pdf文档 2025智算中心行业研究:新一轮人工智能浪潮汹涌,算力底座万亿市场可期-20250430-深企投产业研究院- VIP文档

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概览
深企投产业研究院是深企投集团旗下的高端智库,聚焦产业发展,服务区域经济, 致力于为各地提供产业发展落地方案。研究院总部位于深圳,服务区域覆盖全国主要省 市。研究院集聚一批经济研究和产业研究专家,以 985 院校研究生为主体,链接高校专 家学者,为全国各地政府及机构提供智力支持。 基于自身的研究和咨询能力,同时借助集团的服务网络,深企投产业研究院为政府 机构、国有平台、产业园区、金融机构等客户类型提供有针对性的服务。 ——政府机构客户。研究院重点提供五类服务:一是五年规划,包含发改系统的国 民经济和社会发展总体规划,工信、商务、投促、文旅等政府部门的专项五年规划;二 是产业规划,包含地区、片区的产业定位和产业发展专项规划;三是招商专题研究,包 括产业链招商策略、招商规划、招商专案、招商图谱等;四是项目策划,发掘和策划包 装契合区域禀赋、产业趋势和投资方向的项目,助力宣传推介和精准招商对接,或策划 申报超长期国债等地方重点投资项目;五是项目评估,涵盖地方重点投资项目的风险评 估、招商引资项目背景调查、产业基金拟投资项目尽职调查等。 ——国有平台客户。针对新时期全国各地国有城投、产投公司向国有资本投资运营 转型发展的需要,聚焦国有平台投资布局的新质生产力和重点产业赛道,研究院提供产 业情报、产业发展规划、企业投资标的尽职调查等服务。 ——产业园区客户。为国有园区、工业地产客户提供园区产业规划定位、产品定价 策略、产品设计方案、招商运营服务方案、渠道和品牌推广策略、产业培训等服务。 ——金融机构客户。为机构投资者提供产业细分领域深度研究、投资分析、标的尽 职调查等服务,减少投资过程中的信息不对称,提高投资决策准确率。 在产业研究领域,深企投产业研究院在新质生产力、战略性新兴产业、未来产业研 究上具有深厚积累,每年发布原创深度报告近百份。有关低空经济、商业航天、卫星互 联网、新型储能、人形机器人、生物制造、脑机接口、全球供应链等报告获得广泛传播。 3YmYeWiU9YrV9P9RbRoMqQsQqNlOrRtOlOpPsQaQoMmNxNpNpQxNnNzQ I 目 录 一、智算中心概述......................................................................1 (一)智算中心概念与功能 ..........................1 (二)智算中心产业链 ..............................3 二、政策环境..............................................................................6 (一)国家规划政策 ................................7 (二)地方规划政策 ................................9 三、发展现状............................................................................11 (一)市场及算力规模 .............................11 (二)智算中心区域分布 ...........................15 四、行业运作模式....................................................................16 (一)智算中心建设运营模式 .......................16 (二)智算中心盈利模式 ...........................18 五、行业市场格局....................................................................20 (一)云服务厂商 ................................. 20 (二)第三方算力中心服务商 .......................23 (三)智算服务厂商 ...............................27 六、产业链重点领域格局....................................................... 30 (一)AI 服务器 .................................. 30 (二)AI 芯片 .................................... 33 (三)交换机 ..................................... 36 (四)光模块 ..................................... 38 (五)液冷系统 ................................... 42 深企投产业研究院 II 图、表目录 图 1 智算中心项目经济效益 ...............................2 图 2 智算中心及算力产业链 ...............................3 图 3 2020-2028 年中国智算算力规模及预测(EFLOPS) ...... 12 图 4 2017-2024 年我国算力中心在用机架规模及增速 ........ 13 图 5 2021-2026 年中国智算中心 IT 负载规模(MW) ......... 14 图 6 2020-2028 年中国智算中心市场规模及预測(亿元) .... 15 图 7 中国投运/在建/规划智算中心项目区域分布(截至 2024 年 8 月) ................................................ 15 图 8 中国智算中心项目建设主体分布(按项目数量,截至 2024 年 8 月) .............................................. 18 图 9 中国智算中心项目建设主体分布(按算力规模,截至 2024 年 8 月) .............................................. 18 图 10 2023 年中国公有云 laaS+Paas(仅国内)市场份额 .....22 图 11 2024 上半年中国智算服务市场分布情况 .............. 28 图 12 2024 年上半年中国 Top5 GenAI IaaS 服务厂商市场份额 29 图 13 Top5 智算集成服务厂商市场份额(右) ..............30 图 14 2024-2028 年中国 AI 服务器市场规模 ................ 31 图 15 2024 年中国加速服务器市场份额 .................... 32 图 16 2024 年中国液冷服务器市场份额 .................... 33 图 17 2024-2028 年中国 AI 服务器工作负载预测情况 ........ 36 深企投产业研究院 III 图 18 2023 年中国交換机市场竞争格局 ....................37 图 19 2023 年中国数据中心液冷竞争格局 .................. 43 图 20 液冷系统构成 .....................................44 表 1 智算中心内部系统 ...................................4 表 2 数据中心内部设备 ...................................5 表 3 数据中心产业链与智算中心产业链对比表 ...............6 表 4 十四五以来我国有关智算中心规划政策 .................7 表 5 地方层面政策文件 ..................................10 表 6 中国智算中心项目建设现状 ..........................16 表 7 中国智算中心建设运营模式 ..........................17 表 8 中国云服务商 2024 年收入对比 .......................21 表 9 2024 年三大运营商算力规模 ......................... 22 表 10 批发型与零售型算力中心服务商比较 .................23 表 11 国内算力中心服务有关上市企业 .....................24 表 12 国内算力中心服务重点企业(非上市) ...............26 表 13 国产 AI 芯片竞争格局 ..............................35 表 14 国内主要交换机厂商的代表产品 .....................38 表 15 全球光模块市场竞争格局 ............................39 表 16 硅光芯片/模块主要厂商梳理 ........................40 表 17 冷板液冷核心产品供应商 ...........................44 深企投产业研究院 1 以大模型为代表的通用人工智能持续演进,机器学习、大数据分 析等技术在金融、制造、汽车、医疗、交通运输等领域不断渗透,正 加速推动算力产业结构变革。智算中心作为 AI 新基建呈现遍地开花 势头,我国智能算力在总算力中所占的比重,预计将从 2016 年的 3% 提升至 2025 年的 35%。 一、智算中心概述 (一)智算中心概念与功能 智算中心即智能计算中心(Artificial Intelligence Data Center, 简 称 AIDC),一般认为是在传统数据中心的基础上,基于 GPU、TPU、 FPGA 等人工智能芯片及计算框架构建的人工智能基础设施,可以支 撑大量数据处理和复杂模型训练。智算中心狭义上是智能算力的物理 载体,是“机房+网络+GPU 服务器+算力调度平台”的融合基础设施, 是传统数据中心的增值性延伸。广义的智算中心是融合算力、数据、 算法的新型基础设施,通过数据服务、算法模型服务加速大模型的商 业化应用,推动 AI 产业化和产业 AI 化,是传统云的智能化升级。 智算中心的主要功能包括四个方面:1)数据存储与分析。智算 中心具备大规模的数据存储能力,能够安全、可靠地存储海量的数据, 包括结构化数据和非结构化数据,并利用强大的计算力,对数据进行 快速处理和分析,提取有价值的信息。2)AI 模型训练与优化。为人 工智能模型的训练提供强大的计算支持,加速模型的收敛速度,提高 训练效率。此外,通过对训练好的模型进行优化,能够提高模型的准 深企投产业研究院 2 确性和泛化能力。3)应用开发与创新支持。智算中心可提供丰富的 开发平台和工具,支持开发者进行各种应用的开发,包括人工智能应 用、大数据应用等,科研机构、企业等可在智算中心的基础上进行创 新应用的探索和孵化。4)算力服务与共享。智算中心将算力资源以 服务的形式提供给外部用户,包括科研机构、企业、高校等,满足他 们对算力的临时或长期需求,进而实现算力资源在不同用户和应用之 间的共享,提高算力资源的利用率。 智算中心建设经济效益显著。智算中心建设是人工智能发展下的 大势所趋,同时也能带来显著的经济效益,根据《智能计算中心创新 发展指南》数据,“十四五”期间,对智算中心的投资可带动人工智 能核心产业增长约 2.9-3.4 倍,带动相关产业增长约 36-42 倍。 图 1 智算中心项目经济效益 资料来源:国家信息中心《智能计算中心创新发展指南》。 深企投产业研究院 3 (二)智算中心产业链 智算中心产业链关键环节分为上游设施层、中游运营层和下游应 用层。上游设施层包括基建施工、制冷系统、供配电系统、基础网络 设施等基建环节,以及 AI 芯片、AI 服务器、网络设备(光模块、交 换机等)、存储设备、数据中心管理系统等 IT 基础架构环节。产业 链中游参与者主要是云厂商、IDC(数据中心)服务商和专业智算服 务供应商,凭借资源优势和技术优势搭建智算中心,为下游企业提供 大模型训练及平台服务。产业链下游为各行业的人工智能应用需求, 促进 AI 与各行各业深度融合,赋能产业数字化、智能化转型。 图 2 智算中心及算力产业链 资料来源:科智咨询等,深企投产业研究院整理。 智算中心基础设施一般包含供配电系统、不间断电源系统、终端 配电系统、电源辅助系统、空调系统等五大系统,如下表所示。 深企投产业研究院 4 表 1 智算中心内部系统 系统 功能 主要构成 供配电系 统 提供数据中心最基 础的动力来源、能源 配送和可靠性保障 主要包括市电引入(10KV、220KV、 110KV 或者 35KV)、变电站、高压 配电设备、备用发电机组、变压器 和低压配电等 不间断电 源系统 确保服务器和传输 设备可靠运行 主要包括 HVDC、UPS 和少量开关 电源等系统,为服务器提供 240V 直 流、380/220V 交流、-48V 直流等不 同制式的不间断电源 终端配电 系统 连接末端配电 主要包括电源总柜、头柜、机柜 PDU 等直接服务于服务器的末端配电设 施 电源辅助 系统 为机房及设备的运 行安全、沟通连接及 维护支撑提供基本 的保障 包括防雷接地系统、动环监控系统、 消防系统、电力电缆等 空调系统 为服务器提供所需 要的冷量,确保服务 器正常工作 常用的有风冷机房空调、水冷冷冻 水系统、风冷冷冻水系统、水冷机 房空调系统和自然冷却系统等,其 中水冷冷冻水空调系统主要由水冷 冷水机组、板换、末端设备、冷冻 水泵、冷却塔、冷却水泵、蓄水池、 水处理设备、定压补水设备及管路 阀门等组成 资料来源:深企投产业研究院整理。 智算中心内部设备主要包括 IT 设备和配套设备,IT 设备涵盖连 接器(光纤、光模块)、网络设备(交换机、路由器)、算力设备(服 深企投产业研究院 5 务器)、存储设备(存储器)等,配套设备包括供配电设备(UPS 不间断电源、蓄电池、发电机、配电单元)、温控设备(冷源设备、 机房空调、新风系统)等,如下表所示。 表 2 数据中心内部设备 类型 设备种类 名称 IT 设备 连接器 光纤 光模块 网络设备 交换机 路由器 算力设备 服务器 存储设备 存储器 配套设备 供配电设备 UPS 蓄电池 柴油发电机 配电单元 温控设备 冷源设备 机房空调 新风系统 资料来源:Jowan,中信证券,深企投产业研究院整理。 相较传统的数据中心产业链,智算中心产业链的参与方类型更广、 环节更多、更加聚焦 AI 领域。基础设施层面,数据中心主要是土建、 机电与网络配套,智算中心除此之外还涵盖 IT 硬件及软件平台;投 建主体上,数据中心以电信运营商等为主,智算中心则增加了政府、 AI 企业等。运营服务层面,智算中心参与者除传统 IDC 服务商外, 还包括专业智算服务提供商、AI 框架和平台开发商等,为 AI 相关的 深企投产业研究院 6 算法研究、数据处理和分析、模型开发等技术环节提供 AI 服务器托 管、算力租赁、云计算、数据集、算法等服务。应用赋能层面,智算 中心更加聚焦模型训练、模型调优、智能制造、智慧交通、智慧医疗 等与人工智能高度相关的场景及行业。 表 3 数据中心产业链与智算中心产业链对比表 产业链 项目 数据中心产业链 智算中心产业链 基 础 设 施 核心设 施 土建+机电+网络配 套 土建+机电+IT 硬件(计 算、存储、网络等)+软件 平台 投建主 体 电信运营商、第三方 IDC 服务商、云服务 商 政府、AI 企业、IT 服务商、 电信运营商、第三方 IDC 服务商、云服务商 运 营 服 务层 核心设 施 机柜+带宽+运维+安 全+灾备 算力+数据+算法+生态 投建主 体 电信运营商、第三方 IDC 服务商、云服务 商 综合智算服务商、AI 框架 和平台开发商、AI 技术提 供商、电信运营商、第三 方 IDC 服务商、云服务商 应 用 赋 能层 核心应 用 互联网、金融、制造、 医疗、政务等各个领 域 模型训练、模型推理、自 动驾驶等需要强大计算能 力和数据分析能力的领域 应用主 体 互联网企业、金融机 构、制造企业、金融、 政府等 互联网企业、AI 企业、车 企、遥感测绘企业、银行、 高校、医院、政府等 资料来源:深企投产业研究院整理。 二、政策环境 深企投产业研究院 7 (一)国家规划政策 政策引导力度逐渐加大,推动智算中心高质量发展。2017 年, 国务院印发《新一代人工智能发展规划》,提出建设“安全高效的智 能化基础设施体系”。2020 年,国家发改委首次将智能计算中心纳入 信息基础设施范畴,激活各地抢建浪潮。2021 年以来政策引导逐步 深化,指引方向更加明确。国家“十四五”规划和 2035 年远景目标纲 要以及《“十四五”数字经济发展规划》《扩大内需战略规划纲要 (2022—2035 年)》《数字中国建设整体布局规划》等均提出信息 基础设施、智能计算中心的有关发展要求。2024 年政府工作报告提 出“适度超前建设数字基础设施,加快形成全国一体化算力体系”。工 业和信息化部、国家发展和改革委员会等部门先后出台《新型数据中 心发展三年行动计划(2021-2023 年)》《全国一体化大数据中心协 同创新体系算力枢纽实施方案》 《算力基础设施高质量发展行动计划》 《关于深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施 意见》《关于推动新型信息基础设施协调发展有关事项的通知》等重 要政策文件,提出加快部署、统筹建设高性能智算中心,推动智算中 心有序发展,引导通用数据中心、超算中心、智能计算中心等合理梯 次布局,逐步合理提升智能算力占比。在一系列政策的支持下,智算 战略地位得到不断提升。 表 4 十四五以来我国有关智算中心规划政策 时间 部门 文件名称 相关内容 2021 年 1 月 中共中央 《建设高标准市场体 系行动方案》 强调要加大新型基础设施投资力度,推动第五 代移动通信、物联网、工业互联网等通信网络 深企投产业研究院 8 时间 部门 文件名称 相关内容 基础设施,人工智能、云计算,区块链等新技 术基础设施,数据中心、智能计算中心等算力 基础设施建设。 2021 年 3 月 全国人大 《中华人民共和国国 民经济和社会发展第 十 四 个 五 年 规 划 和 2035 年远景目标纲要》 加快构建全国一体化大数据中心体系,强化算 力统筹智能调度,建设若干国家枢纽节点和大 数据中心集群,
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