最近，有两条消息将推动“未来十年最佳赛道”走向市场。

在日前举行的世界5g大会上，国家信息中心信息化与产业发展部部长表示，在国家数据中心集群的建设中，2022年将启动25个新项目，投资超过1900亿元。其中，对西部地区的投资比去年同期增长了6倍。在世界的另一个角落，美国总统乔·拜登正式签署了《芯片与科学法案》。

中国和美国正在全球计算能力峰值战中扮演各自的角色。美国煞费苦心地阻止中国的芯片产业，遏制中国计算能力的崛起。中国国家数据中心集群的规划由来已久，影响深远。国家花这么多钱加快数据中心建设有什么意义？建设数据中心还需要多少资源？未来哪些链接将受益最大？

1、 这是一场计算权力的战斗，这意味着国家权力

第二次世界大战期间，美国开发了世界上第一台电子计算机，将人类带入了一个新时代。这台计算机不是为编写ppt或玩游戏而设计的，而是由美国军方为弹道计算定制的。当时，人们花了两个小时来计算40点的轨迹，而这台机器只花了三秒。这是计算能力霸权的雏形。

今年3月，IDC、浪潮信息和清华大学全球产业研究院联合编写了《2021-2022年全球计算能力指数评估报告》，这从数量上揭示了当今“计算能力和国家能力”之间的基本关系：世界各国的计算能力规模与经济发展水平显著正相关。计算能力规模越大，经济发展水平越高；计算能力指数每增加1点，数字经济和GDP将分别增加3.5‰和1.8‰；美国和中国的计算能力指数分别为77和70点，是该国计算能力的领头羊，明显领先于其他国家。

在经济意义上，“计算能力”是挖掘无形金矿的铁铲。从人民福祉和国家利益的角度来看，从子弹、耳机、手机和个人电脑到汽车、互联网、人工智能、数据中心、超级计算机和太空火箭、“元宇宙”概念和中国48万亿元的数字经济，“计算能力”起着根本和核心作用。计算能力的薄弱甚至丧失主权意味着人们可以吃饭。

去年5月，国家提出了“从东向西计数”项目，该项目明确聚焦于8个国家计算能力中心，以推动国家数据中心集群和城市内部数据中心的建设。国家数据中心集群支持工业互联网、金融证券、灾害预警、远程医疗、视频通话和人工智能推理。作为计算能力的“边缘”，城市数据中心服务于金融市场的高频交易、虚拟现实/增强现实（VR/AR）、超高清视频、车联网、联网无人机、智能电力、智能工厂、智能安全等。

自从美国掌握了计算机和半导体的核心技术以来，它一直在尽力遏制其他国家计算能力的增长。去年4月，美国商务部将中国国家超级计算中心济南中心、深圳中心、无锡中心和郑州中心等中国超级计算实体列入“实体名单”。现在，《芯片与科学法案》想从源头上解决问题。对于一个和平崛起的中国来说，计算能力的崛起需要国内芯片的更换，更重要的是，需要一个能够承载计算能力的独立可控数据中心。

2、 提高计算能力：更多更强的数据中心

作为计算能力的主要载体，数据中心是一个服务器机房（物理场所），包含核心计算服务和基础设施，可用于存储和计算数据。做一个不恰当的类比，数据中心的数量就像汽车燃料发动机的气缸数量或新能源汽车的电池容量。

8月4日，《人民日报》报道了2022年中国计算大会上披露的一组数据：截至今年6月底，中国使用的数据中心机架总规模超过590万个标准机架，服务器规模约为2000万台，计算能力总规模超过150 eFLOP（每秒15000次浮点运算），排名世界第二。美国有多少数据中心？根据2021至2022年全球计算能力指数评估报告，全球约有600个超大规模数据中心，每个中心拥有5000多台服务器，其中约39%在美国，是中国的四倍，中国、日本、英国、德国和澳大利亚的服务器总数约占总数的30%。

人类生产和生活各个方面的网络化、数字化和智能化带来了数据爆炸。数据存储、云计算和人工智能算法直接推动了数据中心的持续建设。

相关数据显示，2018年全世界创建、捕获、复制和消费的数据总量为33zb（1zb相当于约1万亿GB）。2020年，这一数字将增至59zb，预计到2025年将达到难以想象的175zb。其中，中国的数据生成率比全球平均水平高出3%。预计到2025年，它将产生约48zb的数据，超过美国约30zb，成为最大的数据国。（1zb数据的概念是什么？假设每个比特是一磅硬币，大约3毫米（0.1英寸）厚。由一堆硬币组成的1zb将有2550光年高，可以让你600次到达最近的半人马座阿尔法星系。）

越来越多的数据流向数据中心，云计算将成为未来计算能力的主要来源。2019年，全球云数据中心的资本支出首次超过当地水平，并且仍以超过20%的复合年增长率增长。全球前五大云制造商的年度资本支出大部分投资于数据中心，通过自主开发服务器、创新网络结构和数据中心代理建设，预计将降低投资和运营成本。人工智能算法对计算能力需求的增长远远快于摩尔定律的发展速度。Openai的模型显示，自2010年以来，行业中最复杂的人工智能模型对计算能力的需求增加了100亿倍。人工智能训练模型的计算能力需求也随之增长。目前，80%的解决方案依靠并行计算和增加投资，10%依靠人工智能算法的进步，10%依赖芯片单元计算能力的进步。

总而言之，更多的数据和更复杂的算法需要更多的超级数据中心和更先进的自我控制设备。这包括采用先进制造工艺的数据中心芯片。它还需要像芯片一样的创新来帮助国产车在弯道上超车。它还需要服务器、交换机、温控技术等。据中国信息通信研究院估计，截至2021年底，中国核心计算产业规模超过1.5万亿元，相关产业规模超过8万亿元。其中，云计算市场规模超过3000亿元，互联网数据中心（服务器）市场规模超过1500亿元，人工智能核心产业规模超过4000亿元。

3、 光模块：展望800g/1.6T

光模块是数据中心运行的关键之一。其作用是在发送端将电信号转换为光信号，然后在通过光纤传输后在接收端将光信号转换为电信号。

据了解，随着元宇宙、云计算、人工智能和5g等新兴技术的崛起，对流量和数据传输的需求也在增长，通信运营商和云服务提供商的资本支出也在逐渐增加。目前，国内光模块企业已实现了10G、5g、40g、100g和400g传输速率的产品领域全产品布局。在下一代产品800g的布局上，许多国内厂商都比海外厂商推出得更快，并逐渐确立了先发优势。国产400/800g光模块即将进入批量生产的爆发期。

据业内人士称，数据中心（DC）是第一个开始向400g过渡的公司。400g已于2019年应用，并将于2023年成为主流。与此同时，公共电信网络也开始在网络边缘向400g过渡。在交通驱动方面，400g是未来五年光模块的主要增长点，复合增长率为44%。

目前主流市场10G光模块价格约为50元/片，40g光模块约为170元，100g光模块价约为300元，400g光模块批发价不到3500元。以上均按双模批发价计算（现货经销商询价）。因此，可以计算出2022年国内光模块市场规模约为689亿元，这是在800g光模块投入市场且价格较高的单模光模块（用于长途传输）未计算的前提下得出的结果。

数据中心的光学技术迭代通常先于交换机接口，行业期待800g/1.6T。以Broadcom为例，交换机容量通常每两年翻一番，因此光模块速度也需要每两年翻两番，才能在同一个1U面板上实现IO倍增。提高光模块带宽的主要方法是单通道波特率提高、多通道和高阶调制。由于光模块dspearbox功能的出现，光模块的单通道速率通常比电气端口SerDes提前一倍。展望未来，2023/2025年将分别增加800克和1.6吨