中国智算中心（AIDC）产业发展白皮书（2024年）-华信咨询

中国智算中心（AIDC）产业 发展白皮书 （2024年） 中国通服数字基建产业研究院 2024年9月 中国通服数字基建产业研究院简介: 中国通服数字基建产业研究院为中国通信服务股份有限公司（简称中国通信服务）设立的以华信咨询设计研究院有限公司为载体的集团级专业研究机构。 中国通信服务抢抓“东数西算”战略机遇，把握政企客户扩大数字信息基础设施建设发展空间，聚焦数据中心、5G、工业互联网等重点领域，坚持科创驱动、以创新产品与服务为特色，通过数字基建产业研究院加强技术赋能，以“市场洞察引能、创新产品赋能、领军人才显能、品牌生态聚能”四能驱动，打造“咨询设计+总包+集成+运维”多专业融合，多区域联动优势，提供全专业、一体化、全生命周期的绿色低碳数字基建专业化服务，构建本地行业生态，力争成为数字基建建设主力军。 联系人：唐汝林 18758258303 tangrulin.hx@chinaccs.cn 编委会 顾问：朱东照、章建聪、叶向阳、陆皞、金敏玉主编：唐汝林 编委（按姓氏拼音排序）：柴士恒、高景、洪亮、江玉彬、李菲菲、倪玮、苏义成、孙平、施晨霞、汪悦、唐礼通、王德智、项淼琴、邢娜娜、肖后强、余沐阳、袁兰兰、俞佳炀、燕晓颖、周嘉怡、张杰、庄骏炜 版权申明 本白皮书版权属于华信咨询设计研究院，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明“来源：华信咨询设计研究院”。违反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。 前言 随着通用人工智能技术在全球范围内的突破，国内智算中心产业进入新的发展纪元。相较于传统数据中心的近期低迷表现，智算中心 （AIDC）显现出蓬勃的发展潜力。在中美博弈、AI+、“东数西算”、信创替代等多元要素影响下，智算中心产业发展面临诸多机遇和挑战，在新的智能经济时代下显现出新的基建特征。在此背景下，立足智算中心的本质内涵，围绕全国产业供需走势，聚焦产业投资、建设及运营模式，中国通服数字基建产业研究院发布《中国智算中心（AIDC）产业发展白皮书（2024年）》，作为数字基建系列白皮书的第二本。全文研究主要观点如下： 博弈-中美围绕智算领域的博弈将持续升级和演进：在中美博弈 下，既要认识到全面国产化短期内难实现，也要坚定推进国产化适配转型。今年以来美国打压限制将上升到新水平，中国对自主可控替代的政策支持力度也将达到空前水平。目前国内呈现类华为和类CUDA两大类自主研发路线齐头并进的局面。 趋势-国内智算中心未来5年迎来发展窗口期：美国AI及智算中 心产业历时30年发展，预计2028年进入成熟期，期间产业收入规模复合增速不低于15%；国内智算中心产业目前处于高速增长期，按照当前供需趋势顺延，预计到2030年才能基本上供需平衡，预计至少 2030年之后才会进入成熟期，年复合增速预计不低于30%。从头部芯片供应商英伟达业绩表现来看，收入支柱转为数据中心，存货与应收账款占比等指标大幅下降、推理占比40%且不断扩大等指标均预示着市场需求潜力巨大。 空间-智算中心未来3年资源增量投资空间预计超5000亿元：据 不完全统计，未来3年全国在建及拟建智算中心资源规模至少为截止 2023年底投产规模的五倍，增量算力规模约770EFLOPS（FP16），折 合市场投资超5000亿元。 转型-智算中心与数据中心的互补性关系大于替代性：智算是IDC业务的延伸，是云业务的升级，互补性强于替代性，属于增量市场。需关注数据中心、云中心、智算中心的三角关系，推进智算业务与IDC业务、云业务的融合发展，强化云服务能力提升和算柜、算网、算安 的协同发展。 业务-算力调度、数据服务、模型部署成为重要业务形态:相较 数据中心，智算中心的业务形态更多样、营收潜力更大。除算网租赁基础业务外，围绕算力的调度管理服务、围绕数据的标注交易服务、围绕大模型的平台运营服务将成为重要新业务，相关客群及产业生态也将日益壮大。 需求-当前智算中心市场有泡沫但未偏离价值需求：受限于当前 AI应用生态的薄弱性，AI基础设施的投产比不够理想，但整体市场的价值需求仍真实存在。一方面训练投入的热情持续高涨，智算机柜租赁和英伟达算力租赁总体上仍供不应求，华北和华东区域近日涌现出近1000MW的算力集群商机；以大模型为代表的互联网客户对英伟达芯片需求持续上涨，金融、政府公安、制造、交通等领域对国产芯片有刚性需求；另一方面应用推理的进程不断加速，带动算力分布式部署需求，C和B端应用有望双向发展，智驾、云游戏、生物制药、城市设施更新、具身智能（人形机器人）等领域将成为可预见的高价值应用领域。 投资-智算中心是投资密度高、结构复杂的“AICT”类基础设施： 智算中心投资以IT设施为主，机房基础设施投资占比不足两成。相较数据中心，同等算力规模下，总功率和面积缩小至1/3,单位面积的投资密度提升25%；新一代芯片和液冷技术的采用会进一步提升单位面积的投资密度。 建设-算电协同和建筑形态立体化是智算中心两大建设变化：选 址应重点关注枢纽节点集群和绿电富集区域，积极推动采用微电网、 直供、绿电交易、能源循环等多元化形式满足“算电协同”需求。转变传统数据中心分层平铺式架构，为满足组网距离和单机柜功率要求， 推进研究以IT设备为核、配套环围的智算中心立体辐射式架构，配 套/IT空间比由原先的1:2转变为2（3）:1。为满足高弹性、短周期需求，积极采用全模块、半模块的建设模式。组网架构设计对于集群能力建设至关重要，IB/RoCE是群内互联主要选型，群间互联需求仍待酝酿。 运营-智算中心的可持续运营更需要生态圈：国内智算中心总体 处于相对粗放的发展初期，商业价值闭环不够成熟、生态体系不够健全。政府和央企直接参与智算投资使得业态更加多元，合作运营模式成为重要选项；借助资源互换、能力集成、生态整合等方式，能够有效推动项目落地和产业生根，助力企业利益和区域经济发展实现双赢。 产业链-智算中心产业链玩家更丰富更激进：政府-顶层统筹区域 资源布局和建设标准，三四线地市政府需关注已建智算资源的消纳盘活；运营商-加快推动传统数据中心和云业务向智算中心业务转型，并依托全面合作，积极充当区域智能经济发展的主要赋能者；专业服务商-围绕产业链和供应链，强化关键技术的创新引领，积极打造行业服务平台，推动平台型智能服务模式的创新。跨界服务商（央国企 为主体）-依托内部生态、行业数据、基建经验、新能源等融合优势，响应国家东数西算号召，抢先布局战略区域，差异化打造绿色安全、行业专属的智算中心。 目录 前言IV 一、智算中心内涵界定1 (一)算力内涵1 1.算力概念及分类1 2.算力的供应载体2 (二)智算中心内涵3 二、国内AI及智算中心产业概述6 (一)AI技术演进下看智算6 1.产业形态6 2.产业技术11 3.应用场景16 (二)AI政策演进下看智算23 1.国家层面的AI专项政策23 2.省市层面的AI实施政策26 (三)龙头企业演进下看智算29 1.英伟达历年营收情况29 2.从英伟达年报看智算31 三、国内智算中心产业链分析34 (一)国内智算中心产业链视图34 (二)智算中心与数据中心产业链对比分析39 (三)中美博弈对中国智算产业的影响41 1.中美博弈在智算产业方面的发展趋势41 2.美国科技封锁对中国智算产业的影响43 3.芯片禁令下智算企业相关方应对启示45 四、国内智算中心供需分析47 (一)国内智算中心需求场景分析47 1.需求分布趋势47 2.实际调研反馈53 (二)国内智算中心需求测算55 1.从供给量级来看55 2.从产业内需来看55 (三)国内智算中心供给现状56 1.市场供给现状56 2.建设体量分布57 3.建设区域分布57 4.国产化渗透58 5.主要建设模式60 (四)国内智算中心供需研判60 1.供需匹配度分析60 2.产业周期性研判61 五、国内智算中心建设方案分析66 (一)智算中心建设布局分析66 1.布局原则66 2.布局模型68 3.实践案例69 (二)智算中心建设标准分析72 1.数据中心与智算中心建设标准对比分析72 2.传统云资源池与智算资源池对比分析76 3.传统模式与模块化建设模式对比分析79 4.5KW、8KW等传统数据中心智算化改造方案82 5.数据中心与智算中心建设形态展望83 6.智算中心芯片选型90 (三)智算中心建设成本分析95 六、国内智算中心运营模式分析100 (一)智算中心总体运营现状100 (二)智算中心业务模式分析101 1.业务运营模式101 2.合作运营模式102 (三)智算中心定价模式分析105 (四)智算中心盈利评估分析106 1.收入106 2.成本107 3.测算指标108 七、国内智算中心产业发展启示109 图目录 图1国内外智算中心（AIDC）定义对比4 图2智算中心（AIDC）技术架构5 图3AI发展进入新纪元8 图42016年与2023年6月中国算力结构对比9 图5我国AI芯片市场规模占比9 图6计算力指数与GDP回归分析趋势10 图7大模型技术简化AI技术流程13 图8新兴业态带动算力需求增长14 图9全球、中、美人工智能文献发表细分学科分布16 图10大模型重造产业格局17 图11IDC《2021年AI算力报告》预测训练推理算力占比18 图12中国训练推理算力占比18 图13国内外头部车企训练智算体量对比23 图14英伟达2020-2024财年营业收入与增速30 图15英伟达2024财年各业务板块收入占比31 图16英伟达2022-2024财年各业务板块收入及占比32 图17英伟达20Q4-23Q4经营指标情况34 图18人工智能产业链视图35 图19智算中心产业链视图36 图20AI芯片产业链视图37 图21智算中心产业链图谱39 图222021年我国各行业算力应用占比48 图232023年我国各行业智能算力采购需求增速预测49 图24中国大模型发布地图51 图25大模型技术发展带动模型参数规模演进52 图26大模型应用孵化期53 图27我国智算中心建设城市分布情况58 图28我国智算中心建设枢纽分布情况58 图29智算供需曲线预测图（2022-2030年）61 图30美国人工智能产业发展周期62 图31我国智算中心产业发展生命周期64 图32数字设施“金三角”65 图33选址指标建议68 图34UPS内置双排机柜示意图80 图35UPS外置双排机柜示意图81 图36数据中心独立集装箱示例81 图37示例：华为FUSIONDC1000A-40FT-IT-2N82 图39数据中心标准层平面布置示例（机电：机柜=1:2）84 图40智算中心标准层平面布置示例（机电：机柜=3:1）85 图41芯片形态演进图86 图42建设成本测算要素96 图43建设成本测算逻辑97 图44智算中心成本模型108 图45智算中心主要技术经济评估指标108 表目录 表1算力分类及特点1 表2生成式AI与分析式AI的差异8 表32022年中美智算规模指标对比10 表4未来5年中国AI子市场复合增速21 表5中美高访问量AI应用简览21 表6我国人工智能政策概览24 表7重点省市有关部门人工智能产业相关政策27 表8IDC产业链与智算产业链对比表40 表9国内两大类智算需求企业49 表102022年中美智算规模指标对比55 表112022~2025年中美智算供需数据56 表12全国已投运及规划建设的智算中心（部分）59 表13选址模型及参数69 表14数据中心楼层功能设计及参数示例84 表15智算中心楼层功能设计及参数示例85 表16华信智算中心典型设计案例87 表17国内外主流CPU/GPU服务器对比表90 表18300P同等算力情况下98 表19新建数据中心测算表98 表20改造智算中心测算表99 表21新建智算中心测算表99 表22资源共建典型案例103 表23平台共赢典型案例103 表24价值共创典型案例104 表25全国重点区域智算定价区间106 表26智算中心收