心部件和DCIM管理系统，支持快速部署、平滑演进。在全球超过个大型数据中心部署产品，覆盖电信运营商、ISP、政府、金融、交通等行业。
华为联结产业链相关企业布局，补充自身技术短板。在锂电UPS方面，华为与13家国内头部电池、电源企业达成合作，采购电芯等原材料，加以华为BMS和PACK封装技术，打造智能锂电UPS解决方案；与5家数据中心节能温控设备厂商，如依米康、英维克、申菱环境等，达成合作，完善自身温控产品的同时，带动国内制冷市场的发展；另外，华为和易华录、金风科技、中装建设等9家公司合作探索新型节能数据中心规划、设计，形成行业解决方案。
二、温控领域进入技术革新期，跑马圈地进行时
温控系统是仅次于IT设备的能耗来源，控制温控能耗是降低数据中心PUE的突破口。年12月，《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》提出，大型、超大型数据中心运行电能利用效率降到1.3以下。数据中心能耗主要由IT设备、温控空调、电源配电和照明构成，当PUE从1.92降低至1.3时，空调系统能耗占比从38%降低至17.5%，减少空调系统能耗将成为降低整体PUE的关键。
高密度大型数据中心建设加速，散热市场迎来重构，液冷、蒸发冷却技术有望替代传统风冷市场。随着数据中心的单体规模越来越大，大型、超大型数据中心不断涌现，高功率密度机架服务器、刀片服务器等高热密度设备的应用，造成机房单机柜功耗提高。单位面积热量急剧上升倒逼数据中心散热技术革新，市场结构由风冷向液冷转变。
2.1高效液冷和蒸发冷却模式发展前景广阔
高效热交换提高散热效率，液冷数据中心市场份额逐步提升。目前国内数据中心机房空调市场规模60亿元，风冷散热市场份额由67.1%下降至59.4%。液冷技术通过液体作为热量传输媒介，可导向热源，带走热量，在高功率密度数据中心优势明显。从市场需求和销售额来看，风冷型制冷仍是目前机房空调中的主流机型，但冷冻水型制冷呈现较快增长趋势。-年，冷冻水型机房空调市场占有率从24.5%上升至33.4%。
浸没式液冷实现芯片级制冷，迎合高密化数据中心建设发展要求。以主营计算机散热技术的初创企业Iceotope为例，针对CPU等高功耗器件的精确浸没式液冷散热，小剂量的液体绝缘冷却剂被精确地注入到服务器内部的热点区域，机箱内部的浸没式微型泵会让冷却剂以一定的速度循环起来，将芯片电路产生的热量带到板式换热器处。该技术可以使得pPUE（局部PUE）值降低到1.03，可进一步降低整个数据中心PUE值，最终降低数据中心运营成本。
2.2重构温控：华为瞄准间接蒸发冷却，开启“暖通智能化时代”
华为数据中心温控技术推陈出新，间接蒸发冷却逐步替代传统冷冻水方案。传统散热方案有行级、房间级的风冷/冷冻水型温控产品，与冷水机组、水泵和冷冻水管道共同组成制冷系统。年华为首次发布间接蒸发冷却解决方案，通过系统架构优化升级，简化换热过程，于年推出2.0版本；在此基础上，融入智能化（AI调优）和模块化（集装箱整体式架构）理念，发挥集成优势。年8月华为-京东联合推出全新一代间接蒸发冷却方案。
充分利用干冷地区自然冷源优势，间接蒸发冷却系统将成为主流。华为借助模块化和预制化的架构，实现“一箱一系统”，将制冷系统交付时间缩短50%；通过有效利用自然冷源，典型场景下相比于冷冻水制冷系统省电14%、省水40%。
AI-iCooling寻找能效最优方案，开启温控散热智能时代。AI智能群控根据室外环境温湿度及服务器负载率等变化，在确保机房内温湿度控制在设定范围的前提下，动态调节群组内蒸发冷却系统的运行数量及制冷量输出，并进行最优运行组合寻优，实现整体能耗最低，PUE最优。支持基于AI的iCooling能效优化技术，在同等硬件条件下，降低制冷系统能耗多达8%；并通过匹配AI智能算法，实现间接蒸发冷却系统全自动巡检及故障预测，降低运维人力投入25%。
2.3液冷、蒸发冷却技术替代趋势下，市场竞争格局面临重构
国内机房空调市场一超多强，维谛技术龙头地位稳固。据华经情报网数据，年国内机房空调市场维谛技术市占率30%左右，佳力图、艾特网能、依米康、华为和英维克各占10%。维谛技术前身是艾默生网络能源业务，在数字基础设施领域深耕多年，连续16年在国内机房空调市场排名第一。全球范围内，维谛技术有广泛的客户基础，目前在网运行超过万套空调产品，未来存量数据中心产品替换具有规模优势。
新兴蒸发冷却市场华为领跑，国内传统温控企业不断提升品牌，未来有望依托技术优势获取更大成长空间。与液冷相比，间接蒸发冷却材料成本更低，短期内市场应用空间更为广阔。华为在国内市占率达34.5%。作为华为供应商，英维克间接蒸发冷却技术处于行业领先，推出XFlex模块化间接蒸发冷却机组；申菱环境数据服务类空调与华为进行联合设计制造，主要向华为供货；依米康旗下公司与华为联合开发智能基站温控器，节能可达20%-90%，主要应用于海外业务。得益于数据中心机房建设加速，温控企业营收呈上升态势；未来，在数据中心建设大规模趋势下，间接蒸发冷却市场将被打开，具有技术领先优势的企业，成长空间较大。
三、数据中心UPS向锂电化、模块化方向发展
数据中心高密化演进趋势下，IT设备电路集成度增加，高压直流供电技术有望成为高密度数据中心IT机房的主流供配电技术。UPS不间断电源作为数据中心电源系统的保障，从生命周期、安全可靠、弹性扩容等维度考量，锂电化和模块化UPS将成为未来发展方向。
3.1作为供配电系统核心产品，数据中心UPS向锂电化、模块化发展
数据中心储能建设打开UPS增长空间。年7月14日，工信部印发《新型数据中心发展三年行动计划（-年）》，规划提出支持探索利用锂电池、储氢和飞轮储能等作为数据中心多元化储能和备用电源装臵，加强动力电池梯次利用产品推广应用。年国内UPS销售额为.82亿元，预计未来会以13%年复合增长率保持上升趋势，年达到亿元。未来随着数据中心规模的扩张，IDC会成为UPS市场的主要驱动力。
价格劣势成为锂电渗透的主要阻力，优化电池组设计和PACK技术是降本增效的关键。现阶段国内UPS锂电池主要有磷酸铁锂电池和三元电池两大技术路线，其中安全性好、循环寿命长的磷酸铁锂电芯是主流。5C放电的UPS锂电池单瓦时达到2.6-2.7元,常规备电的UPS锂电池组（LFP）价格0.73元/Wh。随着产业规模化和技术的提升，大部分材料价格在近几年一直处于下降通道，但年各种材料在动力电池高景气度带动下价格反弹上涨，部分材料涨幅超过%，给锂电池在UPS的渗透带来压力。（报告来源：未来智库）
3.2重构供电：华为智能锂电UPS使能数据中心供电系统的全数字化
华为从模块化产品入手，逐步向智能化方向延伸。华为年开始布局UPS，改进功率模块产品性能，推出模块化UPS，实现从核心部件、系统到架构的全冗余设计，系列产品覆盖10kVA-kVA。
智能锂电时代，华为发挥ICT技术与产业集成优势。华为向锂电池上游电芯厂商采购原材料，配合电源产品企业进行PACK封装，配套自研SmartLi电池储能系统解决方案，推出智能锂电UPS。该产品采用磷酸铁锂电芯与主动均流控制技术，具有三层BMS系统，配合华为网管系统，实现电池智能管理，效率高达97%。根据相关公司公告，在电池产业链上游，华为与德赛电池、亿纬锂能、国轩高科、欣旺达等达成合作；中游与科泰电源、科华数据、科士达达成合作，同时华为也是南都电源的主要客户之一。
3.3华为引领UPS市场，
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