新基建背景下的數據中心產業發展淺析

□ 文 鄭 慧

0 引言

在大數據時代，數據資源已成為關鍵生產要素，5G網絡、大數據中心、工業互聯網等新型基礎設施將成為數字經濟發展的“新動能”。2020年3月，中共中央政治局常務委員會召開會議，首次提及數據中心，提出要加快5G網絡、數據中心等新型基礎設施建設進度。隨后，國家相關部委陸續出臺《關于加快構建全國一體化大數據中心協同創新體系的指導意見》《新型數據中心發展三年行動計劃（2021-2023年）》等政策文件，為我國數據中心發展提供了重要的政策遵循。數據中心是新基建的核心基礎設施，能為數據存儲與分析計算提供有力支撐，為各行業基礎服務提供底層保障，是數字經濟發展的重要基石。“新基建”大潮下，5G、云計算、AI等數字技術加速發展，相關業務都需要數據中心提供強大支撐，數據中心須具備網絡高吞吐量、數據傳輸無損低延時能力，智慧運維能力，開放共享能力等。“新基建”對數據中心的建設規模、安全運行、節能環保、云網協同、開放架構等方面均提出了新的更高要求。因此，數據中心建設及產業發展既要提速，更要提質。筆者重點對國內數據中心建設及其產業發展現狀、存在問題、優化發展策略等方面進行分析和研究，以期為數據中心產業發展提供一些借鑒。

1 我國數據中心產業發展現狀

1.1 數據中心建設規模不斷擴大

數據是數字經濟發展的關鍵要素，在數據轉化為數字經濟發展動能的過程中，需要數據中心作為承載樞紐和應用載體，進行數據資源集中存儲管理、治理、傳輸、分析計算等。在“新基建”“東數西算”等戰略的推進下，數據中心建設需求不斷擴大。國家網信辦發布的《數字中國發展報告（2022年）》顯示，截至2022年底，我國數據中心在用機架總數量超過650萬，年均增速超過30%，算力規模位列全球第二。自2023年以來，我國“東數西算”工程的8個國家算力樞紐節點建設已全部開工，從系統布局進入到全面建設階段，國家算力網絡體系架構初步形成，數字基礎設施建設不斷取得新突破。

1.2 多樣性算力發展趨勢逐步顯現

隨著我國高性能算力、人工智能算力需求不斷提升，智算、超算、邊緣等各類數據中心規模將進一步擴大，呈現多樣性算力發展趨勢。中國信息通信研究院發布的《數據中心白皮書（2022年）》顯示，我國數據中心大部分是通用算力中心，機架數量占比高于90%。智算中心隨著人工智能應用的深入而不斷商業化；超算中心應用場景較少，主要應用于重大工程、科研等領域；邊緣數據中心可以提供更加貼近用戶的存儲、計算、網絡等服務。隨著5G、人工智能、物聯網等技術發展，各類數據中心應用和數量將快速增長。

1.3 算力賦能效應日漸凸顯

算力是數字經濟發展的新生產力，能夠激發數據要素創新活力、推動各行業領域數字化轉型。隨著我國數字化轉型持續深入，算力需求場景不斷涌現，對數據中心定位提出了更高要求，數據中心不僅要承載大數據、物聯網、云計算、人工智能及區塊鏈等技術應用，還要向社會提供泛在算力服務，全面賦能經濟社會發展各個領域。清華大學全球產業研究院、浪潮信息和國際數據公司聯合推出的《2021-2022全球計算力指數評估報告》指出，算力指數與GDP走勢呈現出顯著的正相關。數據中心承載的算力投入越大，GDP增長幅度就越高，對交通、能源、農業、健康醫療等行業領域經濟效益的拉動效應更為顯著。

1.4 數據中心全產業鏈快速發展

隨著云計算、大數據、物聯網、人工智能等技術的持續推進，數字政府、智慧城市、工業互聯網、5G場景化等應用的迅速發展，數據中心行業正在從過去的專業化行業發展為高度發達的多元化行業，數據中心產業鏈全面快速發展。數據中心產業鏈上游是網絡、電力、制冷、IT等設備，以及軟件系統、機房等基礎設施的提供者。中游主要是整合上游資源，建設數據中心，并提供服務，包括電信運營商和第三方服務商。

目前，我國數據中心市場主要以電信運營商數據中心為主。下游主要是需要使用數據中心提供服務的互聯網企業、云服務商、金融機構、政府機關等。“東數西算”工程的推進將進一步拉動數據中心產業鏈上下游的投資，逐漸呈現計算智算化、綠電要素化、設備國產化、液冷產業化、產業垂直一體化發展趨勢。

2 我國數據中心產業發展面臨的問題

2.1 區域發展不平衡，供需矛盾較為突出

當前，我國數據中心規模數量大致供需平衡，但“東熱西涼”問題依然存在，主要表現為西部供給過剩和東部供給不足的結構性矛盾。東部發達地區對數據中心的業務需求比較旺盛，但是能耗、土地指標緊張，用電成本較高，難以支撐大型數據中心落地。中西部地區可再生資源、土地資源豐富，氣候環境適宜，但市場需求不足，算力利用效率亟需提高。國網能源研究院發布的《能源數字化轉型白皮書(2021)》顯示，我國31個省（區、市）均建設有各類數據中心，主要集中在東部發達地區，機架數量占比約為65%，中部、西部及東北地區分布較少，機架數量占比約為35%。

2.2 數據中心高能耗，綠色轉型有待提速

數據中心作為數字經濟的“底座”，綠色低碳已經成為其發展的重要趨勢，然而數據中心支撐起強大算力，需要24小時不間斷運轉，承載較大的能耗壓力。目前，我國主要使用電能利用效率（PUE）指標評價數據中心能源利用效率，是數據中心整體總耗能與IT設備耗能的比值，其值越接近于1，表示該數據中心能源利用水平越高。近年來，我國數據中心綠色發展進程日益加快，能效水平不斷提升。中國數據中心工作組CDCC發布的《2021年中國數據中心市場報告》顯示，2021年全國數據中心平均PUE為1.49。根據國家有關要求，到2023年底，新建大型及以上數據中心PUE指標要降到1.3以下。在此背景下，亟待加快推進數據中心節能降耗，實現綠色低碳高質量發展的目標。

2.3 算力利用效能不高，產業發展拉動效應不足

隨著數字產業迅猛發展，算力市場需求日趨旺盛，三大電信運營商、IT頭部企業、地方政府等紛紛投入建設數據中心，導致數據中心建設出現投資過熱過快、重建輕用的問題。上架率是衡量數據中心利用率高低的指標。科智咨詢發布的《2022-2023年中國IDC行業發展研究報告》顯示，目前，我國數據中心整體上架率僅在58%左右。究其原因，一方面，數據中心建設定位不夠明確，一些地方數據中心是“數字房地產”運營模式，以出租為主，數據增值服務較少，數據要素潛能未得到充分釋放，產業鏈應用未能充分融合，部分數據中心難以承載AIGC、大模型等新型算力的需要，算力利用效能不高。另一方面，數據中心產業生態不夠完善，有的數據中心配套產業和設施未能同步匹配，靠數據中心“單打獨斗”只能承接低層次存儲和管理業務。數據中心算力供給定位不清晰，算力類型與當地經濟產業匹配不精準，不能滿足市場需求，難以促進和帶動數據中心上下游產業鏈的發展。

2.4 規模優勢不明顯，運維管理能力滯后

當前，數據中心呈蓬勃發展態勢，很多企業自己建有數據中心，大多獨立運營，沒有統一的標準規范，規劃設計與技術應用自成一派。特別是在運營和資源共享方面兼容性較差，很難實現協同，規模優勢不明顯。數據中心聯動不足帶來算力資源的低效配置，出現算力碎片化和資源浪費，各算力平臺的軟件系統、硬件配置的差異也會給用戶使用帶來不便。同時，隨著數據中心規模和數量的快速增長，數據中心的運維管理能力滯后問題凸顯，信息資源配置滯后、運維管理技術落后、建設運營經驗缺乏、專業運維人才匱乏是主要原因，這都導致數據中心運營效率和服務質量參差不齊。

數據中心聯動不足帶來算力資源的低效配置，出現算力碎片化和資源浪費，各算力平臺的軟件系統、硬件配置的差異也會給用戶使用帶來不便。

3 優化我國數據中心產業發展的對策建議

3.1 合理規劃布局，推進數據中心集約建設

加強全國數據中心統籌協調一體化發展，加快推進“東數西算”工程，優化數據中心建設布局、算力資源配置，協同推進產業鏈上中下游，著力提升數據中心的算力服務質量和利用效率，推動我國東西部協同聯動發展。數據中心建設要以需求為導向，結合當地實際，合理規劃、有序發展，避免重復建設。東部地區可以定位承接對網絡時延要求高的實時算力需求；中西部地區可以定位提供存儲備份、離線分析等非實時算力。同時，積極引導通用數據中心、超算中心、智算中心、邊緣數據中心等算力基礎設施合理梯次布局。超算中心，可以部署高性能計算資源，為科研等領域提供強大算力支持；智算中心可提供智能算力、數據服務，支撐制造、教育、醫療等行業的數字化轉型；邊緣數據中心可在網絡邊緣部署計算資源，縮短數據傳輸距離，提高響應速度，滿足實時算力和低延遲需求。

3.2 堅持創新驅動，實現數據中心安全綠色發展

著力推進核心關鍵技術攻關，加快供電、制冷、服務器、網絡設備與技術的研發突破，在設計規劃、選址、建設、運營等環節，采用新技術一體化部署，積極應用蓄冷、液冷、余熱利用、高壓直流、蓄能等技術，建立綠色運維管理體系，實現節能降耗。加快引入可再生能源，利用數據中心園區屋頂等空間資源，建設分布式可再生能源發電設施，并配置儲能系統，采用拉專線、大用戶直供等多種方式利用清潔能源電力，進一步提升數據中心可再生能源利用率。加強數據安全傳輸保障能力，健全“監、管、防、督、處”全流程數據安全監管體系，有效提升風險監測、預警、溯源及處置能力，實現數據中心高效、安全、綠色發展。

3.3 加強頂層設計，激發數據中心產業賦能效應

加強區域內的算力布局統籌規劃，將數據中心的定位、目標與產業發展緊密結合，以建代用，以用促建，充分激發產業中數據等各類資源要素創新活力，引導算力向各行業領域延伸拓展，服務于企業數字化轉型，全面賦能產業發展。加快培育數據行業的龍頭企業，可采用“培育+引進”的方式，借助本地區政策、產業、區位等優勢，吸引數據中心龍頭企業落戶，打造數據中心產業生態，加快全產業鏈發展，壯大數據中心產業規模。堅持技術與業務創新驅動，加快新一代數字技術研發應用，健全算力供給應用體系，提高算力高效供給能力，深化算力在交通出行、健康醫療、普惠金融等領域應用場景下的融合應用，推動算力成為泛在普惠的社會服務，促進數字經濟高質量發展。

3.4 加快算網協同，夯實數字經濟發展“算力底座”

隨著算力向各行業領域的不斷延伸，已經成為經濟社會發展的基礎資源。網絡作為連接數據、用戶、服務的主渠道，只有與算力深度融合，并配置管控調配算力能力，才能構建泛在普惠的算力網絡。加快算網協同，推動網絡設施和計算設施融合發展，統一編排管控計算、存儲及網絡資源，創新算力資源調度和數據資源開放流通模式，推動算力、業務和數據流通，滿足靈活泛在、智能隨機的網絡和算力應用需求。健全數據中心建設運營標準規范體系，推動數據中心共建共享，互聯互通，支持重點行業領域數據中心規模化建設發展。科學合理增設網絡核心骨干節點，進一步優化數據中心整體網絡架構，著力提高數據中心網絡運力資源服務水平，夯實數字經濟發展“算力底座”。

3.5 優化運營管理，推動數據中心高質量發展

創新技術一體化部署，提高智能運維水平，結合人工智能等技術對數據中心進行精準監控和控制，實現智慧高效運維管理，確保數據中心穩定高效運行。創新數據中心運營模式，探索將數據中心運營權和所有權分離，比如由地方政府或者多家企業共同成立公共法人出資建設數據中心，由專業化公司建設運營，充分發揮其技術、專業、產業生態優勢，不僅提供更多優質增值服務，還能避免給投資建設主體帶來重資產投資風險。打造專業人才團隊，培養一支具有數據中心關鍵核心技術專業性人才隊伍，滿足數據中心運維人才需求，將運維工作做好、做細、做到位，確保數據中心長期穩定運行。

數據中心作為數字經濟發展的基礎設施，是“新基建”運行的核心支撐，能夠提供數據存儲計算、分析處理、場景應用等服務。

4 結束語

數據中心作為數字經濟發展的基礎設施，是“新基建”運行的核心支撐，能夠提供數據存儲計算、分析處理、場景應用等服務。近年來，我國數據中心建設需求日益旺盛，建設規模不斷擴大，全產業鏈快速發展，逐步呈現多樣性算力發展趨勢，算力賦能效應日漸凸顯。雖然我國數據中心產業已經具備良好的發展基礎，具有強大的發展動力，當前在區域發展平衡、綠色轉型、產業賦能、運營管理等方面仍然存在一定的挑戰，未來仍需合理規劃布局，堅持創新驅動，加強產業發展頂層設計，加快算網協同，優化運營管理，積極推動我國數據中心產業高質量發展。