雲計算行業研究分析報告

導 語

雲計算被稱為繼大型主機、伺服器-終端之後的第三次IT革命。雲計算的概念最先由Google在2007年提出，當時主要目的是充分利用已有投資，以虛擬化技術作為IT資源整合手段。這樣一個看似」新瓶裝舊酒」的技術在之後的十年之間掀起第三次IT革命浪潮，互聯網公司、IT設備廠商和電信運營商紛紛投入，對整個IT產業產生了深刻的變革。

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雲計算是什麼

雲計算現階段最廣為接受的是美國國家標準與技術研究院（NIST）定義：「雲計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網路訪問，進入可配臵的計算資源共享池（資源包括網路，伺服器，存儲，應用軟體，服務），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互。」 一個較為形象的比喻：雲計算就像是插入中央電網而不是自己發電。

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雲計算相比傳統伺服器的特徵

由於雲計算按需所取、按需付費的特點，很多人將其類比成電廠模式，一座「電廠」負責生產、管理、出售「電」，用戶不用擔心「電」的生產過程，用戶按需使用，也只需要為自己使用的「電」量進行付費。雲計算和傳統數據中心最大的不同在於其「按需」和「彈性」兩個特點。

「按需」- 對企業來說,往往最難搞清楚的就是「需要多少」。簡化一個企業構建信息化能力的過程:假設企業A 打算建立一個數據中心，通過測算認為當前業務量需要100台4路伺服器，100TB 的磁碟存儲陣列，並且預計業務量將以每年15%的同比速度增長。由於採購與部署周期的原因，最終企業決定先採購滿足2-3 年發展要求的基礎設施，並組建信息化團隊開發應用。則第一年企業的IT 支出為130 台伺服器與130TB 存儲，利用率為77%。假設第二年企業實際增速為10%，利用率為85%。第三年實際增速-10%，利用率為為76%。若企業採用公有雲服務，則每一年都租用與自身業務量相符的計算資源與存儲資源，利用率100%。

「彈性」- 很多企業的業務往往帶有很強的季節性（例如雙11，春運火車訂票）, 假設企業在某個時間段業務突然發生了爆發性增長，急需在短時間內迅速擴容自身的信息化能力。如果企業按峰值需求去部署將造成非峰值時段資源大量的限制。這時公有雲服務能做到的是，企業需求增加了就多租服務給企業，需求減少了就少租，伸縮自如。服務的提供通過互聯網實現，計算、存儲、網路可以實現快速配臵，因此服務部署的時間和退出的時間都很快。

沃爾瑪網站流量存在波動性

來源:Alexa,中信證券

IT資源使用率曲線

來源:中信證券

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雲計算實現方式

無論什麼計算落到底層都需要計算單元、存儲單元、網路單元來支持。傳統的硬體巨頭提供的是服存儲陣列（EMC）、計算單元CPU(Intel)和GPU(英偉達)、伺服器（IBM）。雲服務廠商通過虛擬化將底層軟硬體資源抽象分割，並通過雲計算操作系統進行管理，組合輸出。

由於底層資源被邏輯劃分為更小的粒度，雲計算才能提供「按需」和「彈性」。一台伺服器有多路計算單元，每一路計算單元有CPU、內存、硬碟、網卡，每一個CPU 有多核，每個核能被虛擬成多個虛擬機。一台存儲有多個存儲單元，每個存儲單元有多個邏輯塊。從邏輯的角度能夠把單台的伺服器、存儲、網路設備虛擬成數十個，甚至成百上千個邏輯單元。這些單元能夠在雲計算管理平台上進行組合，形成非常多的虛擬機，這樣，讓雲計算輸出的資源與用戶的需求相匹配，做到不多也不少。

實現雲計算的邏輯示意圖

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企業IT支出的現狀

企業的IT 支出由基礎設施建設支出、現有應用維護支出、創新應用的開發支出3 大類型組成。據微軟在2010年發布的>統計，在傳統伺服器加客戶端的模式下，企業IT 支出中的89%被基礎設施建設、現有應用維護佔用。企業在創新應用開發上的支出僅為11%。以中國為例，IT 支出中硬體支出佔到80%左右。據IDC 統計，全球IT 支出中軟體與服務佔比超過50%，但中國IT支出中軟體與服務支出佔比不足20%，遠低於全球平均水平。

企業IT 支出分布

來源：微軟

企業IT 支出分布

來源：IDC

伺服器-客戶端IT 模式下創新投入受到制約。在伺服器-客戶端IT 模式下，企業對於支撐環節的高投入不可避免。在產業鏈中，支撐環節的核心硬體與核心軟體具有極高的技術壁壘，市場集中度極高，壟斷廠商已經掌握議價權，Intel、Oracle、微軟就是此間的最佳代表。

傳統IT採購模式下，企業客戶缺少議價權

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雲計算將降低企業在支撐性IT 資源上的支出

雲計算將大幅減少企業在支撐性IT 資源上的支出。正是由於雲計算消除了IT 資源需求不確定帶來的浪費，提升IT 資源的使用效率，企業在IT 資源上的投入將得到有效控制。業界的通常觀點是，企業在雲計算上投入1 元，將減少在傳統IT 資源上投入4 元錢。儘管這種統計存在較多主觀因素，但云計算可通過以下三點大幅降低企業在IT資源上的投入。

1）消除IT 資源需求不確定性帶來的浪費。在傳統的伺服器採購模式之下，企業很難知道自身業務發展需要配臵多少台伺服器與存儲。因此企業都需要盡量做到資源冗餘，來防止滿足IT 資源瓶頸對業務發展的傷害。冗餘則對應著浪費。而在雲計算服務模式中，雲計算服務商相當於IT 資源的蓄水池，企業客戶相當於自來水用戶，並不需要為了用水而去修建蓄水池。在種種模式下，冗餘是不必要的，甚至資源預計也不是必須的，缺少的資源能夠快速彈性地獲得，多餘的資源能夠輕鬆釋放。

2）顯著提升IT 資源的利用率。企業對IT 資源需求的程度受到使用場景波動、季節性波動、隨機性波動、地域性波動等因素影響。例如用戶在進行搜索應用時，CPU 佔用率將達到80%，而進行郵件服務時，CPU 的佔用率降到20%以下。在傳統採購模式下，企業無法快速應對需求波動，IT 資源利用率極低。雲計算廠商能集中大量企業的需求，這些需求的多樣性將在使用場景、季節、地域、隨機波動性上進行互補。

應用的變化對伺服器利用率的影響

來源:微軟

3）降低企業在團隊、設備維護上的投入。採用雲計算後，數據中心的運營維護職責由雲計算供應商來行使，企業客戶不再需要這部分開銷。

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雲服務產業鏈

按照需求的層級不同，雲服務分底層基礎設施的租用，軟體開發平台的租用，應用軟體的租用。

IaaS（Infrastructure-as-a- Service）：基礎設施即服務。用戶通過互聯網可以租用到完善的計算機基礎設施，例如計算能力、存儲能力、網路能力。

SaaS（Software-as-a- Service）：軟體即服務。它是一種通過互聯網提供軟體的模式，廠商將應用軟體統一部署在自己的伺服器上, 用戶無需購買軟體，而是向提供商租用基於Web的軟體，來管理企業經營活動。

PaaS（Platform-as-a- Service）：平台即服務。是指將軟體研發的平台作為一種服務，以SaaS 的模式提交給用戶。在PaaS 平台上，企業和第三方軟體開發商用戶可以開發應用。

雲計算架構：IaaS/PaaS/SaaS

來源：招商證券

雲計算產業鏈擁有不同層級的供應商。底層由基礎軟硬體供應商構成，包括CPU、晶元組、存儲模塊、快閃記憶體、硬碟等。伺服器、儲存設備、虛擬化廠商、雲計算操作系統廠商、資料庫廠商等構成第二層級。IDC 廠商提供第三方獨立的數據中心服務，或成為雲計算的提供者和支撐者。第三方軟體開發商在雲計算IaaS 或PaaS 服務基礎上開發應用，成為SaaS 供應商。

IT巨頭雲計算業務各層級佔比

來源：公司數據，Morgan Stanly

雲計算產業鏈

來源：公司公告，招商證券

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市場規模分析

全球數據和計算需求的爆髮式增長推動了雲計算產業的爆發。根據IDC的估算，2016年雲市場營收規模是987億美金，2010-2016年以21%的CAGR增長，以全球企業IT支出測算全球可被雲計算替代的IT支出是1.3萬億美元, 雲滲透率從2010年的2%提升到了2016年的7.6%。 預計未來五年全球公有雲市場將以15-20%的CAGR增長。中國雲滲透率更低只有3.2%，IDC預計未來五年中國雲計算市場以47% CAGR增長。

雲市場規模

雲潛在市場

來源：IDC

雲計算滲透率

來源：Gartner

分層級看， IaaS替代的是企業IT硬體市場，由於IaaS是雲計算所有層級服務實現的先決條件 (可理解為地基和大樓的關係)，收故目前增速最高，2016年IaaS的增速達到42.5%，遠超過PaaS和SaaS。SaaS由於替代的是傳統企業軟體市場，故收入和潛在市場空間是最大的一塊，超過PaaS和IaaS之和。PaaS介於SaaS和IaaS之間，為開發者提供了一個更加容易運營和部署應用軟體的環境，市場規模相對較小,約佔整體雲市場的11%。

IaaS、PaaS、SaaS層級市場規模及增速

來源：Gartner (Oct 2017)

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IaaS行業分析

IaaS是一個馬太效應明顯的行業，巨頭通過前期巨額資本開支獲取巨大的成本優勢、規模採購優勢和自我強化效應與後來者拉開差距。

IaaS運營廠商的競爭壁壘包括數據中心分布、網路連接能力、海量伺服器運營能力、網路安全能力、客戶獲取能力。而這些都需要前期大量的資本開支來建造起壁壘。2016年亞馬遜、谷歌和微軟三家在資本支出上超過了310億美元，同比增長22%，其中亞馬遜一家便超過120億美元。

IaaS巨頭資本支出

來源:公司數據，中信證券

IaaS運營商的核心壁壘

來源：招商證券

伺服器的經濟性與其規模成指數關係。隨著規模增長， IT 資源利用率呈指數上升。微軟在2010 年針對隨機波動的負載與雲計算中心伺服器數量的關係進行了建模，當雲計算資源池中的伺服器數量達到1000 台時，伺服器的平均利用率能夠達到90%，顯著高於小型數據中心。此外測算了伺服器數量與平均伺服器總持有成本（TCO）之間的關係：結果表明擁有1萬台伺服器的數據中心相對於擁有1千台伺服器的數據中心平均TCO下降約80%。

伺服器數量與利用率關係

來源:微軟

伺服器數量與持有成本關係

來源:微軟

採購規模效應。雲計算服務商作為資源池將形成IT 資源的聚集與再分配。相對於數以萬計的企業，雲計算服務商，尤其是公有雲服務商具有更高的市場集中度，對於產業鏈上游的設備供應商議價權更強。公有雲廠商是規模效應的最大受益者和推動者。

自我強化效應。以資本投入形成先發優勢，以性價比打開獲客渠道，以增值服務提升盈利能力。公有雲平台市場集中度逐步提升，強者愈強。亞馬遜AWS、微軟Azure，阿里雲的發展路徑均體現出以上共性。以亞馬遜AWS為例：擁有全球多達30 處的數據中心和200 萬台伺服器的亞馬遜最初將自有閑臵計算資源作為IaaS 服務進行出租。同時，AWS 依靠自身優異的彈性計算雲、內容分發網路等技術提供圍繞IaaS 及PaaS，為企業客戶、開發者提供計算資源、存儲空間、開發框架等一系列性能優異的增值服務。隨著規模不斷增大，2012年至2016年，AWS一共進行51次降價，不斷下降的價格提升性價比，AWS 營收自2013 年以來加速增長，2015/16 年全年凈銷售額為67/98億美元，同比增長70%/46%，顯著高於行業增速。

可以觀察到AWS、Azure和Ali-Cloud的增長速度都遠高於行業平均增速。而隨著規模的增長，盈利能力不斷增強。

2015-2016年IaaS公共雲服務市場份額對比（百萬美金）

來源：Gartner

各大共有雲服務商雲收入季度增速

來源：公司數據，高盛

LTM各大雲服務供應商營收規模和增速

來源：公司數據，高盛

AWS和阿里雲營收和利潤率

來源：公司數據，高盛

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SasS行業分析

SaaS產品呈現多元化的發展趨勢,從企業軟體領域來看，CRM、ERP、網路會議及社交軟體佔據主要SaaS市場，三者合暫居65%的份額，其中CRM最大佔據了39%份額。消費互聯網領域一家獨大強者愈強的規律在企業級SaaS領域並不明顯。以CRM領域為例，除了行業巨頭Salesforce之外，還聚集者類似於Zendesk等大量的企業。截至目前Salesforce已經發展超過10 年，累計覆蓋企業客戶超過10 萬，同期美國境內登記企業數量近3000萬，Salesforce 產品的企業用戶覆蓋率不足5%。從企業營收層面來看市場較為分散，微軟在2016年SaaS收入超過了Salesforce成為全球最大的SaaS廠商，也只佔據15%的市場份額，Salesforce佔據14%位列第二。

全球SaaS產品市場份額分布

來源：Gartner，中泰證券

SaaS細分領域參與者

來源：中信證券

SaaS市場參與者主要可以分為兩類，一種是正在向雲轉型的傳統的軟體巨頭如微軟、SAP、Oracle和Adobe, 另一種是成立之初便定位SaaS的獨角獸企業如Salesforce、Workday、ServiceNow，這一類企業誕生較晚（2000年-），在雲計算基礎設施（IaaS和PaaS）發展較為成熟後迅速發展；

傳統軟體公司向雲轉型是一場跨度二十年的IT大遷徙。自2000年以來，已有超過30 家傳統軟體公司謀求雲轉型，公司情況、轉型路徑、轉型進度各不相同。傳統軟體公司雲轉型是指將現有軟體的收費方式從一次性銷售轉變為年費、架構方式從單機轉變為「雲+端」、銷售策略從單一化轉變為菜單化的過程。

傳統軟體公司雲轉型起止時間

來源：公司數據，CICC

為什麼傳統軟體公司要往SaaS轉型？SaaS對比傳統軟體的優勢是什麼？

傳統軟體的銷售在經濟下行時收入將受到較大打擊。一方面，下遊客戶IT 支出中軟體的彈性較大，可以通過跳版本（例如從Photoshop CS4 客戶跳過CS5，直接採購CS6）、使用盜版、多人共享等方式在降低成本同時保持公司業務正常運轉。2000年互聯網泡沫破裂，很多軟體公司的客戶無力支付一次性軟體購買費用，公司只得推出年費模式以降低客戶的一次性投入；2008 年次貸危機Adobe公司CFO曾表示，公司在08年經濟危機中業績和股價均受到打擊，由於公司經常性收入僅5%，公司受到的負面影響遠大於其他SaaS 類公司，這種負面影響使得公司下定決心開始轉型。雲化後的收費模式由一次性收費改為按年收取訂閱費，年費化的效果是當期營收將不僅取決於當期銷售，也取決於存量客戶貢獻的年費，因此當宏觀經濟產生波動時，年費化公司所受影響較小。

企業軟體公司營收增速受全球GDP增速影響較大

轉型前Adobe銷售與美國GDP高度相關

來源：公司數據，CICC

盜版問題。受制於產品特點，傳統軟體長久以來受盜版困擾。傳統軟體單機安裝的特性使得盜版相對容易，軟體公司有相當比例的營收因為盜版軟體的存在而損失。根據估計，Adobe公司在亞太地區的盜版比例2008年超過60%。在「雲+端」模式中，由於客戶端需要實時與伺服器交換數據，因此可以有效地防止盜版發生。

產品周期和創新困境。軟體做的不好不會有人買，做的好雖然能大賣，但是後續產品就很難賣得動。因此，傳統盒裝軟體需要不斷推出新的功能，不斷進行創新才有市場。但是不斷的創新對任何一個企業都是一項挑戰，典型代表是微軟，微軟在操作系統領域的地位就像Adobe在創意軟體的地位，都具有統治能力。但是微軟在Windows系統上也面臨過巨大問題，從Windows95到98一代比一代優秀，到了XP時代到達巔峰，至今仍有大量用戶。但是XP的成功也導致了後來Vista的折戟，產品的創新難以持續。2003年，Adobe將產品打包成套件（CS，即Creative Suit），並用了10年把套件做到了CS6，產品越來越重，包含的東西越來越多，但是單點突破已經難以帶動Adobe持續增長。SaaS模式下，軟體公司不再收取一次性產品費用，而改為向服務收費，只要能夠為用戶解決問題，就能夠一直收費下去，曲線迴避了過往的創新困境。

Adobe Photoshop CS1-3和5 的季度銷售增長率

來源：公司數據，CICC

傳統軟體公司在轉型前都普遍面臨著銷售增長緩慢的困境。傳統軟體單價較高，大量潛在客戶的支付能力與意願有限無法被轉化為付費客戶，因而影響了公司的進一步成長。例如，在Intuit 轉型（2011 年）之前的4 年，Quickbooks銷售量持續下降，直到2011年開始雲轉型才扭轉這一局面。傳統License 軟體一般分為三檔，如「個人版/專業版/企業版」，不同版本功能和價格相差較大。這種粗略的分級方法導致客戶基本不會升級產品，使得軟體公司很難提升客單價。雲模式下，產品定價更加靈活，梯度更平緩、起點更低。由此公司可以降低客戶的進入成本，吸引支付能力較弱或意願較低的客戶進入，達到增加潛在客戶群的目的。例如，Adobe 推出$9.99/月的計劃之後，用戶數量增加，同時由於該計劃對應的功能許可權有限，專業版用戶幾乎不會降級使用低價版本，達到了擴大用戶數量的同時保證客單價，而雲化前，Adobe CS6單款應用功能價格從$249-$999不等，套件價格從$1299-$2599不等。

Quickbooks銷售量

來源：公司數據，CICC

Adobe Creative Cloud的不同定價

來源：公司數據，CICC

不同公司在雲轉型時面臨的問題不同，轉型策略各異，最終轉型的進度和結果也不盡相同。所有雲轉型公司都會碰到的問題是雲產品對原有單機軟體的「Cannibalization」（左右互搏），雲訂閱模式帶來的當期收入不足以抵消傳統軟體銷售的下降，這會在很大程度上影響公司在轉型期間的業績。在Adobe是傳統軟體公司向雲轉型經典的成功案例，2009年開始雲轉型，經過2009-2012年的過渡期後，雲訂閱業務贏來了爆發性的增長。Adobe的成功轉型與其商業模式和行業地位有很大的關係：在創意軟體接近壟斷的地位，面對個人客戶，以及複雜性較低的軟體。而ERP由於軟體本身複雜度和定製度較高,且與企業其他IT應用緊密結合,轉型過程較為漫長。SAP從2010年開始尋求轉型,目前SaaS所佔比例僅有15%。

SaaS獨角獸企業目前的境況是盈利能力較弱，目前大多數企業還仍處擴大市場份額階段，銷售費用率高達50%左右。由於SaaS 的近10年CAGR為23%，遠高於軟體行業6.8%CAGR。待到SaaS收入增速降到10-15%左右的水平，雲服務企業通過SaaS獲得高增長的可能性開始變小，這個時候，企業將會考慮以營利為導向。由於目前全球SaaS化率僅為11.7%，至少還要4-5年以上，因此在2022 年之前，企業仍然會追求「份額為先」的戰略, SaaS行業暫時不會出現普遍的盈利現象。

全球SaaS化率

來源：Gartner，國信證券

SaaS企業財務指標

來源：公司數據，國信證券

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PasS行業分析

從技術的角度，PaaS是構建應用程序的一種方式，IaaS和SaaS負責託管應用程序，而IaaS和SaaS供應商完全可以打造出具有PaaS功能的一站式雲服務應用，尤其是IaaS廠商在向衍生服務產品拓展，由IaaS打造PaaS構建生態圈成為趨勢。近年PaaS服務商被收購的案例較多，如Salesforce收購Heroku、Oracle投資Engine Yard等，單純的PaaS供應商面臨被融合的風險。目前，通過自研或收購的方式，IBM、Oracle、惠普、Salesforce、微軟和SAP等巨頭均已發布商用PaaS。

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投資建議

結合以上的分析，我認為在雲計算領域的投資應該注重兩個方向：IaaS方面是資金壁壘和現行優勢很強的龍頭企業，如亞馬遜, 微軟，谷歌和阿里巴巴；SaaS方面是尋找往雲轉型過程較為順利且在細分應用領域領先的軟體公司如Adobe，和細分領域領先的SaaS獨角獸如Salesforce。

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