最近，有兩條消息將推動“未來十年最佳賽道”走向市場。
在日前舉行的世界5g大會上，國家信息中心信息化與產業發展部部長表示，在國家數據中心集群的建設中，2022年將啟動25個新項目，投資超過1900億元。其中，對西部地區的投資比去年同期增長了6倍。在世界的另一個角落，美國總統喬·拜登正式簽署了《芯片與科學法案》。
中國和美國正在全球計算能力峰值戰中扮演各自的角色。美國煞費苦心地阻止中國的芯片產業，遏制中國計算能力的崛起。中國國家數據中心集群的規劃由來已久，影響深遠。國家花這么多錢加快數據中心建設有什么意義？建設數據中心還需要多少資源？未來哪些鏈接將受益最大？
1、 這是一場計算權力的戰斗，這意味著國家權力
第二次世界大戰期間，美國開發了世界上第一臺電子計算機，將人類帶入了一個新時代。這臺計算機不是為編寫ppt或玩游戲而設計的，而是由美國軍方為彈道計算定制的。當時，人們花了兩個小時來計算40點的軌跡，而這臺機器只花了三秒。這是計算能力霸權的雛形。
今年3月，IDC、浪潮信息和清華大學全球產業研究院聯合編寫了《2021-2022年全球計算能力指數評估報告》，這從數量上揭示了當今“計算能力和國家能力”之間的基本關系：世界各國的計算能力規模與經濟發展水平顯著正相關。計算能力規模越大，經濟發展水平越高；計算能力指數每增加1點，數字經濟和GDP將分別增加3.5‰和1.8‰；美國和中國的計算能力指數分別為77和70點，是該國計算能力的領頭羊，明顯領先于其他國家。
在經濟意義上，“計算能力”是挖掘無形金礦的鐵鏟。從人民福祉和國家利益的角度來看，從子彈、耳機、手機和個人電腦到汽車、互聯網、人工智能、數據中心、超級計算機和太空火箭、“元宇宙”概念和中國48萬億元的數字經濟，“計算能力”起著根本和核心作用。計算能力的薄弱甚至喪失主權意味著人們可以吃飯。
去年5月，國家提出了“從東向西計數”項目，該項目明確聚焦于8個國家計算能力中心，以推動國家數據中心集群和城市內部數據中心的建設。國家數據中心集群支持工業互聯網、金融證券、災害預警、遠程醫療、視頻通話和人工智能推理。作為計算能力的“邊緣”，城市數據中心服務于金融市場的高頻交易、虛擬現實/增強現實（VR/AR）、超高清視頻、車聯網、聯網無人機、智能電力、智能工廠、智能安全等。
自從美國掌握了計算機和半導體的核心技術以來，它一直在盡力遏制其他國家計算能力的增長。去年4月，美國商務部將中國國家超級計算中心濟南中心、深圳中心、無錫中心和鄭州中心等中國超級計算實體列入“實體名單”。現在，《芯片與科學法案》想從源頭上解決問題。對于一個和平崛起的中國來說，計算能力的崛起需要國內芯片的更換，更重要的是，需要一個能夠承載計算能力的獨立可控數據中心。
2、 提高計算能力：更多更強的數據中心
作為計算能力的主要載體，數據中心是一個服務器機房（物理場所），包含核心計算服務和基礎設施，可用于存儲和計算數據。做一個不恰當的類比，數據中心的數量就像汽車燃料發動機的氣缸數量或新能源汽車的電池容量。
8月4日，《人民日報》報道了2022年中國計算大會上披露的一組數據：截至今年6月底，中國使用的數據中心機架總規模超過590萬個標準機架，服務器規模約為2000萬臺，計算能力總規模超過150 eFLOP（每秒15000次浮點運算），排名世界第二。美國有多少數據中心？根據2021至2022年全球計算能力指數評估報告，全球約有600個超大規模數據中心，每個中心擁有5000多臺服務器，其中約39%在美國，是中國的四倍，中國、日本、英國、德國和澳大利亞的服務器總數約占總數的30%。
人類生產和生活各個方面的網絡化、數字化和智能化帶來了數據爆炸。數據存儲、云計算和人工智能算法直接推動了數據中心的持續建設。
相關數據顯示，2018年全世界創建、捕獲、復制和消費的數據總量為33zb（1zb相當于約1萬億GB）。2020年，這一數字將增至59zb，預計到2025年將達到難以想象的175zb。其中，中國的數據生成率比全球平均水平高出3%。預計到2025年，它將產生約48zb的數據，超過美國約30zb，成為最大的數據國。（1zb數據的概念是什么？假設每個比特是一磅硬幣，大約3毫米（0.1英寸）厚。由一堆硬幣組成的1zb將有2550光年高，可以讓你600次到達最近的半人馬座阿爾法星系。）
越來越多的數據流向數據中心，云計算將成為未來計算能力的主要來源。2019年，全球云數據中心的資本支出首次超過當地水平，并且仍以超過20%的復合年增長率增長。全球前五大云制造商的年度資本支出大部分投資于數據中心，通過自主開發服務器、創新網絡結構和數據中心代理建設，預計將降低投資和運營成本。人工智能算法對計算能力需求的增長遠遠快于摩爾定律的發展速度。Openai的模型顯示，自2010年以來，行業中最復雜的人工智能模型對計算能力的需求增加了100億倍。人工智能訓練模型的計算能力需求也隨之增長。目前，80%的解決方案依靠并行計算和增加投資，10%依靠人工智能算法的進步，10%依賴芯片單元計算能力的進步。
總而言之，更多的數據和更復雜的算法需要更多的超級數據中心和更先進的自我控制設備。這包括采用先進制造工藝的數據中心芯片。它還需要像芯片一樣的創新來幫助國產車在彎道上超車。它還需要服務器、交換機、溫控技術等。據中國信息通信研究院估計，截至2021年底，中國核心計算產業規模超過1.5萬億元，相關產業規模超過8萬億元。其中，云計算市場規模超過3000億元，互聯網數據中心（服務器）市場規模超過1500億元，人工智能核心產業規模超過4000億元。
3、 光模塊：展望800g/1.6T
光模塊是數據中心運行的關鍵之一。其作用是在發送端將電信號轉換為光信號，然后在通過光纖傳輸后在接收端將光信號轉換為電信號。
據了解，隨著元宇宙、云計算、人工智能和5g等新興技術的崛起，對流量和數據傳輸的需求也在增長，通信運營商和云服務提供商的資本支出也在逐漸增加。目前，國內光模塊企業已實現了10G、5g、40g、100g和400g傳輸速率的產品領域全產品布局。在下一代產品800g的布局上，許多國內廠商都比海外廠商推出得更快，并逐漸確立了先發優勢。國產400/800g光模塊即將進入批量生產的爆發期。
據業內人士稱，數據中心（DC）是第一個開始向400g過渡的公司。400g已于2019年應用，并將于2023年成為主流。與此同時，公共電信網絡也開始在網絡邊緣向400g過渡。在交通驅動方面，400g是未來五年光模塊的主要增長點，復合增長率為44%。
目前主流市場10G光模塊價格約為50元/片，40g光模塊約為170元，100g光模塊價約為300元，400g光模塊批發價不到3500元。以上均按雙模批發價計算（現貨經銷商詢價）。因此，可以計算出2022年國內光模塊市場規模約為689億元，這是在800g光模塊投入市場且價格較高的單模光模塊（用于長途傳輸）未計算的前提下得出的結果。
數據中心的光學技術迭代通常先于交換機接口，行業期待800g/1.6T。以Broadcom為例，交換機容量通常每兩年翻一番，因此光模塊速度也需要每兩年翻兩番，才能在同一個1U面板上實現IO倍增。提高光模塊帶寬的主要方法是單通道波特率提高、多通道和高階調制。由于光模塊dspearbox功能的出現，光模塊的單通道速率通常比電氣端口SerDes提前一倍。展望未來，2023/2025年將分別增加800克和1.6噸
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