隨著雲計算、物聯網、人工智慧等信息技術的快速滲透，近年來全球數據量呈幾何增長態勢。
當前全球海量數據催生了巨大的數據處理和存儲需求，作為信息系統運行的重要物理載體，數據中心已成為不可或缺的關鍵基礎設施。
近日英偉達披露，由於數據中心需求強勁，公司已經提高了下半年對供應商的採購量。
國內方面來看，AI 國產化趨勢確立，高性能計算硬體的「基礎設施」建設或成為關鍵。
新型數據中心發展三年行動計劃（2021-2023年）》明確到2023年底，全國數據中心機架規模年均增速保持在20%左右，平均利用率力爭提升到60%以上，總算力超過200EFLOPS，高性能算力占比達到10%。加快高性能、智能計算中心部署，推動CPU、GPU等異構算力提升。
根據Gartner 的預測數據，2025 年伺服器、數據中心和存儲的市場規模將達到1,120 億美元，20 -25年CAGR 為8.0%。
數據中心行業概覽
數據中心是用於在網絡上傳遞、加速、展示、計算和存儲數據信息的物理場所，主要應用於對數據計算和儲存有較大需求的組織。
一個完整的數據中心由數據中心IT設備和數據中心基礎設施構成。
行行查 | 行業研究資料庫 資料顯示，數據中心IT設備主要包括連接器（光纖、光模塊）、網絡設備（交換機、路由器）、算力設備（伺服器）、存儲設備（存儲器）等。
數據中心基礎設施是支撐數據中心正常運行的各類系統的統稱，主要包括供配電設備（UPS、蓄電池、柴油發電機、配電單元）、溫控設備（冷源設備、機房空調、新風系統）等。
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數據中心的內部結構與設備：
光模塊
光模塊大幅增長背後的驅動力是全球對於 AI 算力建設的預期提升。
在 AI 數據中心的加速部署下， 800G 光模塊在數據傳輸中扮演核心角色之一。
國內800G光模塊已有多家廠商推出，包括中際旭創、新易盛、光迅科技、華工科技、索爾思、劍橋科技和亨通光電等廠商。
在今年3月的 OFC 大會上，中國各大光模塊廠商推出其最新光模塊產品。
中際旭創在現場展示 1.6T OSFP-XD DR8+可插拔光通信模塊、基於 5nm DSP 和先進矽光子 技術的第二代 800G 模塊、功耗低於 14W 的 800G OSFP DR8+和 2xFR4 光通信 模塊。
新易盛在現場推出 800G LPO（線性直驅可插拔光模塊），在單模光纖應用 下，具備基於 EML、矽光、薄膜鈮酸鋰調製器的 LPO 收發器，新易盛具有業界領 先功耗水平 11.2W 的最新 800G 光模塊包括基於薄膜鈮酸鋰調製器 TFLN 技術的 800G OSFP DR8，配合 5nm DSP 以及集成的 TIA。
劍橋科技在現場推出低功耗 的 Direct Drive 800G 光模塊方案，其日本子公司 Oclaro 專注於高端的 800G/1.6T 的研發設計，美國子公司 Macom 則專注 TIA Driver 晶片的研發。
聯特科技的在現場展示帶有 TFLN（薄膜鈮酸鋰）調製器的 800G 光模塊，產品具備超高帶寬、低 功耗、可擴展性等優勢。
華工科技在大會現場推出 800G 光模塊、應用在 ChatGPT、 在線雲辦公、自動駕駛、遠程醫療以及人工智慧等新型應用的相干光模塊 400G ZR/ZR+/ZR+ Pro。
據Yole預測，至2026年全球光模塊市場規模達209億美元，呈現量價齊升趨勢。
CPO
CPO(Co-packaged optics)共同封裝光子，是業界公認未來高速率產品形態，是未來解決高速光電子的熱和功耗問題的最優解決方案之一，有望成為產業競爭的主要著力點，其成熟與商業化有望引發光模塊競爭格局變革。
CPO指的是將網絡交換晶片和光模塊共同裝配在同一個插槽上，縮短晶片和模塊之間的走線距離，形成晶片和模組的共封裝，逐步替代可插拔光模塊。
從而在成本、功耗和尺寸上都進一步提升數據中心應用中的光互連技術，實現高算力場景下的低能耗、高能效。
延展閱讀：
共封裝光學CPO：人工智慧高算力賽道，核心環節龍頭梳理
光電共封裝技術（CPO）路線圖：
國內廠商在積極布局CPO領域，先發布局廠商包括亨通光電、中際旭創、新易盛、天孚通信、劍橋科技、光迅科技、仕佳光子、華工科技、博創科技、光庫科技、銳捷網絡和聯特科技等。
根據LightCounting預測，按照埠數量統計，CPO的發貨量將從2023年的5萬件增加到2027年的450萬件，以800G和1.6T CPO為主。
CPO 預計將在一年左右的時間內進入其他類型的數據中心，未來將進一步在邊緣和城域網絡、高性能計算和傳感器等領域發揮更多優勢。
從行業趨勢來看，CPO將在51.2T交換機時代將成為重要的技術流派，數年內成為光通信行業內必不可少的技術，同時結合矽光技術將最大化發揮出共封裝形態產品的優勢。
伺服器
伺服器按應用場景分類可分成存儲伺服器、雲伺服器、AI伺服器和邊緣伺服器。
伺服器產業鏈上游包括晶片、PCB、DRAM內存及模組、電源、HDD/SSD、散熱、互聯接口、網卡等，中游主要為主板/系統集成商、伺服器品牌運營商，下游為網際網路、雲計算服務商、運營商、企業客戶等。
全球伺服器產業鏈範圍廣泛提供眾多機遇，國內公司在各個細分領域均有布局。
伺服器產業鏈：
2022年全球伺服器約1500萬台，其中AI伺服器出貨量約13萬台，AI伺服器的占比不到1%。
受各企業相繼發布大模型，對推理和訓練的算力需求大幅上升，AI伺服器出貨量有望迎來爆發式增長。
AI伺服器核心組件包括GPU（圖形處理器）、DRAM（動態隨機存取存儲器）、SSD（固態硬碟）和RAID卡、CPU（中央處理器）、網卡、PCB、高速互聯晶片（板內）和散熱模組等。
根據TrendForce統計，2023年預估在ChatBot相關應用加持下，可望再度刺激AI相關領域出貨，預估出貨量年成長可達8%，2022~2026年複合成長率將達10.8%。
市場格局方面來看，AI伺服器份額較為集中，其中浪潮信息占據全球市場份額為20.2%，穩居第一，頭部國內廠商還包括中科曙光、拓維信息、神州數碼和紫光股份等。
考慮到未來AI伺服器的價值量構成中，GPU等大算力晶片將占據絕對大頭，GPU和CPU等核心算力晶片的公司也值得首要關注。
當前國內二級市場中，布局GPU晶片的主要有寒武紀、海光信息、景嘉微等公司，同時國內一級市場同樣湧現出眾多推出優質GPU的創業公司，GPU市場競爭相對激烈，未來在算力需求大幅提升背景下有望提供滿足實際需求的GPU產品以及創造業績的廠商優勢凸顯。
存儲系統
全球數據上雲背景下，數據流量爆發增長為存儲行業帶來較大的需求空間。
存儲晶片，又稱為存儲器，是指利用磁性材料或半導體等材料作為介質進行信息存儲的器件。
存儲晶片的種類繁多，不同技術原理下催生出不同的產品，具有各自的特點和適用領域。按照信息保存的角度來分類，可以分為易失性存儲器（Volatile Memory）和非易失性存儲器（Non-volatile Memory）。
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全球存儲類晶片市場中以DRAM和NAND Flash為主，2022年市場規模占整體存儲晶片市場規模的比例分別為56.4%和40.1%，DRAM和NAND Flash合計占比約為96.5%。
按照市場流行程度可分為主流產品和利基產品，利基產品一般是從主流規格中退役的產品。
利基存儲產品包括SLCNAND、容量小於等於4GB的MLC/TLCNAND、利基DRAM、Nor、SRAM等產品，在這些細分市場中主要是台灣的南亞、華邦、旺宏等廠商角逐，大陸長鑫、兆易創新等也是利基產品。
主流產品包括容量大於4GB的MLC/TLCNAND產品、PCDRAM、MobileDRAM、ServerDRAM,這些是主要市場，國際一流大廠三星、美光、海力士、東芝是代表廠商。
NAND Flash：全球六大龍頭競爭，格局穩定
NAND Flash 為大容量數據存儲的實現提供了廉價有效的解決方案，是目前全球市場大容量非易失存儲的主流技術方案。
全球NAND市場被六家海外廠商壟斷，合計市占率長期穩定在95%以上，格局穩定。
22Q4全球NAND Flash市場規模為102.87億美元，主要被三星、鎧俠、SK 海力士、西部數據、美光五家壟斷，五家市場份額高達96.9%。
全球NAND目前由6家廠商壟斷：
中國是全球第一大NAND市場，占據37%的市場份額，美國占NAND市場的31%，位列第二。
長江存儲是大陸首家3DNANDIDM廠商，2016年成立，計劃建立三個工廠，每個工廠規劃產能為10萬片/月，計劃於2025年實現滿產；2019年Q3基於Xtacking架構的64層3DNAND量產，2021年128層TLC和業界首款128層QLCNAND量產；2021年中國大陸NAND產能占全球6%，長存NAND產能占全球6%，引領大陸發展。
大陸首家3DNANDIDM廠商，2016年成立，計劃建立三個工廠，每個工廠規劃產能為10萬片/月，計劃長存NAND層數緊跟海外大廠步伐。
根據中金企信統計數據，預計到2025年，全球NAND Flash市場規模將達到931.9億美元，2021年至2025年，CAGR增速7.4%。
DRAM：全球呈現「三足鼎立」格局
DRAM按照產品分類分為DDR/LPDDR/GDDR和傳統型（Legacy/SDR）DRAM。
DDR是Double Data Rate SDRAM的縮寫，即雙倍速率同步動態隨機存儲器，主要應用在個人計算機、伺服器上。
DRAM競爭格局歷經洗牌，現階段韓國三星、韓國海力士、美國美光三大寡頭壟斷市場，呈現「三足鼎立」之勢格局穩定，三家市場份額合計高達95.8%。
據TrendForce數據，22Q4全球DRAM市場規模為121.55億美元。
中國是全球第二大DRAM市場，占據34%的市場，僅次於美國的39%。
國內DRAM領軍企業是合肥長鑫存儲，2016年在合肥成立，規劃三期，產能共36萬片/月。
2019年19nm8GbDDR4投產，2022年量產17nm；2021年中國大陸DRAM產能占全球4%，長鑫產能占全球DRAM3%，引領大陸發展。
長鑫製程緊跟海外大廠步伐：
NOR Flash
NOR Flash憑藉快速讀寫、XIP等特點，滿足了消費電子、工業控制、家電、通信等應用領域的數據需求。
NOR Flash廣泛應用於需要存儲系統程序代碼的電子設備；是除DRAM和NAND Flash之外市場規模最大的存儲晶片。
NOR Flash 行業目前已形成了華邦電子、旺宏電子、兆易創新、賽普拉斯和美光科技組成的五強競爭格局。
NOR Flash頭部企業市場份額相對穩定，產品特點各有側重。
華邦電子、旺宏電子側重於工業控制領域，賽普拉斯布局工業市場、航天市場以及車用電子市場。
兆易創新作為大陸領先的快閃記憶體晶片設計企業，產品以NORFlash、SLCNAND等利基存儲器為主，隨著大廠不斷淡出，逐漸成為利基市場的頂級玩家。
隨國際巨頭逐漸離場，本土廠商競爭力漸強，國產替代比例逐步提高，行業內中小廠商市占率逐年提升，其中大多為國內廠商，如普冉、東芯等。
據Insight Partners預測，全球NOR Flash市場規模將在2028年達到60.70億美元，發展趨勢良好。
製冷系統：液冷成數據中心新趨勢
人工智慧技術的迅猛發展，極大增加了相關產業對高性能算力的需求。
高算力提升促使數據中心功率密度提高，對製冷系統提高更高要求。
數據中心冷卻技術包含風冷冷卻、水冷冷卻、自然冷卻及液冷冷卻等技術。
延展閱讀：數據中心液冷爆發！量價齊升，龍頭全梳理
風冷和液冷伺服器發展前景：
傳統的空氣冷卻散熱系統已不能完全滿足伺服器散熱需求。
伴隨國家雙碳節能政策驅動，市場對液冷的需求將逐步提升。
根據CDCC，由於液體的比熱容高，所以液體的熱傳導效果大大高於空氣的效果，是空氣的25到1000倍，熱傳導效果更快、更優。
液冷是以液體作為熱量傳導媒介，通過冷卻液與伺服器發熱部件直接或間接接觸的方式換熱，將發熱部件產生的熱量帶走的一種伺服器散熱技術。
液冷分為間接冷卻和直接冷卻，典型方式有冷板式、浸沒式。
主流液冷方式示例：
冷板式液冷則是通過銅、鋁等導熱性較好的金屬構成的冷板散熱器，將發熱元器件的熱量傳導給散熱器中的冷卻液體，將熱量帶走的冷卻方式。
浸沒式液冷技術是一種以液體作為傳熱介質，發熱器件浸沒於液體中，通過直接接觸進行熱交換的冷卻技術。
2021年11月國家發改委等部門發布相關政策，明確要求到2025年全國新建大型、超大型數據中心PUE低於1.3，國家樞紐節點低於1.25。
浸沒式液冷實現100%液體冷卻，具有更優節能散熱效果，在超算、高性能計算領域取得了廣泛應用。
隨著數據中心單機櫃功率密度不斷上升，預計浸沒式液冷數據中心比重逐年增長，2025年有望達到40%以上。
液冷系統的核心為冷水機組和液冷板，其中冷水機組包括壓縮機、冷凝器、節流器、蒸發器等部件，市面上冷水機組生產商包括英維克、同飛股份等；液冷板是將上游的銅和鋁等原材料進行加工成相應的板材，液冷板的生產工藝分為釺焊、吹脹、壓鑄、衝壓、攪拌摩擦焊等，市面上液冷板生產商包括銀輪股份、三花智控、飛榮達、科創新源等。
從液冷歷史來看，海外廠商具有先發優勢，中國廠商後來居上實現突圍。
以中科曙光為首的國內廠商已經積累了一定的商業化經驗，據《中國液冷數據中心發展白皮書》在2020年對於中國液冷數據中心廠商競爭力的研究，基於產品營收、市占率、客戶反饋等指標，中科曙光為市場的絕對領導者，浪潮信息、華為、阿里巴巴、聯想、英維克、高瀾股份等緊隨其後。
數據中心液冷技術分類及產業鏈：
相較風冷方案，液冷方案初期capex投資有所提升，同時在AIGC、東數西算等帶動IDC建設需求的趨勢下，液冷方案滲透率的提升有望帶動數據中心溫控市場的量價齊升。
據《液冷白皮書》，考慮到液冷對傳統市場進行替代，包括風冷的機房空調市場、伺服器市場以及數據中心基礎設施（機櫃、CDU、冷卻塔等）市場，預計2025年，保守測算下中國液冷數據中心市場規模將達1283.2億元，樂觀測算下中國液冷數據中心市場規模將達1330.3億元。
從數據中心發展趨勢來看，國家政策鼓勵方向主要包括集約綠色和安全可靠兩方面。國家網絡節點重點發展京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝，以及貴州、內蒙古、甘肅、寧夏八個地區。集約化、規模化、綠色化：鼓勵（超）大規模數據中心建設，鼓勵高能效比的綠色數字中心建設。自主創新，安全可靠：鼓勵數據中心採用自主創新技術，重點發展網絡安全等方面。
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