“碳中和”對通信行業(yè)影 響全景

1、投資案件結(jié)論和投資建議通信行業(yè)在 TMT 各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)中扮演“基礎(chǔ)設(shè)施”角色，“碳中和”預(yù)計(jì)將對通信行業(yè)的某些細(xì)分產(chǎn)生長期影響。我們重點(diǎn)梳理碳排放、節(jié)能環(huán)保、綠色用能等對通信行業(yè)相關(guān)各環(huán)節(jié)的影響，具體包括：云計(jì)算環(huán)節(jié)：引導(dǎo)行業(yè)頭部集中，護(hù)城河加深。5G：共建共享、一體化降低能耗。配套軟硬件：智能化趨勢下的必然需求，包括智能制造、溫控、線纜等。原因及邏輯碳中和對通信行業(yè)的影響路徑主要體現(xiàn)在兩方面：降低ICT 系統(tǒng)的電力資源消耗；通過配套軟硬件提升能源利用率。降低資源消耗的路徑主要包括云計(jì)算和運(yùn)營商，減碳與云/通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商降低運(yùn)營成本（Opex）的需求相一致；通過配套的軟硬件設(shè)施提升能源利用率則

2、與傳統(tǒng)工業(yè)等領(lǐng)域關(guān)系密切，該路徑下通信行業(yè)相關(guān)環(huán)節(jié)主要起到輔助減碳的作用。有別于大眾的認(rèn)識市場低估了“碳中和”對科技行業(yè)的長期影響。我們認(rèn)為通信行業(yè)是上下連接 TMT各領(lǐng)域的重要紐帶，通過整合各類資源（包括水電、網(wǎng)絡(luò)、土地等）承載上層 TMT 的各類應(yīng)用，是數(shù)字流量與傳統(tǒng)周期品連接的入口，“碳中和”將對其中細(xì)分環(huán)節(jié)的長期趨勢產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。市場擔(dān)心“碳中和”影響或限制科技領(lǐng)域的投資規(guī)模。我們認(rèn)為云產(chǎn)業(yè)鏈本身具備高成長屬性，“碳中和”將淘汰行業(yè)的無效或低效供給，但需求仍然高景氣。此外在技術(shù)和供需層面行業(yè)頭部集中的趨勢將加速，預(yù)計(jì)頭部技術(shù)領(lǐng)先、有議價能力的配套廠商將有望脫穎而出，行業(yè)加速頭部集中。市

3、場低估了“碳中和”背景下科技領(lǐng)域配套軟硬件的智能化趨勢。我們認(rèn)為以智能制造、溫控設(shè)備、海上風(fēng)電線纜等細(xì)分的空間巨大，“碳中和”加速滲透趨勢、打開行業(yè)天花板。目錄“碳中和”對通信行業(yè)影響的投資框架 5云和 IDC：引導(dǎo)行業(yè)頭部集中，護(hù)城河加深 9投資和流量頭部集中，行業(yè)規(guī)模化、定制化 9節(jié)能需求加速新技術(shù)替代 11IDC 行業(yè)預(yù)計(jì)分化 145G：共建共享、一體化降低能耗 16配套軟硬件：智能化趨勢的“賣鏟人” 19智能制造：鋼鐵化工等行業(yè)信息化/自動化滲透加速 19溫控設(shè)備：算力與流量提升下的剛需 22其他配套：海上風(fēng)電等 26相關(guān)標(biāo)的及風(fēng)險提示 27圖表目錄 HYPERLINK l _TOC_

4、250015 圖 1：TMT 行業(yè)科技產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)圖示（不包含終端） 5 HYPERLINK l _TOC_250014 圖 2：通信行業(yè)的“碳中和”路徑 6 HYPERLINK l _TOC_250013 圖 3：碳中和-通信相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)全景圖 8 HYPERLINK l _TOC_250012 圖 4：云廠商IDC 已經(jīng)體現(xiàn)出高度集中的“大基地”與“集群化”趨勢 10 HYPERLINK l _TOC_250011 圖 5：騰訊 T-block 數(shù)據(jù)中心以微模塊的方式交付，能效優(yōu)秀 11圖 6：隨光通信設(shè)備的性能線性提升，理論上單位帶寬對應(yīng)的成本明顯降低（圖中虛線）.12圖 7：不同速率光

5、模塊的單位帶寬成本下降帶動高速產(chǎn)品推廣使用 12 HYPERLINK l _TOC_250010 圖 8：云廠商數(shù)據(jù)中心向 15-10k w 以上高功率、預(yù)置化交付的趨勢演進(jìn) 13 HYPERLINK l _TOC_250009 圖 9：萬國數(shù)據(jù)在全國范圍內(nèi)覆蓋IDC 資源，已形成規(guī)模效應(yīng) 16 HYPERLINK l _TOC_250008 圖 10：三大運(yùn)營商資本開支及合計(jì)同比增速 17 HYPERLINK l _TOC_250007 圖 11：三大運(yùn)營商各頻段共建共享情況 17 HYPERLINK l _TOC_250006 圖 12：“碳中和”背景下，鋼鐵行業(yè)信息化、自動化的“智”造需

6、求將加速 20 HYPERLINK l _TOC_250005 圖 13：國內(nèi)主流鋼鐵企業(yè)的信息化滲透情況參差不齊 21 HYPERLINK l _TOC_250004 圖 14：鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)眾多，自動化控制系統(tǒng)的滲透空間巨大 22 HYPERLINK l _TOC_250003 圖 15：風(fēng)冷、液冷對比示意圖 23 HYPERLINK l _TOC_250002 圖 16：隨芯片晶體管技術(shù)演進(jìn)，散熱技術(shù)大致經(jīng)歷了風(fēng)冷到液冷再到風(fēng)冷的階段 23 HYPERLINK l _TOC_250001 圖 17：浸沒式液冷相比傳統(tǒng)風(fēng)冷方案能耗減少約 36% 25表 1：云廠商、運(yùn)營商未來規(guī)劃在云領(lǐng)

7、域投資千億級資金 10 HYPERLINK l _TOC_250000 表 2：通信“碳中和”相關(guān)公司估值表 28“碳中和”對通信行業(yè)影響的投資框架產(chǎn)業(yè)鏈角度看，通信行業(yè)是上下連接TMT 各領(lǐng)域的重要紐帶。梳理 TMT 產(chǎn)業(yè)鏈，電子處于上游，計(jì)算機(jī)與傳媒互聯(lián)網(wǎng)處于下游，通信行業(yè)大致居于中游環(huán)節(jié)。電子與通信之間通過設(shè)備芯片、通訊PCB 等部件相聯(lián)系；通信領(lǐng)域則主要包含網(wǎng)絡(luò)接入、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)流量等環(huán)節(jié)，為下游提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡讓踊A(chǔ)設(shè)施；在通信基礎(chǔ)設(shè)施的支撐下，計(jì)算機(jī)的軟硬件隨架構(gòu)趨勢不斷演進(jìn)，傳媒互聯(lián)網(wǎng)的各類應(yīng)用與內(nèi)容層出不窮。通信行業(yè)在TMT 各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)中扮演“基礎(chǔ)設(shè)施”角色，具備以下特點(diǎn)

8、：通信行業(yè)的部分傳統(tǒng)環(huán)節(jié)具備周期屬性，行業(yè)成長的重要驅(qū)動來自于運(yùn)營商和云廠商的資本開支；龍頭效應(yīng)顯著，產(chǎn)業(yè)鏈價值分布以頭部為主，以運(yùn)營商和主設(shè)備的業(yè)績與估值錨定行業(yè)平均水平，龍頭趨勢往往提示了行業(yè)的長期變化；通信硬件基礎(chǔ)設(shè)施具有一定工程屬性，通過整合各類資源（包括水電、網(wǎng)絡(luò)、土地等）承載上層TMT 的各類應(yīng)用，是數(shù)字流量與傳統(tǒng)周期品連接的入口。 圖 1：TMT 行業(yè)科技產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)圖示（不包含終端）資料來源：研究“碳中和”預(yù)計(jì)將對通信行業(yè)的某些細(xì)分產(chǎn)生長期影響。2020 年 9 月，我國宣布力爭于 2030 年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、在 2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和；2021 年政府工作報告也提出要“扎實(shí)做好

9、碳達(dá)峰、碳中和各項(xiàng)工作”，“制定 2030 年前碳排放達(dá)峰行動方案”。市場普遍關(guān)注“碳中和”對各行業(yè)的影響，我們重點(diǎn)梳理碳排放、節(jié)能環(huán)保、綠色用能等對通信行業(yè)相關(guān)各環(huán)節(jié)的影響。通信行業(yè)的“碳中和”路徑主要體現(xiàn)在兩方面：降低 ICT 系統(tǒng)的電力資源消耗；通過配套軟硬件提升能源利用率。圖 2：通信行業(yè)的“碳中和”路徑資料來源：研究降低資源消耗的路徑主要包括云計(jì)算和運(yùn)營商。云和 5G 網(wǎng)絡(luò)的底層是海量電子元器件，其日常運(yùn)行需要消耗大量的電力資源，一些數(shù)據(jù)和 IDC 機(jī)房的電功率密度可以達(dá)到 800W/以上，而日常的交換機(jī)房、接入網(wǎng)機(jī)房、傳輸機(jī)房的電功率密度也大約在 400W/的量級。減碳與云/通信網(wǎng)

10、絡(luò)運(yùn)營商降低運(yùn)營成本（Opex）的需求相一致。電力成本是云和通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商日常運(yùn)營成本的重要一項(xiàng)，以數(shù)據(jù)中心機(jī)房為例，電力成本可占到整體日常運(yùn)營成本的 50%甚至更高。因此，通過規(guī)?；l(fā)展、應(yīng)用新技術(shù)（例如高壓直流、液冷、高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等）、共建共享等方式能夠顯著提升運(yùn)營環(huán)節(jié)的電力資源利用率，在降低碳排放的同時也優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營的成本費(fèi)用。通過配套的軟硬件設(shè)施提升能源利用率則與傳統(tǒng)工業(yè)等領(lǐng)域關(guān)系密切。對于傳統(tǒng)行業(yè)而言，物理設(shè)備的產(chǎn)能利用率、能源利用率提升空間往往比較有限，但新技術(shù)的滲透提升空間更大，對科技和傳統(tǒng)行業(yè)而言都有增量機(jī)會。該路徑下通信行業(yè)相關(guān)環(huán)節(jié)主要起到輔助減碳的作用。智能制造、溫控等

11、新技術(shù)環(huán)節(jié)并不直接參與碳的生成和相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)；而是通過自動化控制、信息化管理等方式提升傳統(tǒng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的經(jīng)營效率。例如：傳統(tǒng)工業(yè)的流程、工藝、管理智能化升級；精密溫控技術(shù)提升ICT 系統(tǒng)的散熱效率，降低總能耗；海上風(fēng)電建設(shè)等帶來的配套線纜需求等。結(jié)合上述討論，“碳中和”對通信行業(yè)的影響具體包括三條主線，即云計(jì)算、5G、以及配套軟硬件等。其中：1）云計(jì)算環(huán)節(jié)。包括云服務(wù)商、IC T 設(shè)備商、IDC 廠商等，從云服務(wù)商的投資端開始，全產(chǎn)業(yè)鏈向集群化、模塊化、高密化、高速化演進(jìn)，對能源利用率提升有長期需求，與碳中和緊密相關(guān)。2）5G 環(huán)節(jié)。包括 ICT 設(shè)備、光通信、運(yùn)營商等?；狙刂妻D(zhuǎn)數(shù)改、共建共享

12、、高速率、極簡網(wǎng)絡(luò)部署、提速降費(fèi)、網(wǎng)絡(luò)智能運(yùn)維的路徑，降低 5G 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的整體能耗水平，是通信行業(yè)與碳中和高度相關(guān)的環(huán)節(jié)。3）配套軟硬件。包括了配套溫控設(shè)備、專用電力設(shè)備以及電力信息化、電力物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的眾多環(huán)節(jié)，從物理散熱、數(shù)字化轉(zhuǎn)型、精細(xì)化管理等角度使整個 ICT 系統(tǒng)的資源利用效率得到有效提升。以及與鋼鐵、化工等領(lǐng)域高度關(guān)聯(lián)的智能制造環(huán)節(jié)。 圖 3：碳中和-通信相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)全景圖資料來源：研究我們對這些環(huán)節(jié)進(jìn)行了歸類，“碳中和”的具體影響可歸為三類影響，分別是：1）是否加速了本身的長期趨勢？2）是否是新增需求打開天花板？3）是否是驅(qū)動行業(yè)集中強(qiáng)化壁壘。我們認(rèn)為對于第一類影響（主要是設(shè)備

13、環(huán)節(jié)，包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、溫控設(shè)備等）：“碳中和”是長期趨勢特征的強(qiáng)化（例如加速溫控技術(shù)與設(shè)備的換代、滲透），產(chǎn)業(yè)鏈的長期變化容易被忽視，因此需要通過高頻的上下游驗(yàn)證來把握趨勢變化。另外產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)相對不擁擠，因此主要應(yīng)把握龍頭以及邊際變化比較明顯的環(huán)節(jié)。其次第二類影響（主要是智能制造、儲能和電力設(shè)備） ：新增需求相對難把握，分歧也會比較大，因?yàn)槭袌隹臻g需要不斷去證實(shí)或者試錯，而且可能會面臨格局上比較大的變化，或者滲透率提升的瓶頸，我們認(rèn)為把握的要點(diǎn)主要是去關(guān)注公司在產(chǎn)業(yè)鏈中的積淀、與甲方的合作模型（比如議價能力和商業(yè)模式）、以及 knowhow 積累和護(hù)城河的建立。比較有代表性的技術(shù)型公司包括中控技

14、術(shù)、中天科技等，可以對照驗(yàn)證。最后第三類影響（主要是云和 IDC）：影響主要驅(qū)動了行業(yè)格局集中化，或者碳中和本身增強(qiáng)了行業(yè)的壁壘，比如 IDC、云等。對于強(qiáng)者恒強(qiáng)的賽道， 需要跟蹤關(guān)鍵假設(shè)是否有變化，也就是影響格局和定位穩(wěn)定的因素是否會發(fā)生大的變化，同時對配套產(chǎn)業(yè)鏈的價值分布有關(guān)鍵影響。云和 IDC：引導(dǎo)行業(yè)頭部集中，護(hù)城河加深“碳中和”對云計(jì)算環(huán)節(jié)的影響在于：頭部云廠商引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、定制化，技術(shù)環(huán)節(jié)長期將頭部集中。云/互聯(lián)網(wǎng)廠商的資本開支是整個云計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈的主要收益來源，這些廠商的變化一定程度上指引了各環(huán)節(jié)的趨勢。投資和流量頭部集中，行業(yè)規(guī)模化、定制化頭部 ICT 巨頭開啟“軍備競賽”是各

15、環(huán)節(jié)景氣上行確立的信號，云廠商的資本開支趨于頭部集中。云化本身是提升資源利用率的路徑之一。傳統(tǒng)機(jī)房中服務(wù)器僅僅使用了約 15%的計(jì)算能力1，數(shù)據(jù)中心資源的平均利用率僅為 20-30%，服務(wù)器在 80%時間內(nèi)都是空閑的，但空載功耗也有峰值的 60% 2。但云化則能通過集中管理和虛擬化的方式平衡資源的負(fù)載，實(shí)現(xiàn) “削峰填谷”并“彈性”地配置服務(wù)器資源，從而有效較低數(shù)據(jù)中心的整體能耗。因此云的規(guī)模化部署本身就是對傳統(tǒng)IT 低效資源利用方式的變革。上一輪云廠商競爭以“跑馬圈地”和價格戰(zhàn)為主要特征，已經(jīng)形成了云計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)能基礎(chǔ)。（1 ）此前一輪（2016-2017 年左右）頭部云廠商開始第一波大規(guī)模

16、建設(shè)、投資數(shù)據(jù)中心以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈，在市場上占據(jù)了大量基礎(chǔ)設(shè)施資源，基于各自基因在不同領(lǐng)域形成優(yōu)勢；（2 ）形成云計(jì)算的規(guī)模產(chǎn)能后，頭部廠商通過價格戰(zhàn)爭奪云計(jì)算市場份額。此前一輪形成的規(guī)模產(chǎn)能在 2016-2019 年逐步消化，2019-2020 年是競爭切換的節(jié)點(diǎn)。在加快數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)之后的 1-2 年，一些項(xiàng)目先后投產(chǎn)，頭部云廠商相應(yīng)開始加大設(shè)備端的采購（尤其是 2017-2018 年，服務(wù)器出貨量增速的大幅提升即是證明）。在產(chǎn)能利用率接近飽和（考慮一定的冗余和儲備，并非 100%滿產(chǎn)）后，疊加外部環(huán)境變化和 5G、芯片架構(gòu)等技術(shù)周期等因素，2019 年競爭趨緩，開始尋求應(yīng)用軟件層面

17、的創(chuàng)新。結(jié)合移動、阿里、騰訊等的投資規(guī)劃與產(chǎn)業(yè)動作，云巨頭間競相追加資本開支，已開啟新一輪“軍備競賽”。從 2019 年下半年開始，互聯(lián)網(wǎng)與通信等領(lǐng)域的一些頭部企業(yè)已有加大投資之計(jì)劃，例如中國移動宣布云改戰(zhàn)略，未來三年（2019 年起）投資千億級資金，目標(biāo)三年內(nèi)進(jìn)入國內(nèi)云服務(wù)商第一陣營。2020 年初，阿里也宣布投入 2000 億元用于云產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)研發(fā)攻堅(jiān)和面向未來的 IDC 建設(shè)。此次騰訊宣布 5000 億投資可視為頭部廠商之間的相互呼應(yīng)。1 加利福尼亞州勞倫斯-伯克利國家實(shí)驗(yàn)室，Jonathan Koomey 等。2 數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社公司投資規(guī)模（元人民幣）年限20

18、19 年CapEx 參考（元人民幣）具體內(nèi)容表 1：云廠商、運(yùn)營商未來規(guī)劃在云領(lǐng)域投資千億級資金宣布）未來三年用于云操作系統(tǒng)、服務(wù)器、芯片、網(wǎng)絡(luò)等重阿里2000 億（2020 年宣布）約 300 億大核心技術(shù)研發(fā)攻堅(jiān)和面向未來的數(shù)據(jù)中心建設(shè)。騰訊5000 億未來五年（2020 年宣布）約 320 億云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈、服務(wù)器、大型數(shù)據(jù)中心、超算中心等，其中，在數(shù)據(jù)中心方面，騰訊將陸續(xù)在全國新建多個百萬級服務(wù)器規(guī)模的大型數(shù)據(jù)中心。移動千億級未來三年（2019 年約 1660 億（含 4G、5G）承載 5G 核心應(yīng)用，目標(biāo)三年內(nèi)進(jìn)入國內(nèi)云服務(wù)商第一陣營資料來源：中國移動、阿里、騰訊等官網(wǎng)，研

19、究云廠商投資體現(xiàn)了規(guī)?；厔荩@一趨勢預(yù)計(jì)在“碳中和”背景下繼續(xù)加速。本土具有高度影響力的云服務(wù)與內(nèi)容廠商，在投資端通過高度集中的“大基地”與“集群化”戰(zhàn)略使數(shù)據(jù)中心以及設(shè)備產(chǎn)業(yè)形成規(guī)模效應(yīng)。規(guī)模化有利于云廠商在達(dá)到同等信息化水平的前提下能夠有效降低各類開支的單位成本，例如土地、水電、網(wǎng)絡(luò)等；同時僅有少數(shù)配套供應(yīng)商能夠入圍云廠商的服務(wù)體系，各類配套硬件與設(shè)施將體現(xiàn)集約化、頭部集中的趨勢。 圖 4：云廠商 IDC 已經(jīng)體現(xiàn)出高度集中的“大基地”與“集群化”趨勢資料來源：IDC，研究高度定制化意味著深入?yún)⑴c各環(huán)節(jié)的技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品落地、服務(wù)實(shí)施，云廠商在各環(huán)節(jié)的定價權(quán)影響了全產(chǎn)業(yè)鏈的利潤分配，頭部技

20、術(shù)領(lǐng)先、有議價能力的配套廠商將有望脫穎而出，行業(yè)加速頭部集中。定制化意味著能源利用效率大幅提升，是云計(jì)算領(lǐng)域的長期趨勢。工信部對騰訊 T-block 模塊進(jìn)行了 24 小時不間斷帶載測試后，測得其日電度PUE=1.0955，測試結(jié)果證明了 T-block 優(yōu)秀的系統(tǒng)能效。T- block 數(shù)據(jù)中心相比于現(xiàn)階段國內(nèi)主流數(shù)據(jù)中心，將要進(jìn)一步節(jié)能 30%，“對于一個國內(nèi)普通規(guī)模（2 萬臺服務(wù)器）的數(shù)據(jù)中心，保守估計(jì)每年節(jié)省上千萬元的電費(fèi)開支”（根據(jù)騰訊云數(shù)據(jù)3）。 圖 5：騰訊 T-block 數(shù)據(jù)中心以微模塊的方式交付，能效優(yōu)秀資料來源：騰訊云，研究節(jié)能需求加速新技術(shù)替代云計(jì)算的ICT 設(shè)備和光通

21、信環(huán)節(jié)則主要體現(xiàn)了高速率化、白盒化、云化的趨勢。數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展和能效提升、以及網(wǎng)絡(luò)流量的爆發(fā)對 400G 等高性能網(wǎng)絡(luò)方案產(chǎn)生需求。隨成本與價格下降，應(yīng)用高性能設(shè)備更經(jīng)濟(jì)；在流量、性能持續(xù)提升的背景下，新的網(wǎng)絡(luò)方案有更高的商用價值。歷史上，10G/40G 數(shù)通光模塊的成本在約 10 年時間里下降至 1$/Gbps，100G 數(shù)通光模塊成本下降至同等價位的時間僅為約 5 年，預(yù)計(jì) 400G 產(chǎn)3 騰訊新一代數(shù)據(jù)中心 T-block 粉墨登場，/developer/article/1064059品的成本降速將更快，高速率芯片、更先進(jìn)的光器件封裝方案以及高性能的交換/路由設(shè)備共同推動高性能網(wǎng)絡(luò)方案

22、的放量。圖 6：隨光通信設(shè)備的性能線性提升，理論上單位帶 寬對應(yīng)的成本明顯降低（圖中虛線）資料來源：Optical Networks Forecast: 2018 2023 (Jan 2019)，研究注：18-21 年為預(yù)測值；左軸單位為光通信方案的平均單價（虛線）、性能（黃線）、總成本（綠線）的相對提升倍數(shù)；依據(jù)是 Ovum 統(tǒng)計(jì)的光波復(fù)用線卡歷史價格數(shù)據(jù)。圖 7：不同速率光模塊的單位帶寬成本下降帶動高 速產(chǎn)品推廣使用資料來源：LightCounting Report Apr 2019, 研究注：單位為每 Gbps 對應(yīng)的成本（美元）。高性能網(wǎng)絡(luò)方案也對散熱、PCB、供電等環(huán)節(jié)均產(chǎn)生新需求。

23、散熱：超高密并不能依靠簡單的硬件堆疊實(shí)現(xiàn)，散熱是必須解決的問題，也與整張網(wǎng)絡(luò)的表現(xiàn)息息相關(guān)。單板散熱方面，芯片會產(chǎn)生熱量，如何將這些熱量均勻?qū)С鰡伟宀⑸l(fā)出去是散熱設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。PCB：100G 切換到 400G 對性能密度和信號高速傳輸能力有更高要求，光口速率的極大提升同樣需要電口速率的搭配，因此對于傳統(tǒng)銅箔材料與工藝下的 PCB 方案，其信號損耗開始成為高速率設(shè)備的技術(shù)瓶頸，需要材料與方案的更新。未來 400G 方案向 800G 甚至更高速率演進(jìn)，更需要PCB 環(huán)節(jié)的兼容和創(chuàng)新。供電：框式交換機(jī)內(nèi)置多板多芯片，接口速率與密度的提升將帶來功耗的上市。據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，整機(jī) 576 個 100G 接口

24、的Chassis 交換機(jī)（16 槽）典型功耗已經(jīng)達(dá)到 20kW左右，如果再升級到全 400G 接口，整機(jī)的功耗預(yù)計(jì)達(dá)到 50kW。在原有芯片方案下若要升級至 400G 網(wǎng)絡(luò)，需要數(shù)據(jù)中心配電方案的整體改造，進(jìn)而帶動數(shù)據(jù)中心供給向高功率密度、大型化、定制化方向演進(jìn)。液冷、高壓直流電等技術(shù)加速滲透。液冷技術(shù)以及綠色清潔能源技術(shù)的研發(fā)與領(lǐng)先應(yīng)用在業(yè)內(nèi)形成標(biāo)桿效應(yīng)，提升全行業(yè)的資源利用效率。以頭部云廠商為例，在東部沿海省份建設(shè)全球規(guī)模最大的全浸沒式液冷數(shù)據(jù)中心，采用了服務(wù)器全浸沒液冷、高壓直流、供配電分布式冗余、智能 AI 優(yōu)化算法等多項(xiàng)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)與建造，PU E 可低至 1.09。 圖 8

25、：云廠商數(shù)據(jù)中心向 15-10kw 以上高功率、預(yù)置化交付的趨勢演進(jìn)資料來源：研究產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司如下。新易盛：發(fā)布硅光解決方案的 400G 光模塊產(chǎn)品、已成功試制 400G QSFP-DD DR4硅光模塊樣品，產(chǎn)品具有低功耗、高集成的特點(diǎn)，其規(guī)模商業(yè)化將大大降低集成電路的成本。以及其他光模塊產(chǎn)業(yè)鏈公司。紫光股份：1）400G 等高速率網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有更高的能耗比，提升信息傳輸速率，例如核心交換機(jī) H3C S10500 全面運(yùn)用新一代節(jié)能技術(shù)，以 16 口萬兆單板為例，其峰值功率下，整機(jī)每千兆帶寬耗電不到 1.5W，僅為傳統(tǒng)交換機(jī)一半左右，也便于提高機(jī)房散熱效率，降低空調(diào)能耗；2 ）紫光云的混合云等

26、方案化能力提升傳統(tǒng)信息化的資源利用效率，降低傳統(tǒng)企業(yè)的信息化硬件投入，提升資源利用效率；3）云解決方案在電力行業(yè)有廣泛應(yīng)用，新華三深耕電力行業(yè)十四載，以現(xiàn)代通信技術(shù) ICT 為主對能源電力系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)與互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)整個能源系統(tǒng)的效率優(yōu)化與安全調(diào)度。星網(wǎng)：1）白盒交換機(jī)以及極簡網(wǎng)絡(luò)的交付能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的資本開支與能耗投入均有降低，25G-100G-400G 方案服務(wù)頭部互聯(lián)網(wǎng)廠商的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心建設(shè)，集群化提升資源利用效率；2）硬件設(shè)計(jì)體現(xiàn)節(jié)能思想，部分創(chuàng)新交換機(jī)產(chǎn)品采用了無風(fēng)扇設(shè)計(jì)、自然散熱方式，不僅實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行無噪音，還能大幅降低設(shè)備功耗，減少機(jī)械故障點(diǎn)，使設(shè)備更可靠耐用，有效降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)

27、備維護(hù)量和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本；3）Wi-Fi 6 設(shè)備進(jìn)一步通過編碼和調(diào)度方式的增強(qiáng)，大幅提升空間復(fù)用的效率，可以同時與更多的設(shè)備通信、可以實(shí)現(xiàn)更大密度的設(shè)備部署、更低的延時、更遠(yuǎn)的覆蓋、更高的速度，在低功耗方面進(jìn)行改進(jìn)，可延長電池壽命，更適用于物聯(lián)網(wǎng)場景；4 ）云桌面方案將算力集中在云端機(jī)房中，使用戶側(cè)能耗大幅降低，同時云端服務(wù)器的集群化管理也實(shí)現(xiàn)了資源利用效率的提升。IDC 行業(yè)預(yù)計(jì)分化數(shù)據(jù)中心是高耗能環(huán)節(jié)，“碳中和”背景相當(dāng)于對 IDC 行業(yè)的“供給側(cè)改革”，最終格局預(yù)計(jì)分化形成“頭部勝出，趨于集中”的格局。我國數(shù)據(jù)中心能耗已占全社會總能耗的 2%，占全國建筑總能耗的 10%，相當(dāng)于三峽水電站

28、全年的總發(fā)電量（988 億 kWh）4。數(shù)據(jù)中心一般全年運(yùn)行要求不中斷，年運(yùn)行時長達(dá)到 8760 小時。我國數(shù)據(jù)中心用電總量已經(jīng)超過了上海全社會用電總量（1566.7 億 kWh），為 1608.89 億 kWh，占中國全社會用電量的 2.35%，占第三產(chǎn)業(yè)用電量的 14.9%； 2023 年中國數(shù)據(jù)中心總用電量將達(dá)到 2667.92 億kWh，年復(fù)合增長率達(dá)到 10.64%5。在全社會數(shù)據(jù)與算力爆發(fā)的需求下，數(shù)據(jù)中心功耗密度不可避免地迅速提升。過去單個機(jī)柜功率一般在 3-6kW 左右，而高性能超算數(shù)據(jù)中心的機(jī)柜功率可以達(dá)到 20-30kW，一個 10 萬服務(wù)器規(guī)模的數(shù)據(jù)中心功率可達(dá) 4.5

29、萬 kW，年耗電量可達(dá) 4 億kWh。但數(shù)據(jù)中心行業(yè)的減碳空間極大。當(dāng)前我國數(shù)據(jù)中心行業(yè) 70%左右的電力供應(yīng)仍來自煤電，清潔能源的替代空間極大；內(nèi)部 ICT 設(shè)備以及散熱系統(tǒng)需要消耗大量電能，其中冷卻成本占到總能源成本的 50%。而 ICT 設(shè)備-直流交流電源設(shè)備-配電設(shè)備-UPS-散熱設(shè)備鏈條上每個環(huán)節(jié)都可以通過集約化、定制化以及新技術(shù)替代的方式實(shí)現(xiàn)能耗節(jié)約。6市場普遍以“用能指標(biāo)”的方式引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心健康發(fā)展，2020 年初“新基建”使市場誤以為 IDC 行業(yè)整體必將供大于求、泡沫化，實(shí)際行業(yè)內(nèi)部存在“結(jié)構(gòu)性”的供不應(yīng)求，核心是資源、方案化和交付能力。IDC 大量使用服務(wù)器等 IT 設(shè)備，

30、核心半導(dǎo)體器件發(fā)熱量巨大，IDC 功率密度高達(dá) 300-2000W/，是普通商業(yè)地產(chǎn)的幾十倍（CESI 數(shù)據(jù)），制冷和電力接入是機(jī)柜運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。IDC 對網(wǎng)絡(luò)、水電等成本有較強(qiáng)依賴， 而一線城市均已出臺相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心的新/擴(kuò)建走向綠色化、集中化，行業(yè)預(yù)計(jì)向超大規(guī)模、高密度、高功率方向發(fā)展。同時成本差異和定制化需求下對 IDC 公司的建設(shè)、集成能力也提出要求。IDC 行業(yè)最突出屬性是強(qiáng)調(diào)資源稟賦，進(jìn)入門檻相比 TMT 其他領(lǐng)域較低，但上限非常高。對比上一輪的 IDC 行業(yè)擴(kuò)張期、以及目前市場上三類競爭者（運(yùn)營商、云廠商、第三方），最終體現(xiàn)競爭優(yōu)勢并持續(xù)擴(kuò)張的集中在少數(shù)第三方龍頭。

31、從客戶角度，選擇 IDC 供應(yīng)商往往考慮核心資源（網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、不動產(chǎn)經(jīng)營穩(wěn)定性、選址）、持續(xù)經(jīng)營能力（長期現(xiàn)金流）、規(guī)模效應(yīng)、成本節(jié)約（電力與能耗）甚至一些軟實(shí)力（品牌、歷史等）。體現(xiàn)出的表觀結(jié)果在于產(chǎn)能利用率的差異：行業(yè)整體上架率在 50%以上，核心地區(qū)龍頭上架率可達(dá) 95%以上，但部分中下區(qū)間的項(xiàng)目利用率僅不足 40%。預(yù)計(jì)勝出公司的把握主要包括四方面：4 據(jù)數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社5 點(diǎn)亮綠色云端：中國數(shù)據(jù)中心能耗與可再生能源使用潛力研究，國際環(huán)保組織綠色和平與華北電力大學(xué)6 但從 PUE（電能利用效率）的角度看，提升空間就非常顯著。據(jù)全國數(shù)據(jù)中心應(yīng)用發(fā)展指引（2019），2

32、018 年底，全國超大型數(shù)據(jù)中心的平均 PUE 為 1.40，規(guī)劃在建數(shù)據(jù)中心的平均 PUE 設(shè)計(jì)為 1.35 左右。而行業(yè)平均 PUE 普遍較高，相比海外成熟市場有較大下降空間。位置選擇。云廠商考慮業(yè)務(wù)部署、災(zāi)備隔離、網(wǎng)絡(luò)時延等因素，其數(shù)據(jù)中心需求走向“大基地”策略，即全國分區(qū)、區(qū)域集群。云廠商在選擇 IDC 供應(yīng)商時，除了絕對的武力距離以外，一般會考慮：是否與現(xiàn)有 Zone 資源距離足夠近，以滿足集群化的策略；是否與已有規(guī)劃形成比較合理的物理布局（比如星型、三角形、直線型）；在此基礎(chǔ)上，水電、土地、網(wǎng)絡(luò)等資源是否充足且便利。成本節(jié)約。一般有兩層意義：對于客戶尤其是互聯(lián)網(wǎng)和云廠商而言，同等服

33、務(wù)下要求更低的租金（價格）；對于 IDC 廠商則意味著相對低的建設(shè)、運(yùn)營成本，以及相對大的利潤空間。資源與規(guī)模效應(yīng)。頭部互聯(lián)網(wǎng)、云廠商未來 3 年資本開支均在千億級別，聚焦于基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)節(jié)的投資，服務(wù)器規(guī)模在百萬數(shù)量級、IDC 單體 1 萬機(jī)柜起步，因此更看重供應(yīng)商的資源儲備及規(guī)模效應(yīng)。軟實(shí)力-交付能力、全周期運(yùn)維。運(yùn)維能力通常難以量化，因此常被忽略或被認(rèn)為 “無壁壘”。實(shí)際上 IDC 作為面向客戶的整體解決方案，需要極強(qiáng)綜合能力，整體符合木桶原理，具體包括工程設(shè)計(jì)、弱電強(qiáng)電、環(huán)境控制、IT 系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、災(zāi)備系統(tǒng)、云計(jì)算等能力。Uptime 的 Tier、M&O 認(rèn)證則從機(jī)房建設(shè)和管理運(yùn)

34、維兩方面提供了軟實(shí)力參考。以一線實(shí)力的IDC 公司萬國數(shù)據(jù)為例：1）為頭部互聯(lián)網(wǎng)等以及金融客戶提供綠色數(shù)據(jù)中心設(shè)施服務(wù)，在全國范圍內(nèi)擁有超10 萬機(jī)柜的資源儲備，國內(nèi) IDC 行業(yè)龍頭與標(biāo)桿，高度集群化提升各類能源以及云網(wǎng)資源的運(yùn)用效率；2）運(yùn)營機(jī)柜數(shù)量、上架率、簽約率以及 PUE 水平領(lǐng)先于行業(yè)內(nèi)平均水準(zhǔn)；3）探索對于清潔能源的運(yùn)用，例如對上海三號數(shù)據(jù)中心進(jìn)行綠色升級，提高可再生能源的使用比例，每年可減少消耗傳統(tǒng)火電 9 萬千瓦時，相當(dāng)于減少二氧化碳排放 63.3 噸，加大對風(fēng)能、太陽能等可再生能源的使用。另外可關(guān)注IDC 相關(guān)上市公司光環(huán)新網(wǎng)、數(shù)據(jù)港、科華數(shù)據(jù)等。 圖 9：萬國數(shù)據(jù)在全國范

35、圍內(nèi)覆蓋 IDC 資源，已形成規(guī)模效應(yīng)資料來源：Wind，萬國數(shù)據(jù)歷年年報，研究5G：共建共享、一體化降低能耗運(yùn)營商引導(dǎo)了通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)鏈的趨勢，主要方向是共建共享、云網(wǎng)融合（云化、一體化）以及網(wǎng)絡(luò)的智能化轉(zhuǎn)型（軟件定義網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)的軟化）。（一）共建共享是運(yùn)營商降低成本與碳排放的重要方向。5G 網(wǎng)絡(luò)的投資（對應(yīng) Capex）與運(yùn)營（對應(yīng)Opex）需要大量資金與資源支持，例如電力等。在資本回報率、碳排放等指標(biāo)的要求下，國內(nèi)運(yùn)營商通過共建共享的的方式推進(jìn) 5G 網(wǎng)絡(luò)商用。和 4G 建設(shè)周期相比，5G 建設(shè)周期資本開支增長趨于溫和。我國 4G 牌照發(fā)放于 2013年，一般運(yùn)營商會提早一年開始進(jìn)行建設(shè)，

36、所以從 2012 年開始，連續(xù)四年運(yùn)營商資本開支同比增速超過 10%，之后進(jìn)入下行階段。相反，我國 5G 牌照發(fā)放于 2019 年 6 月，5G 基站建設(shè)從 2019 年開始小規(guī)模啟動，2020 年是規(guī)模建設(shè)元年，資本開支同比增長 11%，但 2021 年計(jì)劃資本開支規(guī)模僅呈現(xiàn)個位數(shù)增長，因此可推測 5G 建設(shè)周期，運(yùn)營商資本開支將呈現(xiàn)溫和增長趨勢。 圖 10：三大運(yùn)營商資本開支及合計(jì)同比增速500045004000350030002500200015001000500018%7%13%11%16%-19%-13%5%-7%11%20%15%10%5%2%0%-5%-10%-15%-20%-2

37、5%2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E中國聯(lián)通（億元）中國移動（億元）中國電信（億元）合計(jì)資本開支同比增速（%，右軸）資料來源：運(yùn)營商年報，推介會材料，研究基站建設(shè)采用共建共享，總體規(guī)模穩(wěn)步增長。2021 年，中國電信和中國聯(lián)通計(jì)劃共建共享 32 萬站基站，雙方接近各建設(shè)一半體量。在 2.6GHz 頻段，中國移動計(jì)劃 2021 年新建約12 萬個基站。在700MHz 頻段，中國移動將與中國廣電聯(lián)聯(lián)合建設(shè)基站40 萬站以上，并于 2021 年-2022 年建成投產(chǎn)。 圖 11：三大運(yùn)營商各頻段共建共享情況資料來源：CSD

38、N，研究5G 網(wǎng)絡(luò)是耗電“大戶”，共建共享則能夠有效節(jié)省網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的電力開支。5G 基站能耗主要集中在基站、傳輸、電源和機(jī)房空調(diào)四部分，而其中基站的電費(fèi)支出占整體網(wǎng)絡(luò)能耗的 80%以上。以中國聯(lián)通和中國電信的共建共享方案為例，粗略估算雙方每年可節(jié)約 123億度電，減少碳排放 330 萬噸，減少二氧化碳排放 960 萬噸。（二）與之對應(yīng)，主設(shè)備商則通過集成化、一體化解決方案輔助運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，主要趨勢體現(xiàn)為ICT 融合以及方案化能力的提升。在基站設(shè)備機(jī)房中，基站設(shè)備的耗電比例超過 50%，在基站設(shè)備中，AAU/RRU 的耗電比例又超過 80%。以為例，公司通過產(chǎn)業(yè)鏈上先進(jìn)的 PA、專用基帶芯片

39、以及高集成度的 TRX 套片的開發(fā)和應(yīng)用，大幅降低AAU 功耗，提升整機(jī)能效；中興自研 5G 主設(shè)備實(shí)現(xiàn)較高比例的去美國化，整體功耗情況提升空間大，例如自研多?！败浕鶐А毙酒?.0 采用 7nm 工藝，實(shí)現(xiàn)整機(jī)能耗與上一代產(chǎn)品相比降幅超過 25%。為節(jié)省電力開支與資源消耗，運(yùn)營商集采合作更強(qiáng)調(diào)設(shè)備商的方案化能力，設(shè)備商的市場空間也相應(yīng)打開。開發(fā) AI 智能節(jié)電解決方案，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層引入 AI 加速器，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能智能化。例如 2019 年 6 月起，中興聯(lián)合中國聯(lián)通在山東部署 AI 智能節(jié)電方案，僅在山東臨沂市一年可節(jié)省 110 萬度電，全年可減少超過 1,000 噸二氧化碳排放量；重慶聯(lián)通、

40、成都電信、湖南移動、河北電信、河南聯(lián)通先后進(jìn)行 AI 節(jié)點(diǎn)方案商用/預(yù)商用，僅重慶北碚區(qū)（約 1,800 個小區(qū)）平均可節(jié)電 660 度/天，整網(wǎng)節(jié)電高達(dá) 10%以上；2019年，AI 智能節(jié)電解決方案在中國、意大利、比利時、印度、白俄羅斯等多個國家的商用網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用超過 150,000 站點(diǎn)。另外相關(guān)標(biāo)的包括烽火通信等。具體對于三大運(yùn)營商而言：中國移動：1）提出天線與射頻濾波器一體化設(shè)計(jì)方案，通過減少內(nèi)部損耗實(shí)現(xiàn)功耗下降，用天線增益彌補(bǔ)發(fā)射功率，從而節(jié)省功耗。2 ）在新材料方面，推動具有更高效率的 GaN 功放的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)功放 PA 效率提升，進(jìn)一步降低整機(jī)功耗。3 ）建立站點(diǎn)級節(jié)能體系，主要

41、從亞幀關(guān)斷、通道關(guān)斷及深度休眠等方面開展軟件節(jié)能，提出 5G 深度休眠、智能節(jié)能等新理念。4 ）網(wǎng)絡(luò)級節(jié)能重點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同角度打造多系統(tǒng)節(jié)能方案和平臺。一方面可通過 C-RAN 集中部署和基站資源池共享，通過節(jié)省硬件板卡配置從而實(shí)現(xiàn)功耗降低；另一方面開發(fā) 5G 多網(wǎng)協(xié)作節(jié)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) 4G/5G 小區(qū)協(xié)作節(jié)能，通過分析網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷、業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)小區(qū)實(shí)時休眠/喚醒的網(wǎng)絡(luò)級節(jié)能。中國聯(lián)通：1）推進(jìn)無線側(cè)基站的共建共享，與其他運(yùn)營商以及中國鐵塔密切合作，推進(jìn)基站、管道、桿路等通信基礎(chǔ)設(shè)施的共同建設(shè)，減少重復(fù)建設(shè)、節(jié)約土地、能源、原材料的消耗。2）積極推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施 DC 化重構(gòu)，大力推廣綠

42、色數(shù)據(jù)中心、節(jié)能低碳通信機(jī)房。在新建通信系統(tǒng)中，通過高效電源模塊、智能雙循環(huán)空調(diào)、自研云艙封閉通道技術(shù)等相結(jié)合，基礎(chǔ)設(shè)施整體節(jié)能率達(dá)到 50%。3）新投產(chǎn)機(jī)房樓采用模塊化不間斷電源（UPS），在低負(fù)荷工況下可提升單臺UPS 負(fù)載率，降低約 10%的損耗；采用高壓直流技術(shù)，首次引入 240V 高壓直流及市電直供技術(shù)，并通過關(guān)斷超配模塊、供電系統(tǒng)簡配等，相比于傳統(tǒng)的 UPS，可節(jié)電約 15%。4）積極開展光伏能源供電系統(tǒng)試點(diǎn)，在單基站中建設(shè)的 3.3kWp的太陽能發(fā)電系統(tǒng)年節(jié)電量約 4253kWH；積極開展鋁空氣電池清潔能源的利用研究，用其代替鉛酸蓄電池作為通信備用電源具有低碳環(huán)保的優(yōu)勢。5）持續(xù)

43、開展 2/3G 網(wǎng)絡(luò)精簡、老舊設(shè)備退網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)基站節(jié)能場景化，推動經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益不斷改善。中國電信：1）推進(jìn)無線側(cè)基站的共建共享，與其他運(yùn)營商以及中國鐵塔密切合作，推進(jìn)基站、管道、桿路等通信基礎(chǔ)設(shè)施的共同建設(shè)，減少重復(fù)建設(shè)、節(jié)約土地、能源、原材料的消耗。2）推動產(chǎn)業(yè)鏈從技術(shù)上進(jìn)一步降低 5G 基站功耗，如采用更低功耗的處理芯片、通過人工智能算法開展節(jié)能控制等；在現(xiàn)網(wǎng)部署的同時，根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境、用戶數(shù)量密度決定基站發(fā)射功率配置以及收發(fā)天線數(shù)，通過靈活選擇基站配置降低功耗。3）推出天翼云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提供先進(jìn)的工業(yè) PON 網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、運(yùn)營

44、優(yōu)化、資源管理等一系列服務(wù)，幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低能耗等。配套軟硬件：智能化趨勢的“賣鏟人”智能制造：鋼鐵化工等行業(yè)信息化/自動化滲透加速智能制造迎來行業(yè)需求端催化，鋼鐵、化工等傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域受“碳中和”指引的影響，預(yù)計(jì)將對精細(xì)管理、效率提升、節(jié)能減排產(chǎn)生需求，信息化/自動化/智能化方案商將受益。當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域通過傳統(tǒng)物理設(shè)備改良從而提升生產(chǎn)效率的空間已經(jīng)非常小，同時高耗能領(lǐng)域的產(chǎn)能擴(kuò)張空間已十分有限（例如鋼鐵等），而信息化、自動化對于企業(yè)效率改善的邊際效應(yīng)更明顯。傳統(tǒng)企業(yè)利潤提升的途徑主要是“開源”和“節(jié)流”，供給側(cè)改革以前， 以鋼鐵企業(yè)為代表的傳統(tǒng)制造業(yè)利潤的再投資方向主要是新增生產(chǎn)線、擴(kuò)

45、大生產(chǎn)，但產(chǎn)能通過加杠桿的方式擴(kuò)張，并沒有起到“開源”的效果，結(jié)果是資產(chǎn)負(fù)債率逐年提升、固定資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率、營收增速、毛利率反而持續(xù)下降。信息化、自動化帶來的成本費(fèi)用改善空間更大，體現(xiàn)在提升周轉(zhuǎn)效率、精細(xì)化管理、和降低人工成本三方面。其中提升周轉(zhuǎn)效率和精細(xì)化管理是最直接的減碳路徑。供產(chǎn)銷一體化管理有效提升經(jīng)營效率。通過 ERP 和 MES 系統(tǒng)的實(shí)施，生產(chǎn)計(jì)劃、流程安排、供應(yīng)鏈上下游的整個流程得到統(tǒng)一管理，物料的周轉(zhuǎn)效率有效提升；通過對原材料與產(chǎn)成品的價格進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，優(yōu)化存貨管理，加速周轉(zhuǎn)；強(qiáng)化固定資產(chǎn)管理，包括轉(zhuǎn)固、折舊、報廢等。精細(xì)化管理直接提升利潤率。鋼鐵等傳統(tǒng)重工業(yè)產(chǎn)成品的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，

46、傳統(tǒng)物理方法提升設(shè)備生產(chǎn)效率的空間已經(jīng)非常有限，精細(xì)化管理則通過精準(zhǔn)的生產(chǎn)排程、生產(chǎn)設(shè)備的檢修、產(chǎn)品與零部件的全周期數(shù)據(jù)、質(zhì)量關(guān)鍵控制點(diǎn)、用工安排和物料調(diào)度、能源管理等，減少不必要的資源浪費(fèi)。無人化替代節(jié)省薪酬開支等。無人化是智能制造的長期方向，逐漸從倉儲、運(yùn)輸環(huán)節(jié)向生產(chǎn)環(huán)節(jié)過渡；尤其對于高溫、高壓、具有一定危險性的工序，自動化生產(chǎn)有很大的必要性。因此自動化生產(chǎn)替代一線、簡單重復(fù)的勞動力有利于降低人工成本和外部性成本，進(jìn)一步壓縮成本費(fèi)用。目前信息化/自動化帶來的開支規(guī)模遠(yuǎn)小于新增產(chǎn)能開支，但利潤提升效果卻好于新增產(chǎn)能；在下游需求波動的情況下，傳統(tǒng)制造業(yè)“節(jié)流”的需求反而更強(qiáng)烈。以鋼企為例，一般

47、新增產(chǎn)線、產(chǎn)能的投資規(guī)?？筛哌_(dá)幾十億元，但信息化/自動化的開支往往在幾千萬至幾億元不等。與新增產(chǎn)能對應(yīng)的是高折舊攤銷帶來的成本提升，此時鋼鐵下游基建、地產(chǎn)等行業(yè)需求的波動會對鋼企利潤表產(chǎn)生較大影響；而信息化/自動化開支對應(yīng)的是通過成本費(fèi)用的長期改善來增強(qiáng)利潤彈性，效果好于單純新增產(chǎn)能。以鋼鐵行業(yè)為例：類似供給側(cè)改革的影響，“碳中和”和碳減排指引對鋼鐵行業(yè)的影響極為深遠(yuǎn)。鋼鐵工業(yè)是能源消費(fèi)、CO2 排放的重點(diǎn)行業(yè)，由于我國粗鋼產(chǎn)量巨大、鋼鐵能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主、生產(chǎn)流程以高爐-轉(zhuǎn)爐長流程為主，國內(nèi)鋼鐵行業(yè)的 CO2 排放處于較高水平，減排空間較大?！疤贾泻汀北尘跋?，我國鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)流程與工藝、能

48、源利用等方面將發(fā)生較大變化?！疤贾泻汀睂⑻嵘撹F企業(yè)對于信息化、自動化的新增與改造需求，加速信息化/自動化滲透與需求兌現(xiàn)，主要體現(xiàn)在能源與原材料、工藝流程、產(chǎn)業(yè)鏈等方面。1）能源與原材料方面，需求主要體現(xiàn)在能源的精細(xì)化管理，通過精準(zhǔn)的定量管理使得各環(huán)節(jié)的能源利用效率最大化；2）工藝流程方面，需求主要體現(xiàn)在流程和工藝改善帶來的自動化控制系統(tǒng)的新建或改造，通過自動化的排程與生產(chǎn)提升資源利用效率、減少碳排放；3）產(chǎn)業(yè)鏈方面，需求則主要體現(xiàn)在優(yōu)化廢鋼配比模型、加速鐵水周轉(zhuǎn)、按品類管控以及自動化滲透率的提升等。 圖 12：“碳中和”背景下，鋼鐵行業(yè)信息化、自動化的“智”造需求將加速資料來源：研究以廢鋼管

49、理和短流程煉鋼為例，配套自動化控制需求增量巨大。鋼鐵制造工藝可分為 “長流程”和“短流程”。長流程是以鐵礦石、焦炭等為原料，采用燒結(jié)爐、高爐和轉(zhuǎn)爐等設(shè)備生產(chǎn)鋼鐵的過程；短流程則是利用廢鋼為主要原料，采用電爐設(shè)備，進(jìn)行廢鋼重熔精煉的工藝過程。相比長流程，短流程減少了高能耗、高污染的工序，符合碳中和的長期趨勢，但過程中物理化學(xué)反應(yīng)極其復(fù)雜，控制壁壘更高。未來短流程煉鋼比例提升將提升全行業(yè)的信息化、自動化需求空間。目前我國鋼鐵企業(yè)總體上已基本實(shí)現(xiàn)了經(jīng)營管理信息化，但覆蓋深度一般，各類系統(tǒng)和模塊的滲透率參差不齊。據(jù)中國金屬學(xué)會數(shù)據(jù)， 國內(nèi)主流大型鋼企在生產(chǎn)制造的控制環(huán)節(jié)有較高的滲透率，信息化管理和系統(tǒng)

50、集成的部分環(huán)節(jié)有滲透，但過程控制水平、全流程計(jì)劃調(diào)度、全生命周期質(zhì)量管控、一體化管控、供應(yīng)鏈協(xié)同以及層次的仿真數(shù)字化方面有較多欠缺。鋼鐵等工業(yè)信息化滲透的特點(diǎn)恰恰說明行業(yè)的壁壘在于體系化與生產(chǎn)管理流程的理解。我國鋼鐵行業(yè)的信息化建設(shè)大量參考西方不同廠商的管理思路與軟件體系，項(xiàng)目建設(shè)方式 包括外方承包、合作開發(fā)、定制開發(fā)、咨詢服務(wù)，同時也導(dǎo)致信息化系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)與工 具集有許多差異，難以形成體系化的方案，結(jié)果是系統(tǒng)的本地化程度、可移植性、復(fù)用性 一般。圖 13：國內(nèi)主流鋼鐵企業(yè)的信息化滲透情況參差不齊生產(chǎn)經(jīng)營戰(zhàn)略基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)100.00%與下游客戶需求信息鏈接32.26%生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)7

51、8.00%與鋼鐵電商信息的鏈接41.94%人機(jī)結(jié)合方式質(zhì)量管控65.60%生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)92.30%自動實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管控25.00%自動或半自動入庫60.61%在線運(yùn)行管理93.33%企業(yè)信息化發(fā)展規(guī)劃96.88%生產(chǎn)計(jì)劃和能源計(jì)劃協(xié)同生成86.67%84.60%制定年度信息計(jì)劃93.75%制造執(zhí)行系統(tǒng)信息化建設(shè)納入考核指標(biāo)40.63%系統(tǒng)集成工廠設(shè)計(jì)數(shù)字化ERP和MES集成75.00%設(shè)計(jì)數(shù)字化應(yīng)用18.75%MES和PCS集成68.75%工藝流程及物流建立系統(tǒng)模型25.00%數(shù)據(jù)庫與生產(chǎn)管理系統(tǒng)互通78.13%能源管網(wǎng)及能流建立系統(tǒng)模型34.38%企業(yè)信息門戶與主要管理系統(tǒng)集成53.13%

52、上述模型已建仿真9.38%所有管理系統(tǒng)集成3.13%上述模型已進(jìn)入企業(yè)數(shù)據(jù)庫25.00%資料來源：冶金自動化，中國金屬學(xué)會，研究注：上圖數(shù)字來自中國金屬協(xié)會調(diào)研的國內(nèi) 36 家大型鋼企實(shí)施智能制造的情況；百分比為已覆蓋該模塊/系統(tǒng)的公司占比。與信息化相比，鋼鐵自動化的滲透空間更大。智能裝備層面由當(dāng)前的工序（點(diǎn)）、工廠（線）提升，拓展組合成流程（面），IT 基礎(chǔ)層面以云化、大數(shù)據(jù)化為重點(diǎn)，大數(shù)據(jù)與人工智能應(yīng)用形成點(diǎn)、面突破，形成新動能。典型的鋼鐵生產(chǎn)環(huán)節(jié)包括鐵前、鐵水預(yù)處理、煉鋼、鋼水精煉、連鑄、熱軋、冷軋等復(fù)雜工序，特點(diǎn)是流程長且存在并行，因此實(shí)踐中各環(huán)節(jié)的自動化水平差異較大，對應(yīng)項(xiàng)目的價值量

53、也有較大差別。例如軋鋼環(huán)節(jié)中冷軋自動化已較為普遍，而熱軋工藝滲透一般但價值量高。自動化控制的壁壘在于長流程的把握以及全流程參數(shù)模型的熟悉，也就是鋼鐵生產(chǎn)的知識圖譜。鋼鐵工業(yè)是典型的流程工業(yè)，特點(diǎn)是流程中存在著復(fù)雜的物理、化學(xué)過程，存在現(xiàn)氣、液、固多相共存的連續(xù)變化，物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)化過程復(fù)雜，數(shù)字化與自動化控制的難度高；而且生產(chǎn)流程一般不可拆分、連續(xù)進(jìn)行，最終產(chǎn)成品依賴于全流程的工藝情況。圖 14：鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)眾多，自動化控制系統(tǒng)的滲透空間巨大資料來源：研究因此，智能制造的驅(qū)動力除政策端和供給端推動外，需求端的節(jié)能減排、提質(zhì)降費(fèi)和技改優(yōu)化驅(qū)動已經(jīng)非常明確。具體標(biāo)的包括中控技術(shù)等。溫控設(shè)備：

54、算力與流量提升下的剛需散熱是伴隨 IT 系統(tǒng)幾十年發(fā)展的命題。從 1946 年通用電子計(jì)算機(jī)ENIAC 問世開始，設(shè)備的小型化、集成化一直是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的重要趨勢，但與之對應(yīng)的是電子元器件聚集產(chǎn)生的熱量將對計(jì)算性能產(chǎn)生巨大影響，摩爾定律的瓶頸之一就是在于單位元器件的散熱效率難以提升。散熱難點(diǎn)之一：在于設(shè)備功率密度與發(fā)熱量隨算力與網(wǎng)絡(luò)需求迅速爆發(fā)，現(xiàn)有主流的風(fēng)冷技術(shù)與算力增長不匹配，難以滿足散熱需求。散熱的難點(diǎn)之二：在于溫度的精密控制。IT 設(shè)備負(fù)載一般高波動，例如一臺服務(wù)器在 CPU 等部件高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，功率可達(dá) 300W；但空載功率約 150W，整個數(shù)據(jù)中心 IT 設(shè)備負(fù)載波動在20%左右。芯片

55、技術(shù)的演進(jìn)是散熱需求的最核心驅(qū)動。從技術(shù)角度看，散熱技術(shù)大致經(jīng)歷了風(fēng)冷到液冷再到風(fēng)冷的階段，當(dāng)前將進(jìn)一步向液冷演進(jìn)，驅(qū)動力在于計(jì)算機(jī)半導(dǎo)體技術(shù)變化和功率密度提升。階段一：雙極型晶體管主導(dǎo)下的第一輪風(fēng)冷到液冷的演進(jìn)。早期雙極型晶體管是計(jì)算機(jī)芯片的主流，上世紀(jì) 80 年代前芯片發(fā)熱量增長較平緩，風(fēng)冷可以滿足絕大多數(shù)場景的散熱需求；此后發(fā)熱量指數(shù)級增長，液冷相關(guān)設(shè)備與解決方案開始得到蓬勃發(fā)展，當(dāng)時已經(jīng)深入到了芯片級的液冷技術(shù)。階段二：C MOS 技術(shù)迭代下風(fēng)冷重回主流。90 年代后，仙童實(shí)驗(yàn)室早先提出的 CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物型晶體管）開始流行，這種技術(shù)下晶體管待機(jī)狀態(tài)功耗幾乎為零、體積小、切換速

56、度快、抗干擾能力強(qiáng)。經(jīng)過迭代 CMOS 封裝成本降低，I BM 和英特爾的推廣下， CMOS 成為了當(dāng)今集成電路芯片的主流，摩爾定律在一段時間內(nèi)得以延續(xù)。新技術(shù)的應(yīng)用使計(jì)算芯片的功耗與發(fā)熱量急劇下跌，因此業(yè)界的散熱技術(shù)重新回到了風(fēng)冷階段，液冷技術(shù)被擱置。 圖 15：風(fēng)冷、液冷對比示意圖資料來源：液冷革命，研究階段三：摩爾定律瓶頸與數(shù)據(jù)中心發(fā)展背景下，液冷技術(shù)再度引起重視。近年來隨著大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的建設(shè)以及異構(gòu)運(yùn)算、高性能計(jì)算、人工智能等需求的出現(xiàn)，機(jī)柜與服務(wù)器級的散熱需求趨于復(fù)雜化。傳統(tǒng)方案下獨(dú)立運(yùn)作的風(fēng)冷空調(diào)難以解決數(shù)據(jù)中心內(nèi)部高密度機(jī)柜排列、復(fù)雜氣流等實(shí)際散熱問題，液冷技術(shù)“重回舞臺”。圖

57、 16：隨芯片晶體管技術(shù)演進(jìn)，散熱技術(shù)大致經(jīng)歷了風(fēng)冷到液冷再到風(fēng)冷的階段資料來源：液冷革命，研究注：模塊熱流量為估計(jì)值。當(dāng)前主要 IT 系統(tǒng)溫控需求可分為兩大場景：通信機(jī)房、數(shù)據(jù)中心。機(jī)房溫控包括通信基站側(cè)、接入機(jī)房、匯聚機(jī)房、核心機(jī)房等?；緜?cè)，微站一般自然通風(fēng)或風(fēng)扇通風(fēng)可基本滿足溫控需求，宏站則需要專用基站空調(diào)。從接入機(jī)房開始向上，電力設(shè)施、交換機(jī)/BRAS/SR/SDH 等設(shè)備均需要大量專用機(jī)房空調(diào)，核心機(jī)房電功率密度可達(dá) 400-800W/m2 以上。數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)主要包括 I T、空調(diào)、輸配電、安全監(jiān)控、消防等子系統(tǒng)，當(dāng)前主流溫控有直接膨脹式風(fēng)冷、間接膨脹式冷卻水、間接蒸發(fā)冷卻、直接新

58、風(fēng)冷等方案。大型數(shù)據(jù)中心興起后集中冷凍水方案的應(yīng)用案例越來越多。不同方案的的優(yōu)劣、實(shí)施難度、技術(shù)門檻差距巨大。以傳統(tǒng)的直接膨脹式風(fēng)冷方案為例，壓縮機(jī)采用定冷量壓縮機(jī)，一旦開啟即 100%制冷，無法精確匹配機(jī)房的發(fā)熱需求，效率低下。一些數(shù)據(jù)中心使用風(fēng)冷+ 冷卻水系統(tǒng)的雙冷源方案，但降溫效果與氣候濕度、溫度等因素有關(guān)。未來產(chǎn)業(yè)將向液冷（水冷）、更貼近熱源的散熱方式演進(jìn)。液冷的主要原理即液體經(jīng)過發(fā)熱體或?qū)狍w表面帶走，使得元器件運(yùn)行環(huán)境的溫度迅速下降至合理區(qū)間。整體來看，液冷技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)兩大趨勢：從數(shù)據(jù)中心層面下沉到芯片層面；從間接接觸到直接接觸。具體有噴淋式、冷板式、浸沒式三類。噴淋式液冷一般對

59、現(xiàn)有IT 設(shè)備進(jìn)行簡單改造，部署相應(yīng)的噴淋部件，在設(shè)備運(yùn)行時有針對性地對發(fā)熱過高的器件進(jìn)行冷卻的一種液冷實(shí)現(xiàn)方式，部署與改造相對簡單；冷板式指在液冷機(jī)柜上配置分水器，通過管路對不同計(jì)算機(jī)柜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行水循環(huán)，一般核心部件仍采用風(fēng)冷，成本較低；浸沒式是換熱效率最高、技術(shù)壁壘最高的液冷散熱模式，使用不到點(diǎn)、無腐蝕的冷卻液與發(fā)熱設(shè)備直接接觸，是服務(wù)器與溫控設(shè)備廠商關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域。為了更有效地提升散熱效率，溫控設(shè)備也將更加貼近熱源（例如 CPU 芯片）。因此溫控系統(tǒng)的顆粒度將從機(jī)房維度下沉至服務(wù)器等機(jī)箱維度，對設(shè)備商的芯片級精密技術(shù)、系統(tǒng)的穩(wěn)定性、長期運(yùn)行的可靠性提出了極高的要求。 圖 17：浸沒式液冷相

60、比傳統(tǒng)風(fēng)冷方案能耗減少約 36%PUE=1.5總能耗1.5減少36%能耗PUE=1.1總能耗 0.9631.61.4設(shè)備功率（kW）1.210.80.60.40.20風(fēng)冷浸沒式液冷制冷/用電等IT設(shè)備風(fēng)扇資料來源：液冷革命，研究注：功率為估計(jì)值。長期看，硬件的國產(chǎn)替代同樣是溫控環(huán)節(jié)的催化劑。國產(chǎn)芯片性能取決于制程、架構(gòu)等，產(chǎn)品迭代后性能逐漸增強(qiáng)。制程方面，本土制程代際仍然落后國際先進(jìn)制程；架構(gòu)方面，ARM 架構(gòu)芯片雖在性能上追逐 X86，但架構(gòu)本身的差異意味著國產(chǎn)芯片一般需要多核、眾核的方式才能實(shí)現(xiàn)同等性能，意味著單組芯片更大的功耗和發(fā)熱量。國產(chǎn)芯片對于散熱的需求更高。隨著芯片元器件和服務(wù)器采