六、IDC 用電方式轉型是關鍵

IDC作為高耗能企業， 占全社會用電總量接近2%。根據中國電子學會報告及預測，到 2030 年，我國數據總規模有可能達到4YB，機架總規模將在 2019 年基礎上增長 1-2 倍。

（數據中心總能耗與污染）

供配電設備及制冷設備占數據中心總能耗的 50% ，成為節能主要突破點。數據中心的能 耗部分主要包括 IT設備、制冷系統、供配電系統、照明系統及其他設施(包括安防設備、 滅火、放水、傳感器等)。

從各個環節的能耗占比來看， IT 設備和制冷系統分別占據數據 中心總能耗的 40%，供配電系統占總能耗的 10% 。

IT設備主要是指服務器、 網絡等負責進行信息交換、存儲的設備，其功耗與性能正相關，難以下降。因此降低配供電系統以及制冷設備的能耗則成為了數據中心節能、提升效率的關鍵。

（數據中心配電系統與供配電市場規模）

根據信通院發布的《數據中心白皮書  (2018 年)》，采用“HVDC+市電直供”相結合的模式，供電效率可以提升到94%~95% ，若采用 HVDC 離線模式，其供電效率可以提升到 97%以上，目前 HVDC已經在 BAT 等大 型互聯網公司中得到了應用。

1、 用電方式轉型路徑

1-1.購買綠電(風、光、水) 或購買綠證，隨著綠電交易機制進一步完善，綠電占比有望進一步提升；綠證為重要補充方式， 未完成消納指標的市場 主體可通過自愿認購綠證的替代方式完成消納量。

IDC綠色轉型路徑(一)

1-2.通過高效的設備能夠有效降低各個環節的能耗水平(降低PUE) ：由于算力系統不間斷運行需要配電系統和制冷系統的保證，因此減少配電系統和制冷系統使用的電能將成為優化PUE的關鍵，此外，集成化IT系統也是減少IT系統應用能耗的重要手段。

IDC綠色轉型路徑(二)

2、數據中心用電方式對比(定性+定量)

不同發電可行性分析(定性+定量)

長期來看，數據中心要實現零碳， 必須從源頭降低碳排放，加大清潔能源的使用， 光伏成為重要的發電手段之一，結合國家頒布的“東數西算” 政策，未來數據中心和能源相結合的大型數據中心項目將會逐步增加， 通過日間“日間發電，余電上網”的形式將多余的電力進行儲存或者形成 綠色證書， 可抵消夜間電力的消耗；2020年集中式光伏投資成本約399元/KW，運營成本為46元/KW/年，隨著組件價格及光伏發電系統投資成本 快速下降，未來的成本有望進一步優化。

對于一線城市等地區， 不具備建設大型光伏發電廠的數據中心的條件，購買綠電(綠證) 將成為重要的補充手段， 現在整體的可交易綠電標的相 對有限， 主要采取當地電力成本加成的方式， 未來有望進一步完善，并采取市場化的方式定價。

分布式光伏成為電力峰值調節，補充電力的重要手段之一，通過在數據中心樓頂鋪設光伏板的方式可以補充日間峰值所需電力，在理想化的假設 條件下，分布式光伏可滿足數據中心日耗電量的1%-2% ，  2020年分布式光伏投資成本約388元/KW，運營成本為54元/KW/年。

儲能作為電力負荷調節、平滑峰谷電差的重要手段， 應用有望持續提升，在光伏發電側部分省市規定了10%或者20%的最低配比，能夠有效調節 電力峰谷， 補充夜間發電所需，目前在光伏電站建設儲能的投資回收期約7年， 未來隨著儲能系統價格的進一步下降，光儲配比有望持續提升。

在數據中心電源側儲能主要作為電力負荷補充手段和峰谷電價調節手段， 成本仍然是主要的考慮因素(按照目前儲能價格測算， 峰谷電差1元地區投資回收期約3.5年) ，隨著未來電池成本的下降，儲能普及度有望進一步提升。

（IDC&能源產業鏈梳理）

七、 IDC降PUE的高效溫控市場 

大型數據中心對 PUE 指標要求增高。目前溫控、散熱產品成為降低 PUE 指標的有效途徑。

1、液冷技術：

服務器功率提升驅動新一代制冷技術發展，液冷有望成為溫控行業新風尚。以液冷為代表的新一代制冷技術逐漸受到市場的關注。市場規模方面， 制冷系統占 IDC 總投資的比例約為 15~20%。

服務器功率提升驅動新一代制冷技術發展，液冷有望成為溫控行業新風尚。以液冷為代表的新一代制冷技術逐漸受到市場的關注。市 場規模方面， 制冷系統占 IDC 總投資的比例約為 15~20%。

液冷技術是指通過液體直接冷卻設備，液體將設備發熱元件產生的熱量直接帶走，采用液冷可以實現服務器等設備的自然散熱，相對于傳統的制冷系統，更為高效。液冷大致包含 三種方式，分別為：冷板式(間接接觸)、噴淋式和全浸沒式(直接接觸)。

（三種液冷方式的對比）

（蒸發冷卻、液冷技術能夠有效降低 PUE 值）

與傳統風冷技術相比，液冷、蒸發冷卻技術具備如下優勢：

1 ) 導熱能力強：液體導熱能力約為空氣的 25 倍， 同體積帶走熱量約為空氣的3000 倍；

2) 噪音小：液冷噪音相對風冷低 20-35 分貝；

3) 耗電量：液冷系統比風冷系統節省約 30%-50%電 量；

3 )有效降低PUE值：液冷相比風冷損耗更小、效率更高，PUE 指標能夠降至1.0 左右，滿足數據中心建設標準；

4)降低數據中心故障率：風冷系統的震動影響IT系統穩定性和壽命。

“綠色計算”仍存提升空間。根據 IDC 發布的《2019 中國企業綠色計算與可持 續發展研究報告》顯示， 在 200 余家調查樣本中， 已有超過 50%企業大規模部署并使用模塊化數據中心、液體冷卻等“綠色計算”技術。

相比于2012年，中國企業 PUE 值有所降低，但大部分企業仍集中于 1.8-2.0 水平，仍存改善空間。

2、液冷或蒸發冷卻的應用案例：

大型互聯網公司采用液冷、蒸發冷卻技術， 助力技術市場化應用。國內外多家大型互聯網公司采用液冷或蒸發冷卻方案進行數據中心建設，市場認可度和滲透率 逐漸提高。隨數據中心機柜數量的增長、功率密度的上升， 液冷、有望驅動蒸發冷 卻等新型散熱方案市場滲透率增長，擴大溫控行業市場發展空間。

（多家大型互聯網公司采用液冷、蒸發冷卻方案）

（機房、機柜、新能源與地鐵軌道代表客戶）

3、液冷數據中心市場規模：

液冷數據中心市場2025年達到千億以上（包含服務器等IT設備、空調等）：據賽迪數據，結合華為、阿里與中科曙光對液冷數據中心對換替率調查，保守測算：2025年我國液冷數據中心的市場規模破1200億元。

（液冷數據中心市場）

4、液冷數據中心競爭者矩陣

（液冷數據中心競爭者矩陣）

5、數據中心冷卻技術發展趨勢

（數據中心冷卻發展趨勢）

八、與溫度傳感器

1、從產業鏈角度說溫度傳感器在IDC數據中心的應用

數據中心產業鏈包括上游基礎設施提供商、中游數據中心及云計算服務商、下游終端客戶。

（IDC 產業鏈圖譜）

1-1.上游基礎設施如何用溫度傳感器

溫控設備提供商：譬如英維克、 申菱環境、佳力圖、高瀾股份、黑牡丹、網宿科技、 依米康，溫控系統能耗占數據中心非 IT 能耗的 80%，溫控系統的能耗是 PUE 是否能降低到合理水平的關鍵因素之一。

“溫控系統在建設環節完成采購和安裝， 溫控系統成本約占建設成本 16.7%，受益于新建數據中心拉動。同時，加快推動老舊基礎設施轉型升級， 對于效益差、能耗高的小散數據中心，要求 加快改造，提升效能，進一步拉動溫控系統需求。另外，《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》 鼓勵新型機房精密 空調、液冷等創新液冷方案的應用， 將提升溫控系統價值；推動數據中心采用機柜模塊化 等節能技術模式，溫控廠商也積極產業鏈延伸拓展至模塊化機柜領域， 進一步提升產品價 值量。”石冢、芝浦、大泉與特普生等溫度傳感器領域的專家告訴溫度傳感器研究院的研究員，“為IDC數據中心提供溫控設備與方案的這些公司，是溫度傳感器的最重要客戶之一。”

1）散熱制冷：

空氣冷卻系統、液體冷卻系統用溫度傳感器。

（特普生風冷溫度傳感器）

（特普生液冷溫度傳感器）

2）供配電

（配電柜）

“配電柜溫控方案，配電柜用溫度傳感器，機器溫控器，溫濕度傳感器。”

（變壓器）

“變壓器溫度控制器，變壓器冷卻風機，變壓測溫傳感器。”

（不間斷電源）

“除了風扇和斷路器開關元件進行冷卻外，也用溫度傳感器。”

（柴油發電機組）

“溫度傳感器在柴油發電機組冷卻液系統和燃油系統中，均有應用：感應溫度控制器。”

（后備電池）

“與鋰電池一樣，溫度傳感器是必需，而且，電池BMS、電池芯內、電池芯外圍等結構都不同。”

3）IT及網絡設備

（交換機）

“監控交換機各個硬件，比如芯片溫度、扣板溫度等，都設置溫度傳感器，并取最高值就行了。”

（服務器）

“溫度監控對服務器很重要，應對不同環境、平衡機架密度、停電預防。機架外/室內溫度傳感器，非常適合檢測不同環境溫度，提供機架的特定溫度映射。機架內溫度傳感器，可以獲得CPU、GPU、入口、出口溫度的準確讀數。

（光纖通信設備）

“光纖溫度傳感器這種傳感裝置，利用部分物質吸光的光譜隨溫度變化而變化的原理，分析光纖傳輸的光譜，了解實時溫度。另外，不同通信設備上，也大量用到不同的溫度傳感器，譬如特普生研發的通信儲能CCS，通過激光焊接工藝，實現了把溫度傳感器與線束板的集成件。”

1-2.中游數據中心及云計算服務商如何用溫度傳感器

中游數據中心及云計算服務商所需溫控管理方案，主要有兩個方向：一個是這些數據中心所配置的全系列產品（上面圖文）所需要的溫度傳感器、產品及方案，一個是這些數據中心室內環境所需要的專用空調、液冷風冷設備所需要的溫度傳感器。

1）IDC運營商

譬如數據港、寶信軟件、優刻得、東方國信、美利云、浙大網新等廠商。“東數西算”工程強化能源配套機制，將降低 IDC 用電成本。鼓勵各地區結合布局導向， 探索優化能耗政策， 在區域范圍內探索跨省能耗和效益分擔共享合作，有望緩解存 在的能耗緊張情況，有利于 IDC 運營商及時、充分完成交付、滿足客戶需求， 提升收入規模。數據中心建設主體原則上為數據中心相關行業骨干企業。我們主要關注電信運營商、 有客戶優勢和先發優勢的IDC 營商。

2）三大運營商數據中心資源儲備規模業內領先， 截至 2021 年中報， 中國電信對外服務機架43 萬個，中國移動可用機架 37.2萬個，中國聯通機架數31萬個，在樞紐節點均有 所布局， 此外三大運營商顯著的云網融合、安全可靠優勢， 在數字經濟發展大背景下， 運營商均發力轉型信息通信服務商，我們判斷未來三大運營商會成為“東數西算”中重要的 參與力量。

中國電信表示，將繼續加大在國家樞紐節點的數據中心建設， 預計“十四五”末，“東數西算”八大樞紐節點數據中心規模占比達到 85%,同時，進一步優化東西部比例，使數據中心由現在的7:3調整至6:4。

中國移動表示，算力基礎設施方面，一是對接國家“東數西算”部署，深化頂層設計， 完善全網算力服務資源池、網絡互聯互通等規劃建設方案；二是強化全網算力資源的互聯 和統一調度，加快邊緣云建設部署；三是持續推進三朵云融合， 優先推動移動云、 IT 云底層架構、通用能力共享， 研究制定 IaaS 層整合的架構方案和部署策略。骨干傳輸網絡將依托“4+3+X”數據中心布局， 按需部署網絡節點、增設直連鏈路、調整組網架構， 實 現移動云中心節點間全互聯組網。

數據港、科華數據、奧飛數據等廠商與大型互聯網廠商深度合作定制數據中心，也有望通過合作參與到相關建設中。

3）電力設備提供商

譬如科士達、科華數據等。電力設備環節約占建設成本 55.6%，也直接受益數據中心建設拉動， 隨著數據中心集 約綠色建設要求提升，數據中心供電架構也推出高壓直流電源HVDC、巴拿馬電源等新 的供電技術方案，同時電力設備廠商也積極產業鏈延伸拓展至模塊化機柜領域，進一步提 升產品價值量。

4）云網融合提供商

譬如中國移動、中國電信、中國聯通、紫光 股份、 優刻得、深信服、首都在線、 青云科技等。

《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》中要求，對集群和城區內 部的數據中心進行一體化調度， 支持在公有云、行業云等領域開展多云管理服務， 加強多云之間、云和數據中心之間、云和網絡之間的一體化資源調度。云網融合、多云融合一體化趨勢下，智能調度管維領域存在機會。

5）IT 設備/光模塊

譬如服務器/交換機廠商中興通訊、紫光股份、星網銳捷等。光模塊廠商中際旭創、新易盛、 華工科技、光迅科技、 天孚通信、中瓷電子等。服務器、交換機、光模塊等環節拉動更多和數據中心實際上架情況相關，此次國家發 改委等部門同意啟動建設樞紐節點復函中明確要求數據中心平均上架率不低于 65%，在 數字經濟等帶動下，預計上架率也將穩步提升，帶動服務器、交換機、光模塊等環節增長。

6）自主可控與安全

譬如海量數據、 中科曙光、迪普科技、中興通訊、紫光股份等。《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》中要求，推動核心技術突 破，提升大數據全產業鏈自主創新能力；確保網絡數據安全，同步規劃、同步建設、同步 使用安全技術措施。

2、從IDC綠色轉型（降低PUE)角度說溫度傳感器在IDC數據中心的應用

通過高效的設備能夠有效降低各個環節的能耗水平(降低PUE) ： 

（IDC綠色轉型路徑(二)）

依據本文前面所述，上圖一目了然，各類高效集成產品（尤其高功率）、高效制冷/冷卻技術產品、高效IT技術、配電設備等等，無一例外，溫控方案必不可少，溫度傳感器應用非常廣泛。

其他自行發電及用電方式對比(定性+定量)：

（不同發電可行性分析(定性+定量)）

1）無論集中式光伏、分布式光伏，溫控方案必不可少，溫度傳感器應用非常廣泛。光伏上中游，針對單晶硅生產中冷卻水的流量和溫度如何可靠檢測的問題，就應用到了熱電偶等溫度監測產品。

光伏下游（氣象站），需要少量的氣象傳感器，如溫度傳感器、傾角傳感器等等，就能夠充分覆蓋氣象站的評估需求。

光伏下游（匯流箱），用得上NTC溫度傳感器，主要用于采集其運行狀態信息及其內部溫度信息發送給上位機，實現對光伏匯流箱運行狀態監控。

光伏下游（逆變器），面對室外溫差變化、潮濕度、暴風雨等惡劣環境，逆變器利用溫濕度傳感器來測量并且加以控制自身溫濕度，譬如逆變器內部出現溫度過高情況時，使逆變器停止運行或降額輸出，以保護設備的穩定運行。所以這個環節必不可少，這樣才能專業、有效的保證設備長期穩定運行。”

2）“溫度傳感器在儲能應用，主要有家庭及工商業儲能、通信儲能、電網級箱式儲能。”

特普生告訴研究員說，“我們2022年推出來儲能CCS電池模組溫度/電壓采集方案，用家庭/工商業儲能CCS、通信儲能CCS、箱式儲能CCS來解決對應不同儲能溫度采集問題。

CCS(Cells Contacting System)， 即線束板集成件、采集集成件、總成或線束隔離板。儲能CCS，安裝在電池包上，形成一套電池模組。”

用于IDC數據中心的儲能，一般是通信儲能、電網級箱式儲能。

（特普生提供“通信儲能CCS”圖稿）

3、從IDC能源產業鏈角度說溫度傳感器在IDC數據中心的應用

（IDC&能源產業鏈梳理）

“從IDC能源產業鏈角度說溫度傳感器，逆變器、儲能電池、風光儲系統集成、電源、儲能、溫控等，都用上了溫度傳感器”。大家可關注“溫度傳感器研究院”微信號。

3-1.逆變器用溫度傳感器更詳細內容：

參閱《逆變器與溫度傳感器》文章。

3-2.儲能電池用溫度傳感器更詳細內容：

參閱《鋰電池儲能與溫度傳感器｜應用》及其他電池系列文章。

3-3.風光儲系統集成用溫度傳感器更詳細內容：參閱《一篇入門光儲溫度傳感器｜新人資料》文章。

3-4.儲能用溫度傳感器更詳細內容，參閱電網級儲能、便攜式儲能、海外家庭儲能、通信儲能及其他儲能系列文章。

3-5.IDC用溫度傳感器，閱讀本期3篇系列文章。

3-6.電源、溫控兩大應用領域的溫度傳感器，“溫度傳感器研究院”微信號即將呈現。

4、溫度傳感器在IDC數據中心銷售渠道上的應用

溫度傳感器公司的銷售團隊，要判斷自己的產品優勢，符不符合上游基礎設施提供商、中游數據中心及云計算服務商等客戶需求，也要判斷有沒有團隊深耕細作于數據中心產業鏈，如果有，那就搭建“數據中心產業鏈銷售小組”，拓展這些涉足產業鏈上下游需求的公司。

最后，再次特別提醒的：

為IDC數據中心提供溫控設備與方案的公司，也是溫度傳感器的客戶。