¿Por qué invertir en la economía del centro de datos?

La explosión de la demanda para centros de datos ha atraído la atención de inversores de todo tipo: capital de crecimiento, adquisiciones, bienes raíces y, cada vez más, inversores en infraestructura. Solo en el mercado estadounidense, se espera que la demanda (medida por el consumo de energía para reflejar la cantidad de servidores que puede albergar un centro de datos) alcance los 35 gigavatios (GW) para 2030, frente a los 17 GW en 2022, según el análisis de McKinsey (Anexo 1). ). Estados Unidos representa aproximadamente el 40 por ciento del mercado mundial.

Este artículo es un esfuerzo de colaboración de Srini Bangalore, Arjita Bhan, Andrea Del Miglio, Pankaj Sachdeva, Vijay Sarma, Raman Sharma y Bhargs Srivathsan, que representan puntos de vista de la práctica de Tecnología, Medios y Telecomunicaciones de McKinsey.

Los centros de datos suelen ser propiedad de grandes empresas (como proveedores de nube, bancos o empresas de telecomunicaciones) y operados por ellas para sus propios fines o empresas de coubicación. Estos últimos alquilan el espacio y normalmente proporcionan capacidad y energía de la red, así como el equipo de refrigeración que mantiene bajas las temperaturas del servidor. Los inquilinos traen su propio equipo informático. Los centros de datos han atraído el interés de los inversores, a menudo debido a los flujos de efectivo constantes, similares a los de las empresas de servicios públicos, y a los rendimientos ajustados al riesgo.1 Son relativamente pocos los operadores de centros de datos que siguen siendo de propiedad pública. Según NAREIT, al 31 de octubre de 2022, la rentabilidad por dividendo es del 3,14 por ciento y la rentabilidad total de 2021 es del 25,47 por ciento. En 2021, hubo 209 acuerdos de centros de datos, con un valor agregado de más de 48 mil millones de dólares, aproximadamente un 40 por ciento más que en 2020, cuando los acuerdos valían 34 mil millones de dólares. En el primer semestre de 2022, hubo 87 acuerdos, con un valor agregado de 24 mil millones de dólares. De 2015 a 2018, los compradores de capital privado representaron el 42 por ciento del valor de la transacción. Su participación aumentó al 65 por ciento entre 2019 y 2021 y a más del 90 por ciento en la primera mitad de 2022.2 “El capital privado está impulsando un auge en las fusiones y adquisiciones de centros de datos”, Synergy Research Group, 22 de junio de 2022.

Sin embargo, varios factores podrían limitar esta tendencia. En primer lugar, las tasas de interés más altas aumentan el costo de los acuerdos de financiación, aunque esto no se limita sólo a los centros de datos. Más específicamente, los múltiplos y las relaciones precio-beneficio futuro para las empresas de coubicación han sido relativamente altos, impulsados ​​por la competencia para captar el número cada vez menor de posibles objetivos de adquisición para inversores privados y empresas de coubicación deseosas de expandirse.

Además, los márgenes operativos de las empresas de coubicación están bajo presión de destacados proveedores de nube, incluidos Amazon Web Services y Google Cloud. Estos han sido durante mucho tiempo clientes importantes de las empresas de coubicación, pero también continúan siendo propietarios y construyendo sus propios centros de clase mundial.3Análisis de McKinsey. Como resultado, firman contratos a más corto plazo y, a menudo, se encuentran en una posición sólida para exigir condiciones de arrendamiento favorables. Además, si esta estrategia significa que las empresas de coubicación ya no serán propietarias y operadoras de centros de datos a largo plazo sino más bien desarrolladoras, el mercado se abrirá a otros competidores. Las empresas inmobiliarias, por ejemplo, podrían cada vez más construir o alquilar espacios para que sus inquilinos los equipen y utilicen.

Pero esta posibilidad no significa que el sector carezca de oportunidades de inversión que creen valor. Como muestra el Cuadro 1, las empresas de coubicación seguirán teniendo una posición sólida en el mercado. Los hiperescaladores todavía los necesitan para satisfacer la demanda en rápido crecimiento, y las empresas más pequeñas dependen de sus servicios especializados. Eso ayuda a explicar por qué tres grupos de inversión están compitiendo para adquirir Global Switch.4Dan Swinhoe, “Stonepeak and Gaw drop out of Global Switch bidding, three Companies still in running”, DCD, 22 de noviembre de 2022. Sin embargo, es posible que muchos inversores no han considerado las oportunidades upstream en una cadena de valor compleja. Aquí explicamos dónde podrían empezar a mirar los inversores.

Los centros de datos tienen cuatro componentes principales: la instalación misma; el equipo industrial, incluidos los equipos mecánicos, eléctricos y de plomería (MEP); el hardware de TI; y el software. También hay oportunidades en las operaciones de los centros de datos: la gestión de instalaciones y servicios de TI, como el alojamiento y la infraestructura como servicio (IaaS). Otros servicios, como la energía y la conectividad, también presentan oportunidades. Las inversiones potenciales se encuentran a lo largo de esta cadena de valor, pero en cuatro áreas la demanda es particularmente alta (y no está igualada por la oferta) o es especialmente probable que la innovación cree valor.

Los centros de datos son grandes consumidores de energía: el centro de datos de un hiperescalador puede utilizar tanta energía como 80.000 hogares. Por lo tanto, la presión para que los centros de datos sean sostenibles es alta, y algunos reguladores y gobiernos están imponiendo estándares de sostenibilidad a los centros de datos recién construidos.5 Singapur y los Países Bajos son ejemplos. Este desarrollo brinda a los inversores oportunidades para ayudar a los centros de datos a asegurar suministros de energía libres de carbono.

De hecho, el uso de energía renovable es un componente crítico de las estrategias de los hiperescaladores. Gracias a las compensaciones de carbono, Apple, Google y Meta, por ejemplo, fueron neutrales en carbono para 2020. Ellos y otros hiperescaladores se han comprometido a utilizar únicamente energía libre de carbono para 2030. Las empresas de coubicación también están bajo presión, sobre todo de algunos de sus clientes, para cumplir objetivos de sostenibilidad. Un ex ejecutivo de una hiperescala nos dijo que el historial de sostenibilidad de las empresas de coubicación era una consideración importante a la hora de decidir con cuáles trabajar.

Para alcanzar los objetivos de energía libre de carbono, los propietarios de centros de datos están firmando acuerdos de compra de energía (PPA) con proveedores de energía renovable. Mientras tanto, los hiperescaladores están comenzando a financiar la construcción de plantas de energía renovable ante el aumento vertiginoso de los precios causado por la escasez de suministro.6Dan Swinhoe, “Los precios de los acuerdos de compra de energía aumentan casi un 50 por ciento en Europa durante el año pasado”, DCD, 14 de julio de 2022 En el Reino Unido, por ejemplo, Amazon ha apoyado el parque eólico de Scottish Power y está comprando toda su producción de 50 megavatios (MW).7“El primer proyecto de parque eólico escocés de Amazon entra en funcionamiento”, Amazon News, 28 de octubre de 2021.

Sin embargo, tales medidas no serán suficientes si el objetivo es utilizar únicamente energía renovable. El primer problema es la intermitencia. La energía solar se genera sólo durante el día y la energía eólica depende del clima, por lo que los suministros de combustibles fósiles a menudo complementan la energía de los PPA renovables. Una solución emergente son los PPA “24 horas al día, 7 días a la semana”, que se comprometen a igualar cada hora de consumo de electricidad con una combinación de suministros libres de carbono y, muy importante, energía renovable almacenada. Sin embargo, estos contratos tienen precios más altos, sobre todo porque las tecnologías de almacenamiento actuales son caras. El costo nivelado de la electricidad de un sistema que combina almacenamiento de baterías eólicas, solares y de iones de litio (Li-ion) generalmente excede los 200 dólares por megavatio-hora. Las soluciones de almacenamiento de larga duración que implementan hidrógeno y energía de amoníaco verde podrían reducir esa cifra por debajo de los 100 dólares, pero estas tecnologías aún se encuentran en una etapa relativamente temprana de desarrollo.8 “Descarbonizing the grid with 24/7 clean power Purchase Agreements”, McKinsey, 11 de mayo , 2022. La energía de respaldo es otro problema, ya que muchos centros de datos todavía usan generadores diésel durante los cortes de energía. Las baterías de iones de litio son la solución de respaldo libre de carbono más desarrollada, pero pueden resultar costosas durante períodos prolongados.

Todo esto presenta oportunidades para los inversores. No todos los proveedores de coubicación tienen la escala para adquirir energía renovable, ya sea a través de PPA o inversiones en plantas de energía. Los inversores con centros de datos más pequeños podrían agregar su poder adquisitivo para optimizar la adquisición y el almacenamiento de energía. Algunos también podrían considerar invertir en plantas de energía renovable que podrían abastecer a consorcios de actores más pequeños.

Otras posibles inversiones en tecnología e I+D incluyen tecnologías y fuentes de energía renovable más estables (como la energía geotérmica y de las olas) para facilitar soluciones de almacenamiento y energía de respaldo sin emisiones de carbono. Los inversores podrían incluso ofrecerse a probar nuevas soluciones en los centros de datos de su propiedad.

El cambio climático y los fenómenos meteorológicos impredecibles, la presión para descarbonizar los centros de datos y las computadoras cada vez más potentes ofrecen oportunidades de inversión en tecnologías de refrigeración y eficiencia energética para los centros de datos.

Los equipos del centro de datos, que a menudo constan de miles de servidores, deben enfriarse para que funcionen de manera eficiente. De hecho, la capacidad de un centro de datos está dictada por qué tan bien enfría los servidores: cuanto más juntos se puedan apilar, más productivos serán los metros cuadrados. Por lo tanto, la refrigeración eficiente es un factor crucial para la rentabilidad de un centro de datos. La refrigeración representa alrededor del 40 por ciento del consumo de energía de un centro de datos.9Análisis de McKinsey. El costo del tiempo de inactividad debido al sobrecalentamiento puede ser alto.

La tecnología de refrigeración ha mejorado rápidamente durante la última década. La mayoría de los grandes centros de datos han reemplazado los viejos sistemas similares al aire acondicionado que mantienen frescas habitaciones enteras con diseños de enfriamiento basados ​​en calentadores rotodinámicos o en fila: el calor emitido por los servidores es absorbido por ventiladores y luego enfriado con agua o un refrigerante. Sin embargo, se requiere un rendimiento aún mejor porque los sistemas más avanzados de hoy pueden tener dificultades para controlar las temperaturas asociadas con el calentamiento global. Google y Oracle, por ejemplo, se enfrentaron a un tiempo de inactividad durante una ola de calor en Europa el verano pasado.

Una mayor potencia informática y diseños de chips innovadores también están exigiendo más los sistemas de refrigeración al aumentar la densidad de potencia: el consumo de energía de los equipos almacenados en bastidores. Sus densidades de energía promedio se han más que duplicado en los últimos seis a siete años y continúan aumentando.10Andy Lawrence, “Density is riseing”, Uptime Institute, 7 de diciembre de 2020. La densidad de un solo rack puede ser de hasta 20 a 30 kilovatios en entornos específicos de alto rendimiento. Las limitaciones de espacio, especialmente para los centros de datos de computación de borde más pequeños en áreas urbanas, también aumentan la demanda de sistemas con mayores densidades de energía.

Los centros de datos también necesitan utilizar la energía de manera más eficiente. La efectividad del uso de energía (PUE), la cantidad de energía que utiliza el equipo informático en un centro de datos en relación con su consumo total de energía, cayó considerablemente desde los niveles de 2007, pero el progreso se ha estancado durante la última década (Anexo 2).11Centro de datos global del Uptime Institute Resultados de la encuesta 2022, Uptime Institute, 14 de septiembre de 2022. Incluso los hiperescaladores que implementan diseños y tecnologías de refrigeración avanzados luchan por mejorar significativamente: el PUE informado de los centros de datos de Google ha disminuido solo de manera incremental durante los últimos siete u ocho años, por ejemplo.12 “Eficiencia”, Centros de datos de Google.

Para mejorar la eficienciaPara mejorar los sistemas de refrigeración y reducir el consumo de energía en los centros de datos, actualmente se están desarrollando varias tecnologías.

Enfriamiento por inmersión. Los nuevos enfoques incluyen inmersión total y enfriamiento directo al chip/placa fría. En el primero, el equipo de TI (como un servidor) está completamente sumergido en un líquido dieléctrico no conductor y no inflamable que actúa como refrigerante y disipa el calor generado por el equipo. En este último enfoque (y más específico), se utiliza una placa de metal (o disipador de calor) para los componentes de alta emisión térmica (como chips) en los servidores. Este enfoque transfiere el calor y luego lo enfría usando un refrigerante líquido. Al mantener temperaturas constantes y uniformes, el enfriamiento por inmersión total puede hacer frente a densidades de energía más altas (más de 100 kilovatios) y aumentar el rendimiento promedio de las unidades centrales de procesamiento hasta en un 40 por ciento.1 Análisis de McKinsey. Riot Platforms utiliza tecnología de inmersión en una granja minera de Bitcoin en sus instalaciones de Whinstone en Texas2, “Riot anuncia la primera operación minera de bitcoin refrigerada por inmersión a escala industrial”, comunicado de prensa de Riot Platforms, 19 de octubre de 2021. y los hiperescaladores están desarrollando y probando él. Pero el uso generalizado de estas tecnologías requerirá la colaboración entre los fabricantes de TI y los propietarios de infraestructura.

Inteligencia artificial y aprendizaje automático. Los hiperescaladores como Google han utilizado algoritmos de inteligencia artificial/aprendizaje automático (AI/ML) para enfocar la refrigeración donde más se necesita, dependiendo de factores como la intensidad de la carga de trabajo y los cambios en las cargas de energía entre los racks. Los primeros usuarios han informado de reducciones del 20 al 30 por ciento en la eficacia del uso de energía. Las aplicaciones de IA/ML también han equilibrado la carga de las unidades de suministro de energía ininterrumpida al cambiar las rutas de energía a los servidores a lo largo del día para optimizar la refrigeración y ahorrar energía.

Aplicaciones de calor residual. Para reducir la huella de carbono de un centro de datos, estas aplicaciones utilizan el calor de los centros de datos para otros fines, como la calefacción urbana. Amazon utiliza calor reciclado de un centro de datos en Irlanda para suministrar calefacción urbana en Dublín, por ejemplo, y Facebook dice que el calor de su centro de datos danés está calentando 6.900 hogares.3Lauren Edelman, “El centro de datos a hiperescala de Facebook calienta Odense”, Meta, 7 de julio de 2020.

Para abordar estos desafíos, las empresas están desarrollando e implementando varias tecnologías, incluida la refrigeración por inmersión, la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, y el uso de calor residual (consulte el recuadro “Tecnologías de refrigeración y eficiencia energética”). Sin embargo, todavía se requiere una gran inversión para avanzar en I+D y en su implementación a escala. En algunos casos, probablemente será necesaria la colaboración a lo largo de la cadena de valor: por ejemplo, el enfriamiento por inmersión total, que sumerge los servidores en un refrigerante, podría requerir cambios en el empaque de los chips; los factores de forma de los servidores; distribución, materiales y diseño de edificios; y sistemas MEP. Un inversor con activos de centros de datos podría integrar verticalmente componentes de la cadena de valor, por ejemplo, invirtiendo en una empresa de tecnología de refrigeración para probar un concepto y probar la solución.

La creciente demanda de nuevos centros de datos también está creando posibles oportunidades de inversión en el sector modular y prefabricado fragmentado (PFM). Según Synergy Research Group, solo en 2022 los hiperescaladores asignaron unos 9 mil millones de dólares para desarrollar más capacidad, una suma que se espera que crezca más del 4 por ciento anual hasta 2030 (Anexo 3). Sin embargo, esos planes enfrentan obstáculos: el mercado laboral es ajustado, los precios de las materias primas son volátiles, la inflación es alta y las cadenas de suministro están limitadas, por lo que los costos de capital globales para proyectos de construcción han aumentado al menos un 6 por ciento desde 2020.13McKinsey Capital Analytics.

Como resultado, los hiperescaladores han recurrido cada vez más a soluciones PFM que permiten que partes del proceso de construcción se realicen fuera del sitio. Bien hecho, PFM no sólo reduce los tiempos de construcción sino que también reduce los costos y mejora la seguridad, la calidad y la sostenibilidad, ya que se realiza más trabajo en entornos de fabricación controlados. Una empresa recientemente redujo el costo de construir una instalación de 45 MW en Europa en un 20 por ciento y redujo el tiempo de construcción de 17 a 11 meses mediante el uso de componentes prefabricados para el edificio, así como componentes modulares para los sistemas eléctricos y de refrigeración.

Existen cuatro tipos de soluciones prefabricadas o modularizadas:

Algunas empresas fabrican piezas para soluciones y otras las integran. Unos pocos actores bien establecidos prestan servicios a una amplia gama de industrias; otros trabajan específicamente con operadores de centros de datos. Pero una larga lista de nuevas empresas se centran en pequeñas porciones de esta industria. Son demasiado pequeños para atender a las grandes empresas y eso frena la demanda. Los inversores en fabricantes o integradores de componentes PFM podrían ayudar a estas empresas a ampliar su alcance y mejorar las economías de escala.

Aunque las empresas están trasladando rápidamente grandes cantidades de su trabajo a la nube pública, también tienen cada vez más conocimientos sobre qué no almacenar allí. Las aplicaciones (por ejemplo, la conducción autónoma) que requieren información en tiempo real con latencias muy bajas podrían realizarse mejor cerca de la fuente de datos. El costo de transferir grandes volúmenes de datos hacia y desde la nube pública también puede favorecer la informática de punta. También lo hacen las regulaciones de residencia y privacidad de datos que requieren que ciertos tipos de datos se almacenen cerca de su punto de origen.

Todo esto explica el tamaño creciente del mercado al que se dirige la informática de punta. Según IDC, se proyectó que el gasto mundial de empresas y proveedores de servicios en hardware, software y servicios para soluciones de borde alcanzaría los 176 mil millones de dólares en 2022 (un aumento del 14,8 por ciento con respecto a 2021) y los 274 mil millones de dólares en 2025.14 “Nuevas previsiones de la guía de gastos de IDC crecimiento de dos dígitos para inversiones en informática de punta”, IDC, 13 de enero de 2022.

Destacan dos tipos de oportunidades de inversión relacionadas con los centros de datos. El primero es el inmobiliario. La demanda de informática de punta debe satisfacerse desde centros de datos más pequeños, a menudo ubicados en áreas urbanas cercanas a los clientes, en lugar de enormes instalaciones en lugares lejanos. El segundo es la tecnología. Los componentes de la tecnología de computación de punta (el hardware, la conectividad, las plataformas y el software) no son nuevos. El desafío es cómo implementarlos y diseñarlos en el borde: cómo se pueden llevar allí las capacidades de inteligencia artificial, por ejemplo, o cómo implementar y administrar plataformas.

No sorprende que los grandes proveedores de vanguardia (como los hiperescaladores, las empresas de telecomunicaciones y los grandes integradores de sistemas) estén adquiriendo o invirtiendo en empresas emergentes en el espacio. En marzo de 2022, por ejemplo, T-Mobile invirtió 40 millones de dólares en Spectro Cloud para promover la innovación en la gestión de Kubernetes. En abril, Google Cloud adquirió MobiledgeX, un especialista en gestión de computación de borde que tiene como objetivo desarrollar una capa de orquestación estándar para activos de computación de borde. Los inversores privados interesados ​​en centros de datos también podrían considerar inversiones en tecnología de punta.

A medida que aumenta la demanda de centros de datos, las inversiones en empresas que los operan y en empresas de coubicación siguen siendo una opción. Sin embargo, hay oportunidades potencialmente atractivas en otras partes de la cadena de valor del centro de datos. Los inversores podrían centrarse en elementos individuales (como la generación de energía verde o el enfriamiento por inmersión) o invertir donde los elementos se cruzan: soluciones modulares para centros de datos de borde, por ejemplo, o centros de datos de borde libres de carbono. Los inversores que ya poseen activos de centros de datos también podrían considerar la integración vertical de elementos críticos en toda la cadena de valor.

La actividad inversora en algunas áreas, como la adquisición de energía verde para centros de datos o soluciones de refrigeración, puede estar repuntando. Sin embargo, estos todavía están lejos de ser la corriente principal, lo que deja un potencial considerable sin explotar. Dado que los perfiles de riesgo/retorno difieren de los de la adquisición de un centro de datos, estas áreas probablemente atraerán a diferentes grupos de inversores, dependiendo de sus objetivos de inversión. Dado que los centros de datos desempeñan ahora un papel tan central en la economía, tiene sentido considerar toda la cadena de valor.

Srini BangaloreySrivathsan Bhargsson socios de la oficina de McKinsey en el Área de la Bahía;Arjita Bhanes especialista en conocimientos en la oficina de Waltham, Massachusetts;Andrea Del Miglioes socio senior de la oficina de Milán;Pankaj Sachdevaes socio de la oficina de Filadelfia;Vijay Sarma es un experto senior en la oficina de Londres; yRama Sharmaes socio asociado en la oficina de Toronto.

Los autores desean agradecer a Katy Bartlett, Luca Bennici, Marcel Brinkman, Vladimir Cernavskis, Rishi Gupta, Arpit Kaur, Matt Linderman, Andrew Mullin, Shaila Narang, Jakob Österberg, Nick Padgett, Jürgen Sailer, Lorraine Salazar, Nestor Sepulveda, Shashank Singh, Incluso a Skjellaug, Christoph Sohns, Adithya Sukumar, Shally Venugopal y Philippe Wrobel por sus contribuciones a este artículo.