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摘要:
此前,博通交换机系列芯片(PCle Switch芯片)价格涨到2万美元一片,约合14万人民币,比钻石还贵!原因是Al数据量庞大,高端PCle芯片需求增长,而博通作为全球最大的AI定制芯片服务商,2024年底博通的市值成功迈入“万亿美元俱乐部”,而他在PCle芯片市场占有率高到70%的份额,国内无法替代,国外替代产品缺货。
众所周知,AI集群的核心部分是交换机,而以太网交换芯片作为以太网交换机中最核心的部件,价值最大,壁垒最高,今天来重点梳理一下。
一、定义与作用
交换机是一种用于电(光)信号转发的网络设备,通过为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路,从而转发数据包。当交换机接收到一个数据包时,它会读取数据包的目标 MAC 地址,然后将数据包转发到目标设备的端口上。目前业内主流交换机为以太网交换机。
以太网交换机通常由以太网交换芯片、CPU、PHY、PCB、存储器件、散热器、电源模块、接口/端口子系统等组成。其中主芯片包括交换芯片、PHY 芯片、CPU,辅助芯片则包括其他数字芯片、电源芯片、信号链芯片等。作为交换机最核心的部件,主要用于交换处理大量数据和报文转发,是针对数据传输和网络应用进行专门优化的芯片。
交换机的信号转发主要通过主芯片完成:外部模拟信号通过线缆接入交换机端口,在内部 CPU 的指令调度下,由 PHY(物理层)芯片将模拟信号转化为数字信号并将传输给交换芯片,之后由交换芯片进行数字信号的安检、调度及转发,最后再次由 PHY 芯片将信号转化为模拟信号,通过端口输出。其余辅助芯片及器件则主要支持零部件之间的连接、信号转发所需的电力能量、散热等。
以太网交换芯片承担交换机核心转发功能,决定核心性能指标。交换芯片专门用于数据包的预处理以及转发,其通过专用的PCIE线与CPU相连,接收中央处理器的调用指令,完成数据转发。交换机的主要功能是提供子网内的高性能交换、低延时交换,因此直接决定了整机的交换容量、端口速率等重要性能指标。
二、市场&产业链
1、市场
IDC 数据显示,全球以太网交换机市场,规模 2022 年达到 3082 亿元,同比增长 17%,预计到 2025 年我国交换机市场达到 641 亿。
交换芯片作为交换机的核心部件,我们估算其价值量在交换机中的占比为 10%~15%,是交换机价值最高的元器件。2020 年全球交换芯片市场规模约 368 亿元,预计 2025 年将达到 434 亿元,CAGR 约为 11%,其中预计商用交换芯片占比从 50%小幅提升至 55%;中国交换芯片市场 2020 年约为 125 亿元,预计 2025 年将达到 225 亿元,CAGR 约 13%。
以太网交换芯片按照市场角度可分为自研、商用两类:
自研芯片为厂商制造后直接供给自家交换机从而构筑传输网络,作为公司数通业务的基石,基本不对外出售,主要厂商包括思科、华为、中兴等;
商用芯片由芯片厂商制造后通过市场出售给中下游客户,主要厂商包括博通、Marvell、盛科通信等。
2、整体格局
交换芯片壁垒高,存在“芯片设计+客户认证”双重较高壁垒,一般企业较难切入行业,主要难点包括高性能交换芯片架构设计、高密度端口设计等,当前交换芯片最高转发速率达 51.2T。
自研芯片市场:主要玩家思科、华为起步较早。思科于 1995 年正式进入中国市场,凭借先发优势,目前已推出 SiliconOne G200/G202 系列网络芯片,交换容量 51.2Tbps,端口速率达到 800G;华为于 1990 年开启交换芯片自研,1999 年自研Solar系列交换芯片,目前已推出5.0系列,如 SD5121/SD5122。根据灼识咨询数据,2020 年中国自研以太网交换芯片市场上,华为和思科市占率分别为 88%。
商用芯片市场:博通领跑行业,盛科通信成为国内前五份额厂商中唯一的国产企业。全球范围内,博通、Marvell 为绝对龙头,根据 650 Group 的数据,2024博通、Marvell 合计占据全球商用交换芯片 99%的份额。2020 年中国商用以太网交换芯片市场盛科通信市占率为 1.6%,全球第四,国内第一,我们估算 2024 年国内市占率有望升至 5%,国内市场替代空间巨大。
3、产业链
产业上游:主要由交换芯片、CPU/PHY芯片、PCB、光模块等其他电子元器件的资源提供商组成,供应商高度集中,思科在交换芯片市场占比超过50%。
产业中游:主要是传统交换机、白盒交换机和裸机交换机三类交换机厂商,国内市场中华为、新华三处于垄断地位,全球市场中思科是绝对龙头企业,掌控全球一半的市场。
产业下游:主要包括电信运营商、云服务公司、IDC数据中心、政府机构、金融机构、以及其他企业场景、工业互联网等各类网络环境应用。
三、投资建议
建议关注交换芯片国产替代机遇:关注国产商用交换芯片龙头盛科通信、芯片自研能力提升的中兴通讯。
另外关注其上游有产业链及配套企业:
光模块:收益标的主要有光迅科技和中际旭创、新易盛。
工业交换机:收益标的主要有易翰通、三方环通信、东土科技等。
交换机配套:AIDC方面有宝信软件、润智科技;另外科华数据、飞荣达、高端鸿股份、深信服等,有望受益下一代交换机芯片102.4T可能上线带来的业绩增长预期。
四、风险因素:AI 发展不及预期;国内新型基础建设不及预期及数字经济政策落地不及预期的风险;交换芯片技术发展不及预期;市场竞争加剧的风险;流量增长不及预期;下游云厂商、运营商等客户资本开支不及预期。
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文章来源:Aiden的硬科技行研
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