行業(yè)研究報(bào)告行業(yè)研究報(bào)告慧博智能投研行業(yè)|深度|研究報(bào)告 AI浪潮下，交換機(jī)在保障高效網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域舉足輕重。隨著AI數(shù)據(jù)量和模型規(guī)模的增加，分布式計(jì)算通過(guò)多個(gè)互連節(jié)點(diǎn)加速訓(xùn)練過(guò)程。交換機(jī)在此過(guò)程中確保消息及時(shí)傳遞至所有節(jié)點(diǎn)，尤其在大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和競(jìng)爭(zhēng)性工作負(fù)載中，尾延遲尤為重要。此外，網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展能力和處理大量節(jié)點(diǎn)的能力對(duì)于大型AI模型的訓(xùn)練和海量數(shù)據(jù)的處理至關(guān)重要，交換機(jī)在保障高效網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)傳輸方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2022年全球交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為3080億元，同比增長(zhǎng)17%，預(yù)測(cè)2022-2027年CAGR約為4.6%；中國(guó)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為591億元，同比增長(zhǎng)9.5%，預(yù)計(jì)未來(lái)5年增速高于全球增速，穩(wěn)定在7%-9%。沿著以上產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)，我們對(duì)交換機(jī)行業(yè)展開分析梳理。首先，我們將對(duì)交換機(jī)行業(yè)的市場(chǎng)現(xiàn)狀、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素，及AI發(fā)展帶動(dòng)交換機(jī)升級(jí)層面問(wèn)題進(jìn)行基本梳理；其次，我們將聚焦產(chǎn)業(yè)鏈角度，對(duì)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈情況及相關(guān)公司發(fā)展情況進(jìn)行梳理分析。再次，解決以上問(wèn)題的基礎(chǔ)上，我們還將對(duì)交換機(jī)行業(yè)的后續(xù)技術(shù)走向及行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，以期幫助大家從上述問(wèn)題，更為全面地了解該行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及后續(xù)發(fā)展走向。一、行業(yè)概況 1二、市場(chǎng)現(xiàn)狀 6三、驅(qū)動(dòng)因素 11四、AI發(fā)展帶動(dòng)交換機(jī)升級(jí) 五、產(chǎn)業(yè)鏈分析 16六、相關(guān)公司 19七、技術(shù)走向 23八、行業(yè)發(fā)展趨勢(shì) 26九、參考研報(bào) 32交換機(jī)是搭建網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備之一，主要功能為擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，能為子網(wǎng)絡(luò)提供更多的連接端口。對(duì)外提供網(wǎng)絡(luò)端口：以太網(wǎng)交換設(shè)備對(duì)外提供高速網(wǎng)絡(luò)連接端口，直接與主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相連，可為接入設(shè)備的任意多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供電信號(hào)通路和業(yè)務(wù)處理模型，其擁有一條高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣，可進(jìn)行多個(gè)端口之間的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)報(bào)文處理。1/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 遵從OSI模型：以太網(wǎng)交換設(shè)備在邏輯層次上遵從OSI模型，主要工作在物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層。交換設(shè)備同步演進(jìn)：從1989年第一臺(tái)以太網(wǎng)交換設(shè)備面世至今，經(jīng)過(guò)30多年的快速發(fā)展，以太網(wǎng)交換設(shè)備在轉(zhuǎn)發(fā)性能上有了極大提升，端口速率從10M發(fā)展到了800G，單臺(tái)設(shè)備的交換容量也由數(shù)十Mbps提升到了數(shù)十Tbps。早期的以太網(wǎng)設(shè)備如集線器為物理層設(shè)備，無(wú)法隔絕沖突擴(kuò)散，限制了網(wǎng)絡(luò)性能的提高。隨著技術(shù)的發(fā)展，如今的以太網(wǎng)交換設(shè)備早已突破當(dāng)年橋接設(shè)備的框架，不僅能完成二層轉(zhuǎn)發(fā)，也能根據(jù)IP地址進(jìn)行三層路由轉(zhuǎn)發(fā)，甚至出現(xiàn)工作在四層及更高層的以太網(wǎng)交換設(shè)備。交換機(jī)從不同角度可分為多種不同的類型，可按照應(yīng)用場(chǎng)景、網(wǎng)絡(luò)層次、管理類型、OSI網(wǎng)絡(luò)模型、端口速率、整機(jī)結(jié)構(gòu)等方式進(jìn)行分類。按應(yīng)用場(chǎng)景劃分：園區(qū)交換機(jī)、數(shù)據(jù)中心交換機(jī)按網(wǎng)絡(luò)層次劃分：接入交換機(jī)、匯聚交換機(jī)、核心交換機(jī)按管理類型劃分：無(wú)管理型交換機(jī)、Web管理型交換機(jī)、全管理交換機(jī)按OSI網(wǎng)絡(luò)模型劃分：二層交換機(jī)、三層交換機(jī)按端口速率劃分：百兆交換機(jī)、千兆交換機(jī)、萬(wàn)兆交換機(jī)、多速率交換機(jī)按整機(jī)結(jié)構(gòu)劃分：盒式交換機(jī)、框式交換機(jī)2/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 以太網(wǎng)交換機(jī)主要由芯片、PCB、光器件、插接件、阻容器件、殼體、電源、風(fēng)扇等組成，芯片包含以太網(wǎng)交換芯片、CPU、PHY、CPLD/FPGA等，其中以太網(wǎng)交換芯片和CPU是最核心部件。以太網(wǎng)交換芯片專為優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計(jì)，是負(fù)責(zé)交換處理大量數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的專用芯片，芯片內(nèi)部的邏輯通路由數(shù)百個(gè)特性集合組成，以確保芯片在協(xié)同工作的同時(shí)保持較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，架構(gòu)實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜；CPU是用于管理登錄、協(xié)議交互的控制的通用芯片；PHY負(fù)責(zé)處理物理層數(shù)據(jù)。交換機(jī)的交換性能主要取決于背板帶寬容量/包轉(zhuǎn)發(fā)率、交換容量、端口速率和端口密度。背板帶寬是衡量交換機(jī)數(shù)據(jù)吞吐能力的重要指標(biāo)，其值越大說(shuō)明該交換機(jī)在高負(fù)荷下數(shù)據(jù)交換的能力越強(qiáng)。在全雙工工作模式下，當(dāng)交換機(jī)的背板帶寬容量≥交換容量（=端口數(shù)×端口速率×2）時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)線速轉(zhuǎn)發(fā)（無(wú)阻塞轉(zhuǎn)發(fā)），部分高端交換機(jī)采用無(wú)背板設(shè)計(jì)則需關(guān)注包轉(zhuǎn)發(fā)率。一般來(lái)說(shuō)，交換機(jī)擁有的端口速率越高則代表設(shè)備的處理性能越強(qiáng)，適用于數(shù)據(jù)流量大的場(chǎng)景；擁有的端口密度越大，則代表著設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)能力越強(qiáng)，可連接設(shè)備數(shù)量更多，組網(wǎng)規(guī)模更大。以太網(wǎng)交換機(jī)芯片是以太網(wǎng)交換機(jī)中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，相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)方面的ASIC，部分以太網(wǎng)交換機(jī)芯片內(nèi)部會(huì)集成MAC控制器和PHY芯片。需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包由物理端口進(jìn)入以太網(wǎng)交換芯片后，芯片的解析器首先對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行字段分析，為流分類做準(zhǔn)備。通過(guò)安全檢測(cè)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行二層交換或三層路由，流分類處理器對(duì)匹配的數(shù)據(jù)包作出相應(yīng)動(dòng)作，將可以轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包根據(jù)802.1P或DSCP放到不同隊(duì)列的buffer中，調(diào)度器根據(jù)優(yōu)先級(jí)或WRR等算法進(jìn)行隊(duì)列調(diào)度并執(zhí)行流分類修改動(dòng)作，最后從端口發(fā)送該數(shù)據(jù)包。3/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 典型以太網(wǎng)交換芯片主要由接口模塊、內(nèi)容處理模塊、進(jìn)出口數(shù)據(jù)包修改模塊、MMU模塊、L2處理器（查閱MAC表）、L3處理器（查閱路由表）、安全模塊等模塊組成，部分以太網(wǎng)交換機(jī)芯片內(nèi)部會(huì)集成CPU、MAC控制器和PHY芯片。從交換機(jī)物理形態(tài)上，可以分為框式交換機(jī)和盒式交換機(jī)?？蚴浇粨Q機(jī)通常由一個(gè)機(jī)框和多個(gè)插槽組成，可以插入不同類型和數(shù)量的模塊，如接口模塊、主控模塊、交換模塊等，具有較高的靈活性和擴(kuò)展性；而盒式交換機(jī)一般是一體化設(shè)計(jì)，接口數(shù)量和類型相對(duì)固定，部分盒式交換機(jī)接口采用模塊化設(shè)計(jì)。框式交換機(jī)與盒式交換機(jī)的主要差異更多體現(xiàn)在內(nèi)部構(gòu)造與應(yīng)用場(chǎng)景（OSI使用層級(jí)）上。4/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，框式交換機(jī)背板帶寬通常較大，可處理數(shù)據(jù)流量較大、適用端口密度更高的場(chǎng)景，并具備冗余機(jī)制，主要適用于大型企業(yè)/園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中的核心層、匯聚層，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)核心、匯聚節(jié)點(diǎn)等，對(duì)性能和可靠性要求極高的場(chǎng)景；普通的盒式交換機(jī)，交換容量和端口速率有限主要用于中小企業(yè)/樓宇網(wǎng)絡(luò)、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)、中小型數(shù)據(jù)中心接入層；高速率盒式數(shù)據(jù)中心交換機(jī)，由于配備單個(gè)交換容量較高的交換芯片如博通Tomahawk5或多個(gè)交換芯片如英偉達(dá)Quantum-X800Q3400交換機(jī)系列，整體端口密度及端口速率較高，亦可用于中大型數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)。細(xì)分背板架構(gòu)來(lái)看，常見的包括Full-Mesh交換架構(gòu)、Crossbar矩陣交換架構(gòu)和CLOS交換架構(gòu)等。在Fullmesh架構(gòu)中，所有業(yè)務(wù)線卡通過(guò)背板走線連接到其它線卡，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間都直接連接，所以隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加連接總數(shù)也持續(xù)上升，因此可擴(kuò)展性較差；Crossbar架構(gòu)則是一種兩級(jí)架構(gòu)，每個(gè)CrossPoint都是一個(gè)開關(guān)，交換機(jī)通過(guò)控制開關(guān)來(lái)完成輸入到特定輸出的轉(zhuǎn)發(fā)，隨著端口數(shù)量的增加，交叉點(diǎn)開關(guān)的數(shù)量呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，端口數(shù)量仍然有限；CLOS架構(gòu)是一種多級(jí)架構(gòu)，每個(gè)入口級(jí)開關(guān)連接至中間級(jí)開關(guān)再連接到出口級(jí)開關(guān)，每塊業(yè)務(wù)線卡和所有交換網(wǎng)板相連，交換芯片集成在交換網(wǎng)板上，實(shí)現(xiàn)了交換網(wǎng)板和主控引擎硬件分離。CLOS架構(gòu)又可細(xì)分為非正交背板、正價(jià)背板和正交零背板設(shè)計(jì)。交換機(jī)目前已經(jīng)歷經(jīng)四代，端口速率和交換容量都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大幅度提升，仍在不斷迭代。第一代：也稱為集線器，是交換機(jī)的前身，工作于第一層“物理層”，主要功能是放大接收的信號(hào)，擴(kuò)大傳輸距離，以其為中心集中節(jié)點(diǎn)，同時(shí)把所有節(jié)點(diǎn)集中在以它為中心的節(jié)點(diǎn)上。由于集線器收到報(bào)文5/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 會(huì)向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)，但是當(dāng)有多臺(tái)主機(jī)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的沖突進(jìn)而導(dǎo)致性能下降，以集線器為核心構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)是共享式以太網(wǎng)的典型代表。第二代：也稱為二層交換機(jī)，最初工作于第二層“數(shù)據(jù)鏈路層”，因此稱為“二層交換機(jī)”，二層交換機(jī)識(shí)別數(shù)據(jù)幀中的媒體存取控制地址信息，根據(jù)MAC地址選擇轉(zhuǎn)發(fā)端口，算法相對(duì)簡(jiǎn)單，因此轉(zhuǎn)發(fā)性能高，使得以太網(wǎng)從共享式升級(jí)為交換式，有效提高小型局域網(wǎng)性能。第三代：也稱三層交換機(jī)，即工作于第三層“網(wǎng)絡(luò)層”的交換機(jī)，是在虛擬局域網(wǎng)（VLAN）技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上誕生的，三層交換機(jī)是為網(wǎng)際互連協(xié)議（IP）設(shè)計(jì)的，接口類型簡(jiǎn)單，擁有很強(qiáng)二層包處理能力，適用于大型局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)路由與交換，它既可以工作在協(xié)議第三層替代或部分完成傳統(tǒng)路由器的功能，同時(shí)又具有幾乎第二層交換的速度。第四代：多業(yè)務(wù)交換機(jī)，它出現(xiàn)在萬(wàn)兆以太網(wǎng)出現(xiàn)之后，這時(shí)各類高帶寬業(yè)務(wù)開始對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的提出了更高的要求，既包括數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)連通性，又有安全性和服務(wù)質(zhì)量等要求，同時(shí)由于成本控制以及簡(jiǎn)易操作等訴求，功能開始出現(xiàn)大量的融合，所以產(chǎn)生了多業(yè)務(wù)交換機(jī)。在AI算力的三大底座——服務(wù)器、交換機(jī)、光模塊中，交換機(jī)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉屑~，其重要性日益凸顯。在AI集群架構(gòu)中，服務(wù)器、交換機(jī)、光模塊的配比通常為1：1.2：2.5，這意味著每臺(tái)服務(wù)器需要配置1.2個(gè)交換機(jī)和2.5個(gè)光模塊。這一比例關(guān)系凸顯了交換機(jī)在AI算力架構(gòu)中的不可或缺地位。數(shù)據(jù)中心交換機(jī)是專為大型數(shù)據(jù)中心環(huán)境設(shè)計(jì)的交換機(jī)。數(shù)據(jù)中心用于存儲(chǔ)和管理大量的計(jì)算機(jī)和服務(wù)器，并處理海量的數(shù)據(jù)，提供高性能計(jì)算和云服務(wù)。數(shù)據(jù)中心交換機(jī)具有高性能和低延遲、大容量和可伸縮性、高可靠性和冗余性以及多層次網(wǎng)絡(luò)管理的特點(diǎn)，常用于大型數(shù)據(jù)中心、大規(guī)模企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和高負(fù)載運(yùn)算場(chǎng)景。6/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 計(jì)算需求不斷擴(kuò)大，數(shù)字中心迎來(lái)發(fā)展新機(jī)遇。據(jù)中國(guó)信通院，當(dāng)前全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，數(shù)字應(yīng)用場(chǎng)景的落地離不開算力的有效支撐，數(shù)據(jù)中心作為高性能算力的核心載體，產(chǎn)業(yè)賦能價(jià)值逐步凸顯。全球各國(guó)積極引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展，數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大，綠色低碳發(fā)展態(tài)勢(shì)顯著。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI等新數(shù)字技術(shù)的加速發(fā)展，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)云存儲(chǔ)及計(jì)算、算力等需求持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)中國(guó)信通院，2022年ChatGPT開啟AIGC這一全新業(yè)態(tài)，推動(dòng)AI發(fā)展進(jìn)入以多模態(tài)和大模型為特色的AI2.0時(shí)代，推動(dòng)智算設(shè)施建設(shè)進(jìn)入新階段。2021年，我國(guó)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到近1800億元，同比增長(zhǎng)24.0%；2022年市場(chǎng)規(guī)模超2200億元，仍然保持較高增速。需求向“云計(jì)算大型、超大型IDC+智能計(jì)算本地化中型數(shù)據(jù)中心+邊緣計(jì)算小微型IDC”三級(jí)轉(zhuǎn)變，規(guī)模化智算與行業(yè)智算并行的需求特征顯現(xiàn)。AIGC引爆高速數(shù)據(jù)中心交換機(jī)需求，IDC預(yù)計(jì)，23年全球數(shù)據(jù)中心DC收入約為183.4億美元（同比+13.6%）；Arista預(yù)計(jì)27年全球數(shù)據(jù)中心交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模有望超過(guò)350億美元。AI帶來(lái)工作負(fù)載激增，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心交換機(jī)市場(chǎng)增長(zhǎng)。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2022年，全球交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為365億美元，同比增長(zhǎng)18.7%，2023年約為395.06億美元。中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，2024年全球交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到416.44億美元。對(duì)我國(guó)而言，隨著交換機(jī)在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、園區(qū)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等下游各類網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的應(yīng)用，中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，2024年中國(guó)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將增至749億元。7/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 目前基于AISC交換芯片的交換機(jī)，可以定義為Opticaltoelectricaltooptical（OEO）packetcircuitswitches，核心的報(bào)文交換轉(zhuǎn)發(fā)功能由AISC芯片完成。OEO交換機(jī)收發(fā)都需要光電轉(zhuǎn)換來(lái)滿足信號(hào)傳輸?shù)囊?。Anall-optical，or“opticaltoopticaltooptical”（OOO），fiberopticswitch在完成信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的過(guò)程中，不對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò)光交換的形式轉(zhuǎn)發(fā)，沒有光電轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。HUBER+SUHNER指出，OOO全光交換機(jī)并不是要替代OEO交換機(jī)，而是結(jié)合兩者的優(yōu)勢(shì)搭建靈活的、低成本的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，來(lái)滿足不斷增長(zhǎng)的流量需求。HUBER+SUHNER指出OOO交換機(jī)同樣在DCI互聯(lián)場(chǎng)景有很好的應(yīng)用場(chǎng)景，結(jié)合SDN技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，可以實(shí)現(xiàn)零接觸業(yè)務(wù)倒換和上線，以及已開通業(yè)務(wù)的自動(dòng)保護(hù)。2024年7月份，英偉達(dá)副總裁SimonaJankowski加盟芯片初創(chuàng)公司Lightmatter任首席財(cái)務(wù)官。近期Lightmatter以44億美元的估值，完成D輪4億美元的融資，其Passage光互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品對(duì)AI算力網(wǎng)絡(luò)的重要性得到市場(chǎng)的高度重視。8/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 Passage是一種利用光子進(jìn)行芯片互連的技術(shù)，屬于I/O技術(shù)的一種。Lightmatter的技術(shù)利用波導(dǎo)（waveguide）而非光纖在一個(gè)大的芯片間為各個(gè)不同種類的計(jì)算核心互連并傳輸數(shù)據(jù)，這提供了極高的并行互連帶寬。Passage把光學(xué)器件、波導(dǎo)都集成到芯片本身，可以在單根光纖的空間內(nèi)安裝40根波導(dǎo)。它提供的高帶寬I/O可以在單個(gè)3D封裝中互連高性能CPU、GPU、FPGA、DRAM和ASIC。在板卡級(jí)別的互連中，它使用光纖，可以讓更多的計(jì)算節(jié)點(diǎn)高效率的互連在一起。這一整套技術(shù)，推動(dòng)芯片內(nèi)和芯片間的I/O帶寬在未來(lái)幾年實(shí)現(xiàn)超過(guò)10倍甚至100倍的增長(zhǎng)。Passage主要的特質(zhì)：完全集成芯片組互連解決方案，具有直接光纖連接，所有部件都在單個(gè)封裝中。用于靈活切割的統(tǒng)一架構(gòu)（例如1×1、2×2、2×4）。高帶寬I/O在單個(gè)3D包中互連高性能CPU、GPU、FPGA、DRAM和ASIC。集成光子學(xué)和控制電子技術(shù)提供有效的通道，并提供較高的性能密度。內(nèi)置可重構(gòu)OCS（光電路交換機(jī)）和控制機(jī)制，實(shí)現(xiàn)冗余并提高設(shè)計(jì)的可靠性。WDM調(diào)制可以在單個(gè)波導(dǎo)或光纖上實(shí)現(xiàn)多λ雙向光發(fā)射和接收，從而可以增加通信帶寬。9/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 Google的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)一直有三個(gè)核心的理念：軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）、Clos拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、商用交換芯片。其中CLOS作為一種非阻塞的多級(jí)交換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由較小radix的交換芯片構(gòu)成，可以擴(kuò)展到任意大的網(wǎng)絡(luò)，成為算力時(shí)代的主流架構(gòu)。Google也是最早把OCS交換機(jī)規(guī)模引用的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。為了解決不同代際的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施靈活互聯(lián)的問(wèn)題，在Jupiter網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中引入了MEMS型光開關(guān)(OpticalCircuitSwitch,簡(jiǎn)稱OCS)全光交換機(jī)應(yīng)用。OFC2023上，谷歌詳細(xì)介紹了其全新內(nèi)部項(xiàng)目Apollo，直接將SP層的EPS替換為OCS，減少了網(wǎng)絡(luò)中光電轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。Google的OCS內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示：輸入輸出為兩個(gè)光纖準(zhǔn)直器陣列(fibercollimatorarray)，光纖準(zhǔn)直器包括光纖陣列和微透鏡陣列，輸入輸出均為136個(gè)通道。光通過(guò)光纖進(jìn)入到OCS系統(tǒng)后，先后經(jīng)過(guò)兩個(gè)2D的MEMS陣列。每個(gè)MEMS陣列含有136個(gè)平面鏡，用于精確調(diào)節(jié)光的傳播方向。此外系統(tǒng)中還包含兩個(gè)監(jiān)控通道，監(jiān)控通道使用850nm波長(zhǎng)的光。雖然Google的OCS有136個(gè)通道，但是減少每個(gè)光模塊的通道數(shù)量依然是必要的。Google用于和OCS交換機(jī)對(duì)接的主要是FR光模塊，MUX/DEMUX環(huán)節(jié)使用Z-block器件，同時(shí)還增加了一個(gè)環(huán)形器，實(shí)現(xiàn)單芯雙向傳輸。透過(guò)這一設(shè)計(jì)，相關(guān)人士認(rèn)為在全光交換場(chǎng)景下，大部分光模塊會(huì)考慮使用Z-block或者AWG，以減少對(duì)全光交換機(jī)通道數(shù)量的需求，減少光路控制難度。10/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 中美兩國(guó)在電信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施方面的投資趨勢(shì)表現(xiàn)出相似的態(tài)勢(shì)。根據(jù)近幾年的數(shù)據(jù)，盡管在某些年份美國(guó)的資本開支略高于中國(guó)，但整體來(lái)看，兩國(guó)在5G建設(shè)、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和基站等領(lǐng)域的投資力度非常接近。這反映了中美兩國(guó)在提升電信網(wǎng)絡(luò)能力和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的共同重視程度。這樣的投資不僅推動(dòng)了各自國(guó)家的科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也為全球通信技術(shù)的提升貢獻(xiàn)了力量。算力側(cè)鴻溝大，國(guó)內(nèi)交換機(jī)需求有望呈現(xiàn)加速追趕態(tài)勢(shì)。根據(jù)近幾年的數(shù)據(jù)，中美兩國(guó)在算力基礎(chǔ)設(shè)施方面的投資存在顯著差距。盡管中國(guó)在云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施等方面有穩(wěn)定投資，但與美國(guó)相比差距仍然較大。這種投資差距反映出中美兩國(guó)在算力領(lǐng)域的不同發(fā)展階段和市場(chǎng)需求。多元算力設(shè)施建設(shè)薄弱，產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系仍需完善設(shè)施層面，制約了中國(guó)AI產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。隨著中國(guó)對(duì)云計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施需求的快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)未來(lái)中國(guó)在這方面的投資將加速追趕，有望縮小與美國(guó)之間的鴻溝。隨著AI技術(shù)不斷發(fā)展與應(yīng)用日益深入，高性能計(jì)算集群需求不斷增長(zhǎng)，200/400G交換機(jī)會(huì)遇到一定性能瓶頸，交換機(jī)廠商持續(xù)迭代提升交換機(jī)性能，交換機(jī)向更大的帶寬發(fā)展的趨勢(shì)或?qū)⒀永m(xù)。根據(jù)智研咨詢，2024年將是800GbE以太網(wǎng)部署的重要一年，預(yù)計(jì)到2027年400Gbps/800Gbps的端口數(shù)量滲透率將達(dá)到40%以上。相關(guān)人士認(rèn)為，高速率以太網(wǎng)交換機(jī)需求將隨著AI的迭代發(fā)展而增長(zhǎng)，從而拉動(dòng)以太網(wǎng)交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)。11/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 RDMA允許高吞吐、低延遲的網(wǎng)絡(luò)通信，InfiniBand和RoCE為AIDC主流方案。在傳統(tǒng)的TCP/IP通信方式中，發(fā)送和接受數(shù)據(jù)的過(guò)程中，都是在源端應(yīng)用層數(shù)據(jù)從上向下逐層拷貝封裝，目的端從下向上拷貝和解封裝，需要CPU參與的次數(shù)多、速度較慢。遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問(wèn)RDMA（RemoteDirectMemoryAccess）技術(shù)將數(shù)據(jù)直接從一臺(tái)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)搅硪慌_(tái)計(jì)算機(jī)，無(wú)需雙方操作系統(tǒng)的介入，允許高吞吐、低延遲的網(wǎng)絡(luò)通信。目前，RDMA有三種不同的硬件實(shí)現(xiàn)：InfiniBand、iWarp（internetWideAreaRDMAProtocol）、RoCE（RDMAoverConvergedEthernet），AIDC主要使用IB（InfiniBand）和RoCE網(wǎng)絡(luò)兩種路線。InfiniBand在性能上更勝一籌，RoCE優(yōu)勢(shì)在于性價(jià)比和開放性。InfiniBand：專為高性能計(jì)算（HPC）和數(shù)據(jù)中心環(huán)境設(shè)計(jì)，提供高吞吐量和低延遲的數(shù)據(jù)傳輸。InfiniBand具有高帶寬、低延遲、服務(wù)質(zhì)量(QoS)和可擴(kuò)展性，可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的服務(wù)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)和其他設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)快速、可靠且高效的數(shù)據(jù)傳輸。InfiniBand的關(guān)鍵特性包括通道化架構(gòu)、RDMA、消息傳遞語(yǔ)義和交換式網(wǎng)絡(luò)，這些特性使其在數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用中表現(xiàn)出色。盡管InfiniBand在性能上具有明顯優(yōu)勢(shì)，但其成本相對(duì)較高，且主要局限于特定的高性能計(jì)算領(lǐng)域。RoCE：通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)RDMA功能，分為RoCEv1和RoCEv2。RoCEv2在以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議的UDP層實(shí)現(xiàn)，引入IP協(xié)議以解決可擴(kuò)展性問(wèn)題，并通過(guò)硬件卸載降低CPU利用率，適合大規(guī)模部署。相比于InfiniBand，RoCEv2性能上略遜一籌，但在成本上更具優(yōu)勢(shì)，適用于需要高性能但預(yù)算有限的場(chǎng)景，如數(shù)據(jù)中心內(nèi)部通信、云服務(wù)提供商等。12/32考慮到以太網(wǎng)的廣泛兼容性、低成本和持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步，以太網(wǎng)交換機(jī)在未來(lái)仍將占據(jù)更廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)，有望成為AI時(shí)代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的主流選擇。2023年7月，英特爾、微軟等巨頭成立超以太網(wǎng)聯(lián)盟（UltraEthernetConsortium），UEC致力于從物理層、鏈路層、傳輸層、軟件層改進(jìn)以太網(wǎng)技術(shù)，尋求大規(guī)模提高效率和性能的最佳方法。UEC創(chuàng)始成員包括AMD，Arista，Broadcom，Cisco，Eviden（AtosBusiness），HPE，Intel，Meta，Microsoft，目前百度、戴爾、華為、IBM、諾基亞、聯(lián)想、超微和騰訊等也加入U(xiǎn)EC，探索以太網(wǎng)在AI組網(wǎng)的部署。同時(shí)，英偉達(dá)也推出以太網(wǎng)交換機(jī)。算力規(guī)模持續(xù)提升，但大集群不等于大算力：AI大模型近年來(lái)迎來(lái)快速發(fā)展，模型參數(shù)量呈指數(shù)級(jí)增加，算力需求規(guī)模已從千卡躍升到萬(wàn)卡甚至十萬(wàn)卡級(jí)別。大模型龐大的訓(xùn)練任務(wù)需要由大量GPU服務(wù)器組成13/32的算力集群來(lái)提供算力，而這些服務(wù)器之間要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，進(jìn)行海量數(shù)據(jù)交換。所以單個(gè)GPU的性能再?gòu)?qiáng)，如果網(wǎng)絡(luò)性能跟不上，那整個(gè)算力集群的計(jì)算能力也會(huì)大打折扣。網(wǎng)絡(luò)可用性決定GPU集群算力穩(wěn)定性：網(wǎng)絡(luò)故障域大：相比單點(diǎn)GPU故障只影響集群算力的千分之幾，網(wǎng)絡(luò)故障會(huì)影響數(shù)十個(gè)甚至更多GPU的連通性，只有網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定才能維持系統(tǒng)算力的完整性；網(wǎng)絡(luò)性能波動(dòng)影響大：相比單個(gè)低性能GPU或服務(wù)器容易被隔離，網(wǎng)絡(luò)作為集群共享資源，性能波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致所有計(jì)算資源的利用率都受影響。降低卡間通信時(shí)間是分布式訓(xùn)練中提升加速比的關(guān)鍵：為了縮短訓(xùn)練時(shí)間，大模型訓(xùn)練通常采用分布式訓(xùn)練技術(shù)，分布式訓(xùn)練系統(tǒng)的整體算力并不是簡(jiǎn)單的隨著智算節(jié)點(diǎn)的增加而線性增長(zhǎng)，而是存在加速比且小于1，這是由于在分布式場(chǎng)景下，單次的計(jì)算時(shí)間包含了單卡的計(jì)算時(shí)間疊加卡間通信時(shí)間。降低多機(jī)多卡間端到端通信時(shí)延的關(guān)鍵技術(shù)是RDMA技術(shù)，該技術(shù)可以繞過(guò)操作系統(tǒng)內(nèi)核。RDMA技術(shù)主要采用IB和RoCEv2方案：實(shí)現(xiàn)RDMA的方式有InfiniBand、RoCEv1、RoCEv2、iWARP四種。其中RoCEv1技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)被淘汰，iWARP使用較少。當(dāng)前RDMA技術(shù)主要采用的方案為InfiniBand和RoCEv2兩種。IB和RoCEv2可以降低時(shí)延：在InfiniBand和RoCEv2方案中，因?yàn)槔@過(guò)了內(nèi)核協(xié)議棧，相較于傳統(tǒng)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，時(shí)延性能會(huì)有數(shù)十倍的改善。在同集群內(nèi)部一跳可達(dá)的場(chǎng)景下，InfiniBand和RoCEv2與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的端到端時(shí)延在實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，繞過(guò)內(nèi)核協(xié)議棧后，應(yīng)用層的端到端時(shí)延可以從50us（TCP/IP），降低到5us（RoCE）或2us（InfiniBand）。14/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 InfiniBand與RoCEv2對(duì)比：IB能支持單集群萬(wàn)卡GPU規(guī)模，且保證整體性能不下降，時(shí)延小于RoCEv2，但成本略高，供應(yīng)商主要以英偉達(dá)為主，其市場(chǎng)份額超過(guò)7成。RoCE方案的特點(diǎn)是通用性較強(qiáng)和價(jià)格相對(duì)較低。除用于構(gòu)建高性能RDMA網(wǎng)絡(luò)外，還可以在傳統(tǒng)的以太網(wǎng)絡(luò)中使用。支持RoCE的交換機(jī)廠商較多，市場(chǎng)占有率排名靠前的包括新華三、華為等。以太網(wǎng)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁：根據(jù)Dell‘OroGroup預(yù)測(cè)，2025-2029年，部署在用于加速服務(wù)器的AI后端網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)支出將超過(guò)1000億美元。在供需利好因素的推動(dòng)下，以太網(wǎng)發(fā)展勢(shì)頭正盛，越來(lái)越多的大規(guī)模AI集群將其作為主要架構(gòu)。加速器種類的日益豐富推動(dòng)了以太網(wǎng)的應(yīng)用，包括基于英偉達(dá)GPU的大型集群（如xAI的Colossus）也選擇了以太網(wǎng)進(jìn)行部署，Dell‘OroGroup預(yù)計(jì)2027年，以太網(wǎng)將超越InfiniBand。英偉達(dá)面向AI打造強(qiáng)大的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)：2023年7月，UEC（超以太網(wǎng)聯(lián)盟）成立，其中成員包括AMD、Arista、博通、思科、Meta和微軟等，為AI網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建一套完整的基于以太網(wǎng)的解決方案。2024年7月，英偉達(dá)也正式加入了UEC，其發(fā)布的Spectrum-X以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)已被業(yè)界廣泛使用，將AI網(wǎng)絡(luò)性能提升至傳統(tǒng)以太網(wǎng)的1.6倍，并計(jì)劃后續(xù)每年推出新的Spectrum-X產(chǎn)品，不斷提高AI以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性能。15/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 AI推動(dòng)數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的升級(jí)和擴(kuò)容：隨著全球人工智能技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)和數(shù)據(jù)中心對(duì)AI算力的需求急劇增加。AI模型訓(xùn)練、數(shù)據(jù)分析等任務(wù)需要大量的計(jì)算資源和高速的數(shù)據(jù)傳輸，從而推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的升級(jí)和擴(kuò)容。根據(jù)IDC統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2024年全球網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)中數(shù)據(jù)中心交換機(jī)是唯一實(shí)現(xiàn)正增長(zhǎng)的產(chǎn)品，中國(guó)交換機(jī)市場(chǎng)2024年同比增長(zhǎng)5.9%，其中數(shù)據(jù)中心交換機(jī)同比增長(zhǎng)23.3%，數(shù)據(jù)中心交換機(jī)產(chǎn)品中，AIGC推動(dòng)200G/400G設(shè)備收入同比增長(zhǎng)132.0%，端口出貨量同比增長(zhǎng)166.5%。800G端口占比逐步提升：根據(jù)Dell’OroGroup的預(yù)測(cè)，到2027年，400G和800G速率的端口占比將達(dá)到40%以上；到2025年，AI后端網(wǎng)絡(luò)中的大多數(shù)交換機(jī)端口預(yù)計(jì)將達(dá)到800G，到2027年將達(dá)到1.6T。根據(jù)CrehanResearch的預(yù)測(cè)，由于AI對(duì)高網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求，800G交換機(jī)將得到客戶的快速采用，出貨量在4年內(nèi)超過(guò)2000萬(wàn)個(gè)端口。交換機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為芯片、電子元器件供應(yīng)商與交換機(jī)代工商，產(chǎn)業(yè)鏈中游為交換機(jī)品牌商（白盒與非白盒），下游為重點(diǎn)應(yīng)用客戶。交換機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為芯片、電子元器件供應(yīng)商與交換機(jī)代工商：其中交換芯片為交換機(jī)最為核心的部件，交換機(jī)代工商與品牌商相互合作，品牌商將產(chǎn)品生產(chǎn)制造外包，與代工商形成OEM、ODM多種合作模式，降低生產(chǎn)成本并縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期。產(chǎn)業(yè)鏈中游為交換機(jī)品牌商（白牌與非白牌）：交換機(jī)品牌商（白牌）：典型廠商包含Arista、智邦科技、Celestica（天弘科技）；交換機(jī)品牌商（非白牌）：按照全球以太網(wǎng)交換機(jī)市場(chǎng)份額來(lái)看，主要包含Cisco、華為、HPE、H3C、Juniper等廠商。產(chǎn)業(yè)鏈下游為重點(diǎn)應(yīng)用客戶：主要可分為數(shù)據(jù)中心、園區(qū)網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)三大類。16/32交換機(jī)成本結(jié)構(gòu)中芯片占比最大，中游交換機(jī)制造廠商通常采取自研芯片或者外采商用芯片的方式。交換機(jī)的主要原材料包括芯片（以太網(wǎng)交換芯片、CPU、PHY）、元器件、光模塊、電路板、電源模塊等，其中芯片作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的核心零部件，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)品性能有著重要影響，價(jià)值量占比也最大，約占到交換機(jī)成本32%左右。目前，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商的芯片解決方案主要包括兩種：部分如思科、華為和Juniper等廠商擁有自研芯片的能力，其高端產(chǎn)品主要應(yīng)用自研芯片，同時(shí)也在部分產(chǎn)品中使用從Broadcom、Intel等外部芯片廠商采購(gòu)的商用芯片；部分如銳捷網(wǎng)絡(luò)、新華三以及Arista等廠商主要從Broadcom、Intel等外部芯片廠商采購(gòu)商用芯片并應(yīng)用在自身產(chǎn)品中。17/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 以太網(wǎng)交換芯片，這類芯片是以太網(wǎng)交換機(jī)的核心部件，其可直接決定交換機(jī)性能和數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)發(fā)能力，以太網(wǎng)交換芯片技術(shù)壁壘較高，芯片研發(fā)資金壁壘較高且周期較長(zhǎng)，因此國(guó)產(chǎn)化程度較低，目前思科在交換芯片占比近一半。以太網(wǎng)交換芯片主要有兩類供應(yīng)商，一種是自用廠商，以思科、華為等為主，早期的思科通過(guò)自研以太網(wǎng)交換芯片的方式配合自家的交換機(jī)；另一種是商用廠商，隨著全球以太網(wǎng)交換芯片市場(chǎng)的擴(kuò)大，自用廠商已無(wú)法滿足下游日益增長(zhǎng)的需求，因此全球范圍內(nèi)涌現(xiàn)出博通、美滿、瑞昱、英偉達(dá)、英特爾等以太網(wǎng)交換芯片商用廠商，部分自用廠商亦通過(guò)外購(gòu)商用芯片豐富自身交換機(jī)產(chǎn)品線。PHY芯片，PHY指物理層，OSI的最底層，PHY芯片一般指與外部信號(hào)接口的芯片，它為設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體，處理信號(hào)的正確發(fā)送與接收，承擔(dān)了將線纜上的模擬信號(hào)和設(shè)備上層數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的職能。PHY芯片的集中度較高，根據(jù)中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在全球范圍內(nèi)，博通、美滿、瑞昱、德州儀器、高通和微芯穩(wěn)居前列，前五大供應(yīng)商市場(chǎng)份額占比高達(dá)超90%；在中國(guó)市場(chǎng)，市基本被境外國(guó)際巨頭所主導(dǎo)。交換機(jī)制造環(huán)節(jié)存在較高的技術(shù)壁壘、渠道壁壘和客戶壁壘。技術(shù)難點(diǎn)主要集中于硬件和軟件層面，在硬件設(shè)計(jì)上，需要基于交換芯片進(jìn)行硬件原理圖設(shè)計(jì)、布局、調(diào)試和測(cè)試，在軟件方面，需要基于交換芯片的SDK以及研發(fā)二層、三層協(xié)議棧、堆疊協(xié)議。最后基于交換機(jī)軟硬件研發(fā)成果，進(jìn)行大規(guī)模測(cè)試，保障產(chǎn)品穩(wěn)定性渠道方面，由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備下游用戶遍布全國(guó)各地區(qū)，行業(yè)企業(yè)如想擴(kuò)大銷售規(guī)模并在行業(yè)中擁有領(lǐng)先地位，需建立覆蓋全國(guó)的營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)，以迅速獲得市場(chǎng)信息并快速響應(yīng)客戶需求?？蛻舴矫妫W(wǎng)絡(luò)設(shè)備為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的核心組件，客戶對(duì)其運(yùn)行穩(wěn)定性、安全性、可靠性要求非常高，對(duì)于新進(jìn)入企業(yè)而言，很難在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入下游大型客戶的合格供應(yīng)商體系。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，目前大部分國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額被華為、新華三、銳捷網(wǎng)絡(luò)、思科等龍頭企業(yè)占有。全球交換機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局：根據(jù)IDC統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2024年，全球市場(chǎng)交換機(jī)前五廠商為思科、Arista、華為、HPE、新華三，前五廠商的市場(chǎng)份額為69.60%，市場(chǎng)集中度較高，其中，思科以35.9%的市場(chǎng)份額位列全球第一。中國(guó)交換機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局：中國(guó)交換機(jī)行業(yè)集中度較高，呈現(xiàn)寡頭競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)格局。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)交換機(jī)前五廠商分別為華為、新華三、銳捷網(wǎng)絡(luò)、思科、中興通訊，前五廠商的市場(chǎng)份額為89.7%，其中，華為以35.8%的市場(chǎng)份額位列國(guó)內(nèi)第一。18/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 提升對(duì)子公司新華三的持股比例，計(jì)劃赴港上市：公司是ICT行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，全面布局“云-網(wǎng)-安-算-存-端”產(chǎn)品。2024年公司新收購(gòu)核心子公司新華三30%的股權(quán)，持股比例從51%提升至81%，剩余19%股權(quán)也納入遠(yuǎn)期期權(quán)安排，未來(lái)有望增厚利潤(rùn)。公司現(xiàn)已遞交港股發(fā)行上市的申請(qǐng)，募集資金將用于加大AI投入、支持意向收購(gòu)等。19/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 AI服務(wù)器采用國(guó)產(chǎn)芯片的比例較高，有望受益于芯片國(guó)產(chǎn)替代：IDC預(yù)測(cè)2024-2028年中國(guó)智算規(guī)模的復(fù)合增速有望達(dá)40%，智算規(guī)模擴(kuò)大帶來(lái)AI服務(wù)器需求增長(zhǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)大廠是需求端的主力，據(jù)相關(guān)估算未來(lái)3年阿里、騰訊、字節(jié)每年新增服務(wù)器采購(gòu)額約1300-1500億元。相較其他廠商，公司2024年AI服務(wù)器放量節(jié)奏偏弱。但2025年起出現(xiàn)了積極轉(zhuǎn)變。從行業(yè)端看，英偉達(dá)芯片禁售、國(guó)產(chǎn)AI芯片性能提升，帶來(lái)國(guó)產(chǎn)AI芯片加速滲透。根據(jù)IDC，2024年中國(guó)國(guó)產(chǎn)AI芯片出貨量超82萬(wàn)，同比+310%，占比30%，同比+16pct。公司客戶結(jié)構(gòu)以政企為主，因此AI服務(wù)器中采用國(guó)產(chǎn)芯片的比例相對(duì)較高，同時(shí)公司也與頭部國(guó)產(chǎn)芯片廠商保持緊密合作，有望充分受益于國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程。從資產(chǎn)負(fù)債表看，1Q25公司合同負(fù)債同比增長(zhǎng)67%，展現(xiàn)積極信號(hào)。積極布局Scale-out域白盒交換機(jī)，有望在Scale-up域突破：Scale-out域數(shù)通交換機(jī)量?jī)r(jià)齊升，同時(shí)以太網(wǎng)滲透率迅速提升，給國(guó)內(nèi)以太網(wǎng)交換機(jī)廠商放量提供了先決條件?；ヂ?lián)網(wǎng)客戶占國(guó)內(nèi)數(shù)通交換機(jī)67%的份額，多采用白盒交換機(jī)。針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)客戶，公司自2022年起就前瞻性地投入白盒研發(fā)，目前白盒占比迅速提升。針對(duì)非互聯(lián)網(wǎng)客戶，由于其交換機(jī)系統(tǒng)自研能力相對(duì)較弱，公司有望發(fā)揮其品牌廠商的優(yōu)勢(shì)，保持高盈利能力。中長(zhǎng)期Scale-up域以太網(wǎng)交換機(jī)將加速滲透，行業(yè)擴(kuò)容。公司有望憑借AI服務(wù)器業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)率先取得突破，重塑準(zhǔn)入壁壘。費(fèi)用率管控成效顯著，助力24年&25Q1盈利高增。公司24年?duì)I收116.99億元，同比+1.36%，毛利率38.62%，同比-0.33pct；銷售、管理、財(cái)務(wù)、研發(fā)費(fèi)用率分別為15.51%、5.50%、-0.12%、16.12%，分別同比+0.16pct、+0.60pct、-0.28pct、-2.81pct；歸母凈利潤(rùn)5.74億元，同比+43.09%。公司25Q1營(yíng)收25.36億元，同比+18.14%，毛利率37.49%，同比-1.03pct；25Q1銷售、管理、財(cái)務(wù)、研發(fā)費(fèi)用率分別為13.48%、6.13%、0.13%、15.27%，分別同比-4.70pct、-0.22pct、+0.51pct、-4.13pct；歸母凈利潤(rùn)1.07億元，同比+4543.67%。20/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 數(shù)據(jù)中心交換機(jī)全面爆發(fā)，市場(chǎng)份額突出。24年網(wǎng)絡(luò)設(shè)備收入96.53億元，同比+14.90%，毛利率37.86%，同比-3.47pct，其中數(shù)據(jù)中心交換機(jī)收入39.64億元，同比+120%，同比增速較24H1進(jìn)一步提升。同時(shí)，根據(jù)IDC數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2024年公司取得200G/400G數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)交換機(jī)市場(chǎng)份額第一、數(shù)據(jù)中心交換機(jī)市場(chǎng)占有率國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)第一，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)突出。24年網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備收入4.52億元，同比-47.14%，毛利率60.79%，同比+17.21pct；云桌面解決方案收入5.49億元，同比-27.54%，毛利率31.92%，同比-2.56pct。境外市場(chǎng)開拓成果顯著。公司24年境外市場(chǎng)收入18.69億元，同比+52.72%，毛利率46.31%，同比+2.93pct。國(guó)際市場(chǎng)業(yè)務(wù)覆蓋進(jìn)一步擴(kuò)大，業(yè)務(wù)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型成果顯著，SMB國(guó)際業(yè)務(wù)加大了英國(guó)、西班牙等12個(gè)重點(diǎn)國(guó)家的市場(chǎng)開拓力度，銷售渠道數(shù)量大幅增加。公司深耕以太網(wǎng)交換機(jī)芯片領(lǐng)域，高端旗艦芯片加速落地。公司現(xiàn)已形成豐富的以太網(wǎng)交換芯片產(chǎn)品序列，覆蓋從接入層到核心層的以太網(wǎng)交換產(chǎn)品。公司面向大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和云服務(wù)需求，最大端口速率達(dá)到800G、交換容量為12.8Tbps及25.6Tbps的高端旗艦芯片于2024年實(shí)現(xiàn)小批量交付。在公司規(guī)?；慨a(chǎn)的產(chǎn)品中，TsingMa.MX產(chǎn)品具備2.4Tbps轉(zhuǎn)發(fā)能力，支持運(yùn)營(yíng)商面向新一代通信技術(shù)提出的FlexE切片網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和G-SRv6技術(shù)。公司積極擴(kuò)大研發(fā)投入，提高產(chǎn)品核心競(jìng)爭(zhēng)力。2024年研發(fā)費(fèi)用4.28億元，同比增長(zhǎng)36%，占營(yíng)業(yè)收入之比為39.61%。截至2024年年末，公司研發(fā)人員總數(shù)409人，較2023年末增加38人，研發(fā)人員占公司總?cè)藬?shù)的比例為76.31%。公司自主研發(fā)的以太網(wǎng)交換芯片目前已進(jìn)入新華三、銳捷網(wǎng)絡(luò)、邁普技術(shù)等國(guó)內(nèi)主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商的供應(yīng)鏈，產(chǎn)品有效覆蓋企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)等下游應(yīng)用領(lǐng)域。公司深耕以太網(wǎng)交換機(jī)領(lǐng)域，堅(jiān)持研發(fā)投入，積極開展技術(shù)創(chuàng)新，有望持續(xù)推出具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)前瞻性的網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品。同時(shí)，受到生成式AI模型訓(xùn)練和推理需求的驅(qū)動(dòng)，AI數(shù)據(jù)中心有望加速建設(shè)，從而為公司網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品帶來(lái)新的增量空間。21/32全球領(lǐng)先的綜合信息與通信技術(shù)解決方案提供商：公司擁有ICT行業(yè)完整的、端到端的產(chǎn)品和解決方案，集“設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)”于一體，聚焦運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)、政企業(yè)務(wù)、消費(fèi)者業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)覆蓋160多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，服務(wù)全球1/4以上人口。數(shù)據(jù)中心交換機(jī)系列產(chǎn)品保持GlobalData國(guó)內(nèi)同產(chǎn)品最高評(píng)級(jí)：國(guó)產(chǎn)超高密度400GE/800GE框式交換機(jī)，基于自研7.2T分布式轉(zhuǎn)發(fā)芯片和112Gb/s高速總線技術(shù)，性能業(yè)界領(lǐng)先，整機(jī)支持576個(gè)400GE或288個(gè)800GE接口；51.2T盒式交換機(jī)，支持128個(gè)400GE接口，達(dá)到業(yè)界一流水平，已在互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)規(guī)模商用。在運(yùn)營(yíng)商數(shù)據(jù)中心交換機(jī)市場(chǎng)，公司框式交換機(jī)憑借自研核心器件保持行業(yè)領(lǐng)先地位；盒式交換機(jī)分別以第一名和第二名中標(biāo)中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信集采項(xiàng)目。專注高速有線通信芯片。公司以以太網(wǎng)物理層芯片作為市場(chǎng)切入點(diǎn)，逐步向上層網(wǎng)絡(luò)處理產(chǎn)品拓展，目標(biāo)瞄準(zhǔn)OSI七層架構(gòu)的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，產(chǎn)品覆蓋數(shù)通、安防、消費(fèi)、電信、工業(yè)、車載等多個(gè)領(lǐng)域，產(chǎn)品分為商規(guī)級(jí)、工規(guī)級(jí)、車規(guī)級(jí)等不同性能等級(jí)，以及百兆、千兆、2.5G等不同傳輸速率和不同端口數(shù)量的產(chǎn)品組合，公司目前已布局7大產(chǎn)品線。市場(chǎng)持續(xù)復(fù)蘇，下游客戶需求有所增長(zhǎng)。隨著半導(dǎo)體行業(yè)周期性下行收尾，市場(chǎng)需求逐步復(fù)蘇及客戶庫(kù)存逐步優(yōu)化，下游客戶需求有所增長(zhǎng)；同時(shí)公司2.5G網(wǎng)通以太網(wǎng)物理層芯片、多口網(wǎng)通以太網(wǎng)交換機(jī)芯片、千兆網(wǎng)通以太網(wǎng)網(wǎng)卡芯片、車載芯片等持續(xù)放量以及其他高速有線通信新品的逐年推出，公司營(yíng)收逐步恢復(fù)到高速成長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。未來(lái)公司將不斷優(yōu)化內(nèi)部管理體系，逐步收窄虧損，實(shí)現(xiàn)盈利。22/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 構(gòu)建更完整的車載通信解決方案，助力車載通信芯片全棧自主可控。在汽車電子電氣架構(gòu)從分布式向集成式升級(jí)的浪潮中，中國(guó)車載以太網(wǎng)芯片市場(chǎng)（含PHY和交換芯片）正經(jīng)歷爆發(fā)式增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2025年國(guó)內(nèi)車載PHY芯片市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)超過(guò)120億元，未來(lái)智能汽車單車的以太網(wǎng)端口甚至將超過(guò)100個(gè)。然而在這一領(lǐng)域，海外頭部廠商占據(jù)了絕大多數(shù)市場(chǎng)份額，國(guó)產(chǎn)替代的緊迫性日益凸顯。公司在2020年實(shí)現(xiàn)了車載百兆物理層芯片的量產(chǎn)，2023年實(shí)現(xiàn)了車載千兆物理層芯片的量產(chǎn)，2024年成立單獨(dú)的車載事業(yè)部，2025年將實(shí)現(xiàn)車載交換芯片的量產(chǎn)，以及車載攝像頭端加解串芯片的送樣。目前，公司的車載以太網(wǎng)物理層芯片已經(jīng)在幾乎所有的國(guó)內(nèi)車廠實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模量產(chǎn)，新推出的車載以太網(wǎng)交換芯片在多家車廠進(jìn)行測(cè)試當(dāng)中。未來(lái)幾年，公司車載業(yè)務(wù)將重點(diǎn)圍繞車載以太網(wǎng)、SerDes等車載高速有線通信芯片進(jìn)行開展，在鞏固PHY芯片市場(chǎng)地位的同時(shí)，通過(guò)縱向技術(shù)升級(jí)和橫向生態(tài)拓展，構(gòu)建更完整的車載通信解決方案，助力車載通信芯片全棧自主可控。步入第三輪研發(fā)周期，補(bǔ)足產(chǎn)品線。2024年全年公司研發(fā)投入2.94億元，占營(yíng)業(yè)收入74.10%，同比增長(zhǎng)32.40%；2025年第一季度研發(fā)投入0.73億元，占營(yíng)業(yè)收入90.39%，同比增長(zhǎng)13.08%，公司目前已進(jìn)入第三輪研發(fā)投入期，該輪次研發(fā)投入金額較大，投入周期較長(zhǎng)，研發(fā)產(chǎn)品難度系數(shù)大幅提升。核心研發(fā)投入為補(bǔ)充2.5G系列網(wǎng)通產(chǎn)品、24口及以下網(wǎng)通交換機(jī)芯片、5G/10G網(wǎng)通以太網(wǎng)物理層芯片、車載以太網(wǎng)交換機(jī)芯片、車載高速視頻傳輸芯片、車載網(wǎng)關(guān)芯片。這一系列產(chǎn)品陸續(xù)在2024年到2026年量產(chǎn)出貨，為后續(xù)的營(yíng)收份額的提升做出貢獻(xiàn)。白盒交換機(jī)是一種軟硬件解耦的開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，與傳統(tǒng)軟硬一體的封閉交換機(jī)相比具有諸多優(yōu)勢(shì)。優(yōu)點(diǎn)：相比傳統(tǒng)交換機(jī)軟硬件捆綁購(gòu)買、壟斷使用，白盒交換機(jī)能夠顯著降低交換機(jī)的購(gòu)置成本；在軟件功能方面，可以基于開源軟件進(jìn)行二次開發(fā)，降低開發(fā)周期和成本。其次，白盒交換機(jī)支持硬件數(shù)據(jù)面可編程和軟件容器化部署，可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行快速升級(jí)迭代；另外，借助容器化部署，能統(tǒng)一簡(jiǎn)化管理運(yùn)維，降低網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維成本。發(fā)展歷程：Linux1.0版本于1994年正式發(fā)布，2年后2.0版本正式更新，提供了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議/功能控制的開源框架；2015年，OCP成功推出第一款白盒交換機(jī)Wedge；2016年至今，白盒設(shè)備、軟件操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化等技術(shù)已得到蓬勃的發(fā)展。白盒交換機(jī)開源組織：開放計(jì)算項(xiàng)目、開放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)、電信基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目、開源數(shù)據(jù)中心委員會(huì)。白盒交換機(jī)分硬件和軟件兩個(gè)部分：用戶可以任意購(gòu)買交換機(jī)的硬件、安裝軟件。白盒交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)中的物理硬件和操作系統(tǒng)進(jìn)行解耦，讓標(biāo)準(zhǔn)化的硬件配置與不同的軟件協(xié)議進(jìn)行匹配。下游客戶可以任意購(gòu)買交換機(jī)的硬件、安裝軟件，也可以定制自己的牌子，可以獲得更高的性價(jià)比和靈活性，不會(huì)再受制于某個(gè)廠商。23/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 白盒交換機(jī)靈活性和可編程性也使得網(wǎng)絡(luò)管理員能夠更好地適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需求。無(wú)論是新增設(shè)備還是調(diào)整網(wǎng)絡(luò)策略，白盒交換機(jī)都能夠通過(guò)軟件配置來(lái)實(shí)現(xiàn)，大大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)管理的過(guò)程。由于對(duì)靈活、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的網(wǎng)絡(luò)解決方案需求不斷增加，白盒交換機(jī)市場(chǎng)正在迅速擴(kuò)大。根據(jù)VerifiedMarketReports，2023年全球白盒交換機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為25.58億美元，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到64.25億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率增為14.07%。數(shù)據(jù)中心通常使用高性能以太網(wǎng)交換機(jī)。大型數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)需求體現(xiàn)在三個(gè)方面：高度穩(wěn)定性、高度可管可控、高性能低成本。數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景需求明確，對(duì)軟件特性的要求相對(duì)簡(jiǎn)單，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)明確，非常適合采用白盒交換機(jī)。通過(guò)部署白盒交換機(jī)，相關(guān)廠商/企業(yè)能夠自主掌控軟硬件運(yùn)營(yíng)體系，搭建更低成本、更為可靠、高度可控、高度自動(dòng)化、智能化的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，最終提供更優(yōu)質(zhì)服務(wù)。從國(guó)內(nèi)以及全球數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場(chǎng)來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)軟件化和硬件白盒化已經(jīng)成為了趨勢(shì)，尤其受到互聯(lián)網(wǎng)廠商青睞。國(guó)內(nèi)交換機(jī)廠商如新華三、銳捷網(wǎng)絡(luò)等已有成熟的白盒交換機(jī)產(chǎn)品，菲菱科思已拓展自研的白盒交換機(jī)產(chǎn)品，未來(lái)有望深度受益。CPO是將交換芯片和光引擎共同裝配在同一個(gè)插槽上，形成芯片和模組的共封裝，可降低交換系統(tǒng)功耗。優(yōu)勢(shì)：低功耗、低時(shí)延、高帶寬、降低成本等。24/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 系統(tǒng)功耗降低25%：根據(jù)Cisco統(tǒng)計(jì)，對(duì)比可插拔（Pluggable）方案，CPO方案能夠使得ASIC連接至可插拔光模塊所需的功耗最多可降低50%、可使51.2T交換機(jī)總功耗降低25%-30%，這是由于取消了光學(xué)器件中功耗較高的DSP，以及在ASIC上使用功耗較低的Serdes?？傮w結(jié)構(gòu)：主要由交換芯片ASIC、OE光引擎（含PIC）、ELS外置光源、柔性光背板、MPO連接器等部件組成。CPO市場(chǎng)空間：根據(jù)Yole預(yù)測(cè)，伴隨未來(lái)人工智能（AI）的發(fā)展，數(shù)據(jù)通信光學(xué)器件一直在增長(zhǎng)，2022-2028年其CAGR將為24%，2028-2033為80%，收入預(yù)計(jì)將從2022年的3800萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2033年的26億美元，其中CPO將從2022年的600萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2033年的2.87億美元，CAGR為69%；OIO將從2022年的500萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2033年的23億美元，CAGR為81%。博通：2021年初公布為配備CPO的以太網(wǎng)交換機(jī)制定了非常激進(jìn)的時(shí)間表，到2024年3月博通宣布向客戶交付了CPO交換機(jī)Bailly，是業(yè)界首款51.2TbpsCPO以太網(wǎng)交換機(jī)，產(chǎn)品采用8個(gè)基于硅基光電子技術(shù)的6.4Tbps光學(xué)引擎與博通的Tomahawk5交換機(jī)芯片集成在一起。Bailly使光互連的功耗降低70%，與可插拔光收發(fā)模塊解決方案相比，硅面積利用率提高了8倍。新華三：在2023年領(lǐng)航者峰會(huì)上，新華三首發(fā)了800GCPO硅光數(shù)據(jù)中心交換機(jī)。該CPO交換機(jī)單芯片支持51.2T交換能力，支持64個(gè)800G端口，并融合CPO硅光技術(shù)、液冷散熱設(shè)計(jì)、智能無(wú)損等先進(jìn)技術(shù)，適用于AIGC集群或數(shù)據(jù)中心高性能核心交換等業(yè)務(wù)場(chǎng)景中。銳捷網(wǎng)絡(luò)：2022年OCP峰會(huì)上，發(fā)布了業(yè)界領(lǐng)先的25.6TCPO交換機(jī)，該款CPO交換機(jī)支持32個(gè)QSFP112可插拔光模塊接口，支持?jǐn)U展32個(gè)400GDR4接口。與可插拔光模塊方案相比，CPO方案能使交換機(jī)整機(jī)光模塊功耗降低50%以上?？蓱?yīng)用于數(shù)據(jù)中心，解決高速信號(hào)損耗過(guò)高的問(wèn)題。發(fā)布CPO交換機(jī)：英偉達(dá)在2025年的GTC大會(huì)上推出了Quantum-X硅光共封芯片、Spectrum-X硅光共封芯片以及衍生出來(lái)的三款交換機(jī)產(chǎn)品：Quantum3450-LD、SpectrumSN6810和SpectrumSN6800。Quantum-X交換機(jī)基于IB網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，預(yù)計(jì)2025年晚些時(shí)候上市；Spectrum-X交換機(jī)基于以太網(wǎng)技術(shù)，預(yù)計(jì)2026年上市。英偉達(dá)CPO的合伙伙伴包括：Browave、Coherent、Corning、Fabrinet、Foxconn、Lumentum、Senko、SPIL、Sumitomo、TFC（天孚通信）和臺(tái)積電。英偉達(dá)團(tuán)隊(duì)攜手產(chǎn)業(yè)伙伴推動(dòng)CPO聯(lián)合創(chuàng)新，包括首款25/32采用微環(huán)調(diào)制器（MRM）1.6T硅光CPO芯片，首個(gè)采用TSMC制程3D堆疊硅光子引擎，搭載了高輸出功率激光器和直連光纖連接器。AI集群中互聯(lián)設(shè)備價(jià)值量持續(xù)提升，伴隨集群規(guī)模擴(kuò)大互聯(lián)設(shè)備價(jià)值量占比有望進(jìn)一步提升。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備Capex占比中，互聯(lián)設(shè)備占比約為15.5%（交換機(jī)、光模塊、光纖連接）。而根據(jù)拾象科技對(duì)于Meta24,576H100InfiniBand集群Capex的測(cè)算數(shù)據(jù)，InfiniBand互聯(lián)設(shè)備Capex占比達(dá)23.9%，而以Meta24,576H100集群為基礎(chǔ)推演至10萬(wàn)卡集群時(shí)，InfiniBand互聯(lián)設(shè)備Capex占比達(dá)26.1%，Capex占比進(jìn)一步提升2.2pct。預(yù)計(jì)隨著后續(xù)集群規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，交換機(jī)互聯(lián)設(shè)備Capex將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。AI集群中，GPU數(shù)量與交換機(jī)數(shù)量增長(zhǎng)呈現(xiàn)一定比例，后續(xù)機(jī)內(nèi)互聯(lián)有望打開交換芯片全新增長(zhǎng)空間。Scale-Out網(wǎng)絡(luò)側(cè)：采用Spine-Leaf方案：GPU：服務(wù)器：25.6T交換機(jī)=1:0.125:0.04；采用DDC方案：GPU：服務(wù)器：交換機(jī)=1:0.125:0.125。Scale-up網(wǎng)絡(luò)側(cè)：NVL72NVLink互聯(lián)：GPU：28.8T交換芯片=1:0.25；26/32北美頭部云廠商持續(xù)加大AI基礎(chǔ)設(shè)施投資。2024年隨著下游客戶AI需求愈發(fā)旺盛，四家頭部云廠商明確表示都將加大資本開支投入，重點(diǎn)支持AI基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（主要涉及服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其他數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施）。根據(jù)Bloomberg一致預(yù)期，預(yù)計(jì)2024年北美四大頭部云廠商資本開支將達(dá)到1,938.62億美元，同比增長(zhǎng)31.48%。根據(jù)Arista業(yè)績(jī)說(shuō)明會(huì)交流，各類云廠商AI投入決心愈發(fā)堅(jiān)定，客戶訂單能見度不斷提升（3-6個(gè)月）。隨著數(shù)據(jù)中心建設(shè)的逐步深入，交換機(jī)迭代升級(jí)節(jié)奏加快。根據(jù)Arista援引的Dell’Oro報(bào)告，交換機(jī)高速化趨勢(shì)持續(xù)演繹，800G交換機(jī)有望在2025年左右起快速上量，并在2026年成為主流，AI的加入還會(huì)使得800G的放量更加提速。同時(shí)，1.6T交換機(jī)也將延續(xù)800G的滲透趨勢(shì)，在未來(lái)幾年內(nèi)逐步推出。27/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 根據(jù)LightCounting的統(tǒng)計(jì)，2023年InfiniBand交換機(jī)ASIC的銷售額增長(zhǎng)了2.3倍，預(yù)計(jì)2024-2029年的年復(fù)合增長(zhǎng)率為25%。以太網(wǎng)方面，由于云數(shù)據(jù)中心內(nèi)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的投資減少，2023年以太網(wǎng)交換機(jī)ASIC的銷售額基本持平，但這一市場(chǎng)將在2024年恢復(fù)增長(zhǎng)，之后將穩(wěn)步增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2024-2029年以太網(wǎng)交換機(jī)ASIC的銷售額將以14%的年復(fù)合增長(zhǎng)率加速增長(zhǎng)。28/32行業(yè)|深度|研究報(bào)告 光交換機(jī)可靠性更強(qiáng)，功耗更低。在光電融合交換方案中,光交換功能模塊的主要方案分為光電路交換（OCS）、光突發(fā)交換(OBS)和光包交換(OPS)3種。光電路交換機(jī)（OCS）主要通過(guò)配置光交換矩陣,從而在任意輸入/輸出端口間建立光學(xué)路徑以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的交換。由于光傳播路徑的寬帶和無(wú)源的特性，OCS對(duì)光信號(hào)的速率和協(xié)議等均是透明的,不需要隨著服務(wù)器NIC網(wǎng)卡速率以及端口迭代，相同OCS硬件可以跨代際的被重復(fù)利用，長(zhǎng)期成本開支更低，生命周期較長(zhǎng)；由于沒有光/電轉(zhuǎn)換和相應(yīng)的包處理和分發(fā)的過(guò)程，OCS擁有更小的每端口功耗400Gbps端口為例，OCS每端口功耗10W)，以及較低的時(shí)延（OCS時(shí)延數(shù)十ns，EPS時(shí)延百μs)；由于OCS整機(jī)使用芯片類型及數(shù)量較少，故障率遠(yuǎn)低于電交換機(jī)，可靠性更強(qiáng)。由于OC缺乏包處理能力，只能將某個(gè)輸入/輸出端口連通配對(duì)，只有當(dāng)全局動(dòng)態(tài)的流量預(yù)測(cè)與實(shí)時(shí)光交換矩陣配置完美結(jié)合時(shí)，OCS才能較好滿足業(yè)務(wù)需求，而傳統(tǒng)業(yè)務(wù)流量通常難以預(yù)測(cè)，成為了制約OCS規(guī)模應(yīng)用的重要因素，但AI大模型預(yù)訓(xùn)練基于已知的數(shù)據(jù)