導(dǎo)讀:“新基建”對技術(shù)的急迫需求疊加美國在科技領(lǐng)域的“攔截”為我國技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了空間,這使我們看到了解決這些問題的希望與背后的投資機(jī)遇。
2016年4月,聯(lián)想集團(tuán)CEO楊元慶把數(shù)據(jù)中心獨(dú)立出來,成立數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)集團(tuán)(DCG)。楊元慶表示新的DCG將更快速、更靈敏、更有力地挑戰(zhàn)競爭對手,這一業(yè)務(wù)的利潤比PC還高。時間已經(jīng)過去四年多了,數(shù)據(jù)中心成功創(chuàng)下了連續(xù)虧損16個季度的記錄,與當(dāng)初設(shè)想相去甚遠(yuǎn)。
2018年8月1日下午,一群來自五金電鍍公司、鋁廠、裝修公司的人聚在了深圳市長豐工業(yè)園里,只為了一個目的——從容一電動公司討回欠款。容一電動成立于2003年,開始的時候老老實(shí)實(shí)地做五金制品、模具、機(jī)箱和微波電子元器件,過得還算滋潤。2014年,公司看到了充電樁市場的一片藍(lán)海,毅然決然地轉(zhuǎn)型做充電樁。四年過去,公司以欠款8225萬并申請破產(chǎn)收尾。
在“新基建”行業(yè)受挫的企業(yè)遠(yuǎn)非這兩家,其中與容一電動同期退出充電樁市場的企業(yè)就不下十家,包括曾經(jīng)的充電樁“第一股”富電綠能。
為何如此多家企業(yè)在沖向“新基建”藍(lán)海時,一頭扎在了沙灘上?
本文參考《新基建:全球大變局下的中國經(jīng)濟(jì)新引擎》一書,探討了5G、數(shù)據(jù)中心、人工智能和充電樁等“新基建”項目各自頭疼的難題。
01、昂貴的5G基站
5G好用,這是共識。高網(wǎng)速、低延時和高額連接設(shè)備數(shù),哪一點(diǎn)都比現(xiàn)在的4G香得多(參見文章:5G之爭),但要普及5G并不容易,其中最難的問題是基站的成本。
第一大成本是建設(shè)費(fèi)用。
5G基站建設(shè)費(fèi)用有多高?中國移動董事長楊杰2019年10月30日在中國信息通信業(yè)發(fā)展高層論壇上表示“前期每個5G基站投入成本是4G的3倍左右。”
不僅單個成本高,5G基站對數(shù)量的要求也高。簡單說一下原理,我國5G宏基站建設(shè)主要采用Sub-6GHz,頻率遠(yuǎn)高于4G。電磁波的頻率越高,傳輸距離越短,因此,5G基站的覆蓋范圍也小于4G。具體而言,4G基站覆蓋面積在1000m左右,5G根據(jù)技術(shù)和場景要求的不同分布在100m到300m的范圍。要達(dá)到4G的覆蓋面積,5G基站需數(shù)倍才可以。
具體需要多少基站?在2018年的世界光纖光纜大會上,中國工程院院士鄔賀銓表示5G 基站數(shù)將是 4G 的四到五倍。根據(jù)工信部公布的數(shù)據(jù),截止2019年底,4G基站總數(shù)為544萬個,用戶滲透率為80%。按比例估算,需要數(shù)千萬個5G基站才能達(dá)到目前的覆蓋范圍。前工信部部長李毅中也驗證了這一猜想,他表示未來七到八年要拿1.2萬億到1.7萬億做基站建設(shè),建設(shè)的數(shù)量將達(dá)到上千萬個。而截至今年6月6日,5G牌照發(fā)放過了整整一年,中國5G基站數(shù)約25萬個,預(yù)計今年年底將有60萬個,距離基本覆蓋還有較大差距。
5G基站建設(shè)完就可以松一口氣了嗎?也不是,養(yǎng)基站也非常燒錢。根據(jù)中國鐵塔的報告,華為、中興、大唐的5G基站單系統(tǒng)的典型功耗分別為3500W、3255W、4940W,而一般4G的單系統(tǒng)功耗僅為1300W,這使得每個5G基站月度電費(fèi)約為4G的四倍,在大概五千人民幣。
高額的成本除了使得運(yùn)營商不堪負(fù)重,更重要的是使得基于5G的市場難以形成。
舉個例子。在2008年3G剛興起時,快速定位功能已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn),然而為何該功能的普及使用卻是在2015年?一方面是因為2013年之前智能手機(jī)還是新潮品,大部分人用不起也沒必要;另一方面,移動設(shè)備的流量包價格高昂,消費(fèi)者也吃不消。
這一情況持續(xù)了數(shù)年,直到2013年到2015年發(fā)生了兩個關(guān)鍵改變:一是智能手機(jī)成本驟降,技術(shù)逐步成熟。在此期間,智能手機(jī)的價格下降到大眾可以接受的水平,大眾機(jī)型的功能也成熟到足以支持市面上常用的APP。二是網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)下降。2013年最早一批的4G套餐費(fèi)用1G是138元,而根據(jù)中國信通院發(fā)布的《2019年中國寬帶資費(fèi)水平報告》,2019年第四季度,我國移動數(shù)據(jù)流量平均資費(fèi)已降到5元/GB。隨著成本的降低,智能手機(jī)得以在小城市以及廣大農(nóng)村普及,網(wǎng)約車、外賣平臺為代表的基于“快速定位”的運(yùn)用才得以流行。
4G網(wǎng)絡(luò)在2016年后才大規(guī)模普及

2013年廣東移動的首款“昂貴”的4G套餐

圖片來源:中關(guān)村在線
如今,5G基站也面臨著類似“快速定位”的市場成型問題。根據(jù)ITU(國際電信聯(lián)盟)的愿景,5G將主要應(yīng)用于三大場景:eMBB(增強(qiáng)移動寬帶)、mMTC(大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng))、URLLC(超高可靠與低時延通信)。無一例外,這些場景需要在5G成本大幅下降的情況下才能夠普及。
為高成本而煩惱的不僅是5G,數(shù)據(jù)中心和充電樁也面臨類似的困境。
我們先說說數(shù)據(jù)中心。
02、數(shù)據(jù)中心的兩座大山
成本和市場成型的問題也讓數(shù)據(jù)中心頭疼不已。
第一還還得說成本,這里的成本主要是電力成本,數(shù)據(jù)中心是名副其實(shí)的“電老虎”。
2019年底,我國數(shù)據(jù)中心機(jī)架有227萬個,其耗電量相當(dāng)于1.5個上海市耗電量或1.6個三峽發(fā)電站的發(fā)電量。以第三方數(shù)據(jù)中心廠商光環(huán)新網(wǎng)為例,數(shù)據(jù)中心2018、2019年分別有46.8%、44.8%的支出是在電費(fèi)上*。
注:數(shù)據(jù)來源于光環(huán)新網(wǎng)2018、2019年年報
決定電耗成本關(guān)鍵因素是溫度。數(shù)據(jù)中心的半導(dǎo)體器件在工作時會產(chǎn)生大量的熱量,如果沒有及時把熱散走,就會使集成電路和晶體管等半導(dǎo)體器件形成結(jié)晶,這種結(jié)晶會影響計算機(jī)性能和可靠性。室溫每增加10℃,其可靠性約下降25%,當(dāng)器件周圍的環(huán)境大約超過60℃時,就將引起計算機(jī)發(fā)生故障。為了保證機(jī)房溫度正常,數(shù)據(jù)中心需要使用散熱系統(tǒng)(常用的有風(fēng)冷系統(tǒng)、液冷系統(tǒng)、蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)或封閉冷卻系統(tǒng)等系統(tǒng))。這些系統(tǒng)各有優(yōu)劣,但無一例外都將耗費(fèi)大量電能。目前,全國數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.6,這意味著設(shè)備制冷等額外耗能是IT設(shè)備耗能的60%。
注:PUE為耗能衡量標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設(shè)備能耗,其中數(shù)據(jù)中心總能耗包括IT設(shè)備能耗和制冷、配電等系統(tǒng)的能耗,其值大于1,越接近1表明非IT設(shè)備耗能越少,即能效水平越好。
為了減少降溫能耗,低溫多雨的地區(qū)成為數(shù)據(jù)中心建立的首選。例如蘋果系統(tǒng)的云端服務(wù)iCloud,就是由貴州信息園的云上貴州運(yùn)營的(該地區(qū)數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.3),微軟甚至嘗試把大數(shù)據(jù)中心建在了海底。
數(shù)據(jù)中心機(jī)架數(shù),萬個

數(shù)據(jù)來源:電子信息發(fā)展研究院 恒大研究院
微軟公司2015年8月進(jìn)行利昂娜·菲爾波特水下數(shù)據(jù)中心實(shí)驗

圖片來源:人民日報
云上貴州成為了iCloud的數(shù)據(jù)運(yùn)營商

再說第二難——無法形成交易市場。
“健全勞動、資本、土地、知識、技術(shù)、管理、數(shù)據(jù)等生產(chǎn)要素由市場評價貢獻(xiàn)、按貢獻(xiàn)決定報酬的機(jī)制。”
——黨的十九屆四中全會《決定》
在2019年10月28日黨的十九屆四中全會中,數(shù)據(jù)首次作為一種新型生產(chǎn)要素寫入文件中。
然而,數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)要素有其復(fù)雜性——它的可復(fù)制性帶來的非排他性和非競爭性使之擁有公共物品的性質(zhì)。公共物品最好的提供方是政府,但主要的數(shù)據(jù)掌握在為用戶提供服務(wù)的私企手里,這使得政府無法建立一個大規(guī)模的數(shù)據(jù)公共品。于是,對于數(shù)據(jù)使用者而言,“搭便車”的收益要遠(yuǎn)高于自建數(shù)據(jù)庫,因此,擁有數(shù)據(jù)的主體為了防止被“搭便車”便選擇不讓自己擁有的數(shù)據(jù)流入市場。目前,數(shù)據(jù)中心主要為公司內(nèi)部(如華為、阿里、微軟等)服務(wù),沒有形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交易市場。
數(shù)據(jù)市場缺失的結(jié)果是人工智能的發(fā)展受到限制。本次人工智能興起的基石源于兩方面的突破,一是運(yùn)算能力的大幅提升,二就是流行的大數(shù)據(jù)提供了訓(xùn)練AI的原材料。2016年3月15日,“阿爾法狗”戰(zhàn)勝李世石這一事件引起一時轟動。它的原理是通過訓(xùn)練三千萬局圍棋的復(fù)盤結(jié)果和超高速運(yùn)算以做出決策??梢哉f沒有這三千萬局的復(fù)盤數(shù)據(jù)就不會有如今的“阿爾法狗”。如果數(shù)據(jù)無法形成共享市場,人工智能所能訓(xùn)練的數(shù)據(jù)量將受限,從而影響人工智能的發(fā)展。
人工智能發(fā)展史

圖片來源:王喜文 A BIG 新基建主題演講PPT
同樣,充電樁也有它的難處。
03、充電樁:賠錢的買賣
容一電動如果能在沖入充電樁行業(yè)前多做做調(diào)研,或許它也不會破產(chǎn)。
在容一電動破產(chǎn)的兩年后的今天,充電樁仍有諸多問題未能解決。第一大問題是使用率上不去。根據(jù)中國充電聯(lián)盟披露,我國公共充電樁直流電和交流電類型比例為58%、42%。以直流樁為例,成本約為0.5元/瓦,交流電樁也差不多,實(shí)現(xiàn)盈虧平衡的充電利用率應(yīng)在8%到10%。根據(jù)上海充換電設(shè)施公共數(shù)據(jù)采集與檢測市級平臺統(tǒng)計,各類充電樁利用率均未達(dá)到盈虧平衡點(diǎn)。
總體上,充電樁還在虧錢

除了使用率,充電樁還有效率問題。《2019北京市新能源汽車充電行為報告》顯示,新能源汽車平均每次充電量為容量的50%到80%,單筆公共快充時間為1.32小時、慢充為5.09小時,這還不包括排隊等待的時間。與汽油車即加即用相比,這一時間的占用使得電動車的使用效率大幅降低,單從這一點(diǎn)看,電動車的折舊遠(yuǎn)高于汽油車。
不但充電麻煩,充滿還會涉及到安全問題——電池在高SOC(State Of Charge,即電荷狀態(tài),用以反映電池的剩余容量)狀態(tài)下安全性會變差。根據(jù)新能源汽車國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟披露,在著火事故車輛中,處于充電狀態(tài)與充滿電后靜置狀態(tài)占38%、24%,SOC在90%以上的事故占比45%。
SOC越高,越容易著火

充電樁面臨的主要問題

窮則變,變則通。解決“新基建”瓶頸問題的嘗試一直都沒有中斷過。
04、“新基建”瓶頸的突破
先說讓5G基站、數(shù)據(jù)中心與充電樁腦殼疼的電力成本問題。
以特高壓為代表的降低用電成本的基建項目在持續(xù)推進(jìn)中。目前,我國風(fēng)電、光伏發(fā)電成本分別為0.4元/千瓦時、0.5元/千瓦時左右,根據(jù)《中國2050年光伏發(fā)展展望》報告,預(yù)計到2025年光伏新增裝機(jī)發(fā)電成本均可降至0.3元/千瓦時以下。
能讓5G基站維護(hù)成本下降的除了降電費(fèi)還有科技創(chuàng)新。日本有一家企業(yè)叫做羅姆半導(dǎo)體集團(tuán),它研發(fā)的一種半導(dǎo)體能讓5G基站的耗電量減少一半*。數(shù)據(jù)可隨意復(fù)制和無法追蹤的難題有望通過區(qū)塊鏈技術(shù)解決。
*注:資料來源于王喜文博士《ABIG新基建》演講
在5G得到充分發(fā)展后,基于5G的運(yùn)用場景或?qū)⒔鉀Q部分充電樁的難題。一種設(shè)想是自動泊車技術(shù)普及可以減少預(yù)留空間(不需要留出開門和容錯的空間),這將使得目前兩個停車位能夠容納三輛汽車;物聯(lián)網(wǎng)的普及能夠?qū)崟r監(jiān)測公共充電樁的故障,提高使用效能。
05、寫在最后
目前,“新基建”對技術(shù)的急迫需求疊加美國在科技領(lǐng)域的“攔截”為我國技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了空間,這使我們看到了解決這些問題的希望與背后的投資機(jī)遇。但另一方面,“新基建”還處于方興未艾的階段,正如上文所提到的,許多技術(shù)瓶頸未突破、運(yùn)營成本居高不下、市場規(guī)模效應(yīng)還未形成。
投資需謹(jǐn)慎,第一個吃螃蟹的人成了勇士,而首次創(chuàng)建共享單車的ofo已經(jīng)消失在了街頭巷尾。
參考資料:
中信出版社 任澤平 馬家進(jìn) 連一席 《新基建:全球大變局下的中國經(jīng)濟(jì)新引擎》
證券日報 《5G商用一周年成績單:基站建設(shè)、用戶數(shù)量跑出“5G加速度“》
企業(yè)網(wǎng) 《數(shù)據(jù)中心散熱技術(shù)漫談》
科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2017年21期 《±800kV特高壓直流輸電和1000kV特高壓交流輸電在長距離電力傳輸中的應(yīng)用》
趙國棟 3C會議 《新基建、新模式、新生態(tài)》
郭曉希 3C會議《新基建方興未艾》
電新鄧永康團(tuán)隊《特高壓專題一:天塹變通途,送電達(dá)四方》