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2025年算力基建系列深度分析:算力产业链及液冷设备投资机会梳理(附)—KAIYUN|官方网站
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2025年算力基建系列深度分析:算力产业链及液冷设备投资机会梳理(附)

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2025年算力基建系列深度分析:算力产业链及液冷设备投资机会梳理(附)

  算力是集信息计算力、网络运载力、数据存储力于一体的新型生产力,主要通 过算力中心等算力基础设施向社会提供服务。算力产业链主要包括上游 IT 软硬 件设备、中游的算力网络及平台、下游各类应用场景。 算力产业链的上游主要为 IT 软硬件设备,例如基础硬件(CPU、GPU、存储器 等)、计算设备(服务器等)、网络设备(交换机、路由器、光模块等)、基础软 件(如操作系统、数据库、中间件等),这些是计算力、存储力、运载力的最基 本单元,也是决定算力质量的根本环节。此外,供配电(配电柜、变压器、UPS 等)、散热制冷(风冷、液冷等)等也是重要的配套设施。

  算力产业链中游为算力网络及平台,包括各类算力基础设施建设及基于基础设 施开展的 IDC 服务、云服务、AI 算力服务、安全服务等,是为下游应用提供算 力服务的核心环节。

  产业链下游为各类应用场景,例如互联网、金融、政务、交通、教育、工业、 医疗、能源等行业和领域。 根据使用设备、提供算力强度的不同,算力中心可分为通用算力中心、智算中 心、超算中心三类。 1)通用算力中心:即传统数据中心,由基于 CPU 芯片的服务器提供算力,可满 足一般企业和个人的计算需求,主要用于基础通用计算,如移动计算、物联网 等,投资建设主体以互联网、运营商等企业为主,主要可以分为三类,一类是 数据中心服务提供商,如世纪互联、万国数据等;另一类是具有互联网背景的 云服务提供商,如阿里kaiyun网页版 kaiyun入口云、华为云、腾讯云;还有一类是电信运营商旗下的云 服务提供商,例如中国电信的天翼云、中国联通的联通云以及中国移动的移动 云。 2)智算中心(AIDC):是基于人工智能理论,采用人工智能计算架构,提供 AI 应用所需算力服务、数据服务和算法服务的一类算力基础设施。由基于 GPU、 FPGA、ASIC 等 AI 芯片的加速计算平台提供算力,主要用于人工智能的训练、推 理计算,建设主体以 AI 企业、政企共建为主; 3)超算中心:是基于超级计算机或者是大规模计算集群的数据中心,能够提供 大规模计算、存储和网络服务等功能,广泛应用于航天、国防、石油勘探、气 候建模和基因组测序等应用场景,投资建设主体主要为政府和科研机构。 算力中心是高度集成化、大规模的集中式计算和数据处理设施,由成千上万台 服务器、海量的存储设备、复杂的网络设备以及一系列配套的基础设施共同组 成,能够以惊人的速度和效率为用户提供强大的计算能力、海量的数据存储以 及高效的数据处理服务,已成为当前社会运行不可或缺的关键基础设施,对于 实现数字化转型、培育未来产业、形成经济发展新动能等方面具有重要作用。 据 IDC 数据,到 2027 年,全球非结构化(文本、图片、语音、视频等)数据将 占到数据总量的 86.8%,达到 246.9ZB,全球数据总量从 103.67ZB 增长至 284.30ZB,复合年均增长率为 22.4%,保持稳定增长态势。大规模数据不仅消耗 更多计算资kaiyun网页版 kaiyun入口源,对于算力的性能也提出了更高要求。 算力规模:据中国信息通信研究院数据,截至 2023 年底,全球算力总规模达到 910 EFLPOS(FP32),同比增长 40%,呈现高速增长态势。其中,通用算力、智能 算力、超算算力规模分别为 551、335、24 EFLPOS(FP32),分别占比 60.5%、 36.8%、2.6%。

  智能算力成为算力基建增长的新引擎。随着摩尔定律和登纳德缩放定律放缓, 以 CPU 为代表的芯片年性能提升不超过 15%,难以满足处理视频、图片等非结构 化数据的需求,而智能算力需求随着全球非结构化数据增长而快速增加。 从全球来看,据中国信息通信研究院数据,截至 2023 年底,智能算力规模从 22 年的 142EFLOPS 增长至 335EFLOPS,同比增长达 136%,其增速远超算力总规模增 速,智能算力逐渐占据重要地位。在全球总体算力规模中,智能算力占比达到 37%,在新增算力市场规模中,智能算力占比达到 74%,是主要驱动力。 从国内来看,截至 2023 年底,智能算力规模从 22 年的 41EFLOPS 增长至 70EFLOPS,同比增长 71%。在我国总体算力规模中,智能算力占比达到 30%,而 在新增算力中占比也已经过半,超越通用算力,成为主要驱动力。 2024 年,我国总体算力规模达 280EFLOPS,其中智算规模达 90EFLOPS,占比达 到 32%。

  我国占全球算力规模 26%。中国信息通信研究院数据显示,截至 2023 年底,美 国、中国算力规模位列前两名。全球算力占比方面,美国、中国分别占全球算 力比重 32%、26%,处于领先地位,其次为日本、德国、英国、加拿大的算力占 比分别为 5%、4%、3%、3%,全球超过 70%的算力集中在这六个国家。按此计 算,2023 年我国算力规模达 237EFLOPS,另据 36 氪数据,2024 年上半年我国算 力规模已经达到 246EFLOPS。 根据《算力基础设施高质量发展行动计划》,提出到 2025 年,计算力方面,算 力规模超过 300 EFLOPS,智能算力占比达到 35%,东西部算力平衡协调发展。 我国信息化虽然起步晚于欧美及日本等发达经济体,但在算力技术研发、基建 方面具有卓越实力。相对于中美两国,日本、欧盟在一定程度上受限于算力的 需求体量,以及先进的技术水平,算力水平仍有一定发展空间。

  从下游应用分布来看,23 年底我国算力行业应用主要分布在互联网、企业、政 务、金融等行业,别为 46.3%、21.3%、11.3%、7.8%,其中互联网主要可细分 为公有云、网站、视频、AI、电商、游戏、支付等领域,其中,公有云、视 频、电商占比较大。

  那么,建设一个算力中心大概需要多少成本? 由于各类数据中心板卡类型、服务器、机柜配置方式不同,功率差异较大,投 资规模也有较大差异。这里我们从单位算力、单位功耗两个角度来测算算力/数 据中心市场规模。 从单位算力角度测算:据 36 氪报道,以一个英伟达 H100 构成的千卡集群的小 型智算中心为例,前期投入成本为,购买设备约 3 亿元,网络设备 2500 万,存 储和安全设备成本约 1000 万,平台软件和液冷改造成本约 1000 万,共计约 3.5 亿元。而智算中心不仅仅在前期需要投入重资产,后续运转过程中,还要投入日常的电力、维护、人员费用等等,据 36 氪报道,该中心每年的支出大概在 5000 万元左右。 我们从单位算力的投资成本角度进行测算,例如英伟达 H100 SXM、H100NVL 的 算力分别为 67TFLOPS、60TFLOPS(FP32)。我们按照每张卡 60TFLOPS 计算,则 此前提到的建设一个 H100 千卡集群对应 1024 张卡,算力约为 61440TFLOPS。 3.5 亿投资均摊到每张卡,对应 1TFLOPS 投资约为 5697 元,即 1EFLOPS 投资约 为 56.97 亿元,后续维护成本约为 8.1 亿元。

  根据我们初步测算,2023 年新增算力规模 57EFLOPS,对应 2023 年新增投资基 建规模约为 3247 亿元,叠加存量机组的维护投资 1920 亿元,合计市场规模达 5167 亿元。 从功率密度角度测算: 另据 36 氪报道,OpenAI/微软、xAI、Meta 等科技巨头都在竞相建立 10 万块 H100 构成的超级 AI 算力集群,而一个 10 万张 H100 构成的 AI 集群功耗约为 150MW,资本开支超过 40 亿美金,每年电费高达 1.2 亿美金。我们可以大致测 算出,北美 1MW 功耗投资约为 2700 万美元(约合 1.87 亿元人民币/MW)。 由于样本相对单一,并考虑国内物料及人工成本与海外的差异,保守估计,我 们按照国内 1 亿元/MW 的单位投资成本计算,2023 年我国新增机架对应投资规 模为 3950 亿元。

  综合以上两种方式,我们初步测算 2023 年国内算力基建市场规模约为 3247- 3950 亿元。 值得注kaiyun登录入口 kaiyun平台意的是,以上测算可能存在一定误差,且不包含算力服务、应用等相关 产业规模。据中国能源新闻网报道,到 2025 年,我国算力核心产业规模有望达 到 4.4 万亿元,关联产业规模更是高达 24 万亿元。另据中国信通院的测算,算力中每投入 1 元,将带动 3 元至 4 元的 GDP 增长,充分彰显了算力基础设施在 经济发展中的重要作用。 数据中心成本构成:据中研网数据,数据中心建设中,主要的成本包括 IT 设备 kaiyun登录入口 kaiyun平台成本和非 IT 设备成本。其中 IT 设备主要包括服务器、网络设备、安全设备、 存储设备等;非 IT 设备主要包括柴油发电机组、电力用户站、UPS、配电柜等。

  2 液冷设备:液冷设备市场规模超百亿,机架高功耗、能效提升、经 济性三方面助力液冷未来大趋势