一、前言
預製化與模組化資料中心(Prefabricated and Modular Data Centers,以下簡稱模組化資料中心),近年來已成為資料中心產業的重要創新方向。其核心概念是將 IT 系統、電力與冷卻等關鍵設施整合為標準化模組,並於工廠內預先製造與完成測試,再運至建置地點進行快速組裝。相較於傳統資料中心需長達 12 至 24 個月才能完成建置,且在初期往往難以達成能源與冷卻效率最佳化,模組化資料中心不僅能在約 8 個月內完成部署,還能透過出廠前的完整測試確保其運作可靠度與效率。(兩類資料中心比較請參閱圖一。)
在數位轉型與永續發展要求等因素之推動下,模組化資料中心正逐漸成為不可或缺的基礎設施。根據 BIS Research 的市場預測,2024年模組化資料中心市場規模為 42億美元,預計2034年將成長至 178億美元,年均複合成長率(CAGR)約為 15.4%。以下將針對其分類與市場動態進行介紹。
二、類型
模組化資料中心依其型式,主要可分為貨櫃式資料中心(Containerized Data Center)、整合式模組化資料中心(All-in-One Modular Data Center)、橇載式資料中心(Skid-Mounted Data Center)、獨立模組(Individual Module)等四大類。以下分別說明:
(一) 貨櫃式資料中心(Containerized Data Center)
這類資料中心以標準貨櫃為載體,將伺服器、儲存、網路、電力與冷卻設備整合其中。其主要特色為具備快速部署能力,能透過海陸運輸至任何場域並迅速啟用,適合邊緣運算、災害復原、臨時部署等運算需求。2019 年美國Vertiv 以貨櫃式資料中心支援奈及利亞與迦納的西非海底纜線系統建設,並於六個月內完成交付;2024年,英國 Mavin 公司宣布將於英國威爾斯(Wales)的鐵道測試中心(Global Centre of Rail Excellence, GCRE)部署其貨櫃式資料中心,以支援軌道測試現場所需的資料分析及相關作業。
(二) 整合式模組化資料中心(All-in-One Modular Data Center)
此方案將伺服器、儲存、電力、冷卻與安全機制整合成單一模組,具備即插即用與高度標準化的特性。此類資料中心能快速建置並具備優異的可靠度,適合在基礎設施有限或偏遠地區直接提供完整的資料中心能力。2022 年,施耐德電機推出 Easy Modular All-in-One,最快可於 16 週完成建置,並支援遠端平台管理,目前已應用於醫療與物流等產業。
(三) 橇載式資料中心(Skid-Mounted Data Center)
橇載式資料中心將伺服器、網路、電力與冷卻等系統預先安裝於橇載結構上,以利搬移並加快現場部署,適合用於新建、翻修或擴充工程,能有效降低傳統現場施工的複雜度與風險。例如,2024 年 Vertiv 發表的橇載式資料中心 MegaMod CoolChip,整合先進液體冷卻系統,不僅能支援高功率運算需求,亦可將 AI 基礎設施的部署時間縮短約 50%。
(四) 獨立模組(Individual Module)
獨立模組是針對特定功能(如電力、冷卻或 IT)設計的標準化單元,可單獨運作,或與其他模組組合成完整的資料中心。這類模組提供彈性擴充與階段化建置的優勢,讓企業能依需求逐步增加,減輕初期的資本投入壓力,適合用於雲端、電信與金融等基礎設施需求變化快速的產業。例如,施耐德電機(Schneider Electric)推出專為資料中心設計的電力模組,將 UPS(不斷電系統)、電力控制設備與管理軟體等整合於防風雨機櫃中。
三、市場動態
2023 年模組化資料中心市場以貨櫃式與整合式模組化資料中心為主要型式,兩者合計占比將近七成,其他兩類型的市場規模占比請參閱圖二。在供應商市場份額方面,華為以34% 位居領先,其次依序為施耐德電機(13%)以及Vertiv(8%)。而台達電子的子公司 Eltek 則約占2% (其他供應商數據詳見圖二)。以下將從市場成長動能以及挑戰與機會兩方面,探討模組化資料中心之發展趨勢。
(一) 市場成長動能
(1) 雲端、物聯網與人工智慧融合
雲端、物聯網、行動網路、大數據與人工智慧的整合,正推動模組化資料中心的快速成長。透過物聯網與雲端技術,資料中心能支持即時連線與數據處理;大數據分析與人工智慧則能透過預測性分析,有效優化資源分配,讓資料中心運作更有效率。
(2) 邊緣運算快速成長
隨著邊緣運算快速發展,模組化資料中心已成為實現數據低延遲與即時處理的關鍵基礎設施,可應用於物聯網、自駕車與即時分析等場景。此外,模組化資料中心的快速部署與彈性擴充能力,亦能協助企業在不中斷既有營運的情況下,靈活提升邊緣運算能力。例如,2024 年 Vertiv 與 NEXTDC 在澳洲合作部署模組化資料中心,有效縮短 1,600 公里傳輸距離,解決高延遲問題,並提升礦業與能源等偏遠地區產業的即時數據處理能力。
(3) 永續發展需求提升
全球對環境永續的關注持續提升,推動企業與政府積極綠色轉型。模組化資料中心能透過整合高效能冷卻系統、可再生能源與設計優化,降低資源消耗,同時符合嚴格的環境法規,協助企業在應對不斷增長的數據處理與儲存需求時,同步提升營運效率並實現永續目標。其中,台達電子於 2025 年推出的 AI 貨櫃型資料中心,結合高效率電力架構與先進液體冷卻技術,在支援人工智慧等高功率運算的同時,也能有效降低能耗。
(4) IT 與 5G 帶動的基礎設施需求
物聯網、人工智慧與雲端服務的普及,讓資料中心必須具備更高的適應性與擴充能力,以應對不斷增加的運算與資料儲存需求。相較於傳統資料中心,模組化資料中心可在更短時間、更低成本完成部署,協助企業靈活應對環境變化。
(5) 可擴充性、移動性與災難復原優勢
市場對具備可擴充性與移動性的基礎設施需求持續增加,帶動了模組化資料中心的普及。這類資料中心的靈活性,讓企業能在服務不中斷或僅需極短停機時間的情況下,迅速完成擴建與搬遷,並且能快速支援災難復原,特別適合 IT 負載變動大或位於高風險區域的組織。
(6) 全球雲端服務需求成長
隨著企業加速數位轉型,對雲端基礎設施的需求持續上升。2023 年,歐盟已有 超過45% 的企業使用雲端服務,較2021年成長超過4%。同時,全球主要雲端服務供應商也加速拓展據點,進一步推動模組化資料中心的發展。另外,模組化資料中心在特殊雲端應用場景中也展現出其戰略價值。例如,2023年SES Space and Defense 透過多軌道衛星網路,為亞馬遜雲端服務(Amazon Web Services)的模組化資料中心提供低延遲且高安全性的連線,支援美國國防部於基礎設施受限的環境中維持穩定作業,確保關鍵任務具備網路備援能力。
(二) 挑戰與機會
(1) 既有基礎設施整合挑戰與發展方向
相容性不足、營運中斷風險與符合法規的壓力,成為模組化資料中心發展的重要瓶頸。許多企業仍依賴老舊且規格特殊的傳統系統,導致模組化方案需要高度客製化才能與既有設施銜接,增加了汰換、升級或部署的成本,降低企業採用意願。同時,金融、醫療等受嚴格監管的產業,在整合過程中還面臨嚴格且繁瑣的法規要求,進一步限制了普及速度。
然而,隨著模組化設計與系統相容性技術的進展,市場正逐步推出更具彈性與靈活性的解決方案。這些方案能協助企業在不中斷服務或僅需極短停機時間的情況下,順利過渡至混合式或全面模組化的環境。例如施耐德電機近年推出的 EcoStruxure Pod Data Center,其設計可靈活因應不同企業的資料中心環境與設備需求,協助企業在不需一次性汰換的情況下,於現有環境中逐步擴展運算能力。預期隨著技術持續進步,能夠與傳統設施實現無縫整合的方案,將能充分發揮模組化資料中心的潛力,以支持企業基礎設施轉型。
(2) 能源效率挑戰與創新路徑
若冷卻機制效率不足或電力管理系統未臻最佳化,不僅將增加營運成本,也會造成碳排放上升,進而加重企業在永續與合規上的壓力。此問題在能源基礎設施不足,或再生能源取得受限的地區尤為顯著。例如,位於炎熱乾燥氣候的資料中心,常須依賴高耗能冷卻系統以維持運行;而在既有模組化設施中導入太陽能板或餘熱回收等綠色技術,則常因整合難度高與初期資本支出龐大而受限。
然而,隨著創新冷卻與節能技術的進展,市場已逐步出現兼具效率與永續性的解決方案,使資料中心在降低能耗與碳排的同時,仍能維持高效率運作。例如,美國 Vertiv 於 2023 年 11 月推出木製模組化資料中心,透過創新材料與設計以減少鋼材使用,協助客戶實現永續發展目標;此外,直接晶片液體冷卻(direct-to-chip cooling)等新一代冷卻技術以及AI智慧冷卻管理,也正推動模組化資料中心在能源效率上的突破。