以太網(wǎng)交換芯片發(fā)展分析

本文來(lái)自“商用交換芯片國(guó)產(chǎn)替代加速（2024）”，以太網(wǎng)交換機(jī)對(duì)外提供高速網(wǎng)絡(luò)連接端口，每個(gè)端口直接與主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相連，能夠同時(shí)連通多對(duì)端口，使每一對(duì)相互通信的主機(jī)無(wú)沖突地傳輸數(shù)據(jù)。

交換機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括芯片、元器件、光模塊、電路板、電源模塊和結(jié)構(gòu)件等元件；中游按照終端應(yīng)用場(chǎng)景，可分為無(wú)管理交換機(jī)、二層管理交換機(jī)、三層管理交換機(jī)、PoE 交換機(jī)、工業(yè)交換機(jī)和數(shù)據(jù)中心交換機(jī)等；下游應(yīng)用于電信運(yùn)營(yíng)、云服務(wù)、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。

以太網(wǎng)交換芯片是用于交換處理大量數(shù)據(jù)及報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的專用芯片，為交換機(jī)內(nèi)構(gòu)建下游應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的核心平臺(tái)型部件。交換芯片決定了交換機(jī)的性能，交換機(jī)主要功能是提供子網(wǎng)內(nèi)的高性能和低延時(shí)交換，其中高性能交換的功能主要由交換芯片完成。

交換芯片在交換機(jī)中價(jià)值占比較高。交換機(jī)廠商銳捷網(wǎng)絡(luò) 2019-2021 年原材料構(gòu)成中，芯片的占比分別為 43.81%/44.71%/51.93%，顯著高于其他原材料成份。

國(guó)際市場(chǎng)來(lái)看，根據(jù) The Next Platform 的信息，國(guó)際商用交換芯片大廠博通在 2014 年推出 Tomahawk1 芯片后，交換容量每?jī)赡攴槐?。博通?2019 年 12 月正式推出全球首款具備 25.6Tbps 容量的交換芯 Tomahawk4。2022 年 8 月，博通推出速率高達(dá) 51.2Tbps 的 Tomahawk5，單芯片可支持 64 端口 800Gbps 或 128 端口 400Gbps或 256 端口 200Gbps 的交換機(jī)。2023 年 3 月，Tomahawk5 芯片已批量出貨。

國(guó)內(nèi)主要商用交換芯片廠商盛科通信推出的 TsingMa.MX（交換容量 2.4Tbps）、GoldenGate（交換容量 1.2Tbps）等系列，均已導(dǎo)入國(guó)內(nèi)主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商并實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)，其中已批產(chǎn)性能最強(qiáng)的 TsingMa 系列產(chǎn)品 CTC8180 交換容量為 2.4Tbps，最大端口速率為 400G，與國(guó)際廠商仍有較大技術(shù)差距。

盛科通信在研的Arctic，交換容量最高達(dá)到25.6Tbps，支持最大端口速率800G，面向超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，交換容量與博通的 Tomahawk4 持平。根據(jù)公司招股說(shuō)明書(shū)，該產(chǎn)品預(yù)計(jì)于 2024 年推出，有望實(shí)現(xiàn) 3 個(gè)產(chǎn)品迭代周期的飛躍，降低我國(guó)以太網(wǎng)交換芯片行業(yè)與國(guó)際最先進(jìn)水平的差距，加速商用交換芯片國(guó)產(chǎn)替代。

從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，主要商用芯片廠商均覆蓋企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，博通和美滿已能夠覆蓋超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心；瑞昱主要聚焦低端產(chǎn)品線，其以太網(wǎng)交換芯片產(chǎn)品的交換容量及端口速率均較低，因此尚未覆蓋超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心；盛科通信已覆蓋中等規(guī)模數(shù)據(jù)中心，Arctic 芯片的批產(chǎn)，有望助力其進(jìn)軍超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域。

數(shù)據(jù)中心有望成為未來(lái)中國(guó)商用以太網(wǎng)交換芯片市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要推動(dòng)力。根據(jù)灼識(shí)咨詢數(shù)據(jù)，中國(guó)商用數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換芯片總體市場(chǎng)規(guī)模2020年達(dá)到52.60億元，2016-2020 年 CAGR 為 19.60%；預(yù)計(jì)至 2025 年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 120.40 億元，2020-2025 年 CAGR 為 18.00%，高于其他應(yīng)用場(chǎng)景。

全球市場(chǎng)來(lái)看，根據(jù) IDC 和灼識(shí)咨詢的數(shù)據(jù)，2020 年全球以太網(wǎng)交換設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模為 1807 億元，2016-2020 年 CAGR 為 3.50%。預(yù)計(jì) 2025 年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 2112億元，2020-2025 年 CAGR 為 3.20%。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看，根據(jù) IDC 和灼識(shí)咨詢數(shù)據(jù)，2020 年中國(guó)以太網(wǎng)交換設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模為 343.80 億元，2016-2020 年 CAGR 為 9.60%。預(yù)計(jì) 2025 年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到574.20 億元，2020-2025 年 CAGR 為 10.80%。

思科占據(jù)全球以太網(wǎng)交換機(jī)市場(chǎng)約半壁江山。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，中國(guó)以太網(wǎng)交換機(jī)行業(yè)集中度較高，主要廠商包括新華三、華為、銳捷網(wǎng)絡(luò)、思科、邁普技術(shù)、烽火通信、中興通訊等。

主要廠商中，華為、思科主要為自研交換芯片；新華三、中興通訊、烽火通信在自研交換芯片的同時(shí)，亦外購(gòu)商用芯片；銳捷網(wǎng)絡(luò)、邁普技術(shù)等廠商主要外購(gòu)交換芯片。以太網(wǎng)交換芯片國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看，自用以太網(wǎng)交換芯片市場(chǎng)的主要參與者為華為和思科。

審核編輯：湯梓紅