2024年交换机行业研究:IB性能占优,以太网开放占优

  • 来源:国元证券
  • 发布时间:2024/07/01
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交换机行业研究:IB性能占优,以太网开放占优。Scalinglaw下算力需求持续扩张,基础硬件端将充分受益。OpenAI的ScalingLaw下,模型有效性和计算约束正相关。因此在GPU能力一定的情况下,如何提高集群的线性加速比,满足低时延、大带宽、无阻塞的机间通信,从而降低多机多卡间数据同步的通信耗时,成为模型训练侧新的核心议题。根据英伟达的财报后电话会,黄仁勋认为推理需求在当下被极大低估。当下大模型企业把更多的精力都花在提升大模型智能水平,因此绝大部分算力都被用在于训练。但随着模型迭代逐步放缓及更多AI应用的落地,推理侧的需要也在快速增加。IB胜在性能、以太网优在开放,看好AI推动的量、速...

1 Transformer 架构下的智算算网新需求

2017 年谷歌发布《Attention Is All You Need》,Transformer 模型引入注意力机制 (attention),用于学习不用位置的词汇之间的关联关系,从而更好表征大型语言文 本中的语义和词法的关系。而作为 Transformers 的自然语言处理模型之一,GPT 通 过使用 Transformer 的解码器左到右建模文本,从而确保生成的文本是来自上下文 的正确表示。2022 年 11 月底,OpenAI 公司上线一款具有跨时代意义的大模型智能 语言模型 ChatGPT,生成式语言类大模型自此大放异彩。 随着大模型的能力被广泛认知,对模型效果优化的相关研究逐步加速。根据 OpenAI 的《Scaling Laws for Neural Language Model》,适当扩大模型参数量,语言模型 的生成及预测能力将会提高,但这一正向关系很大程度上受到计算约束的限制,即 相同的计算约束下,总有最佳的模型参数量和最大的模型有效程度。因此,如何最大 程度提高集群的计算约束成为新的核心议题。

集群的有效算力可以分解为 GPU 利用率、集群的线性加速比,GPU 的利用率受制 于芯片架构的制程、内存和 I/O 访问瓶颈、卡间互联带宽和拓扑、芯片功耗等因素, “集群线性加速比”则取决于节点的通信能力、并行训练框架、资源调度等因素。因 而,如何设计高效的集群组网方案,满足低时延、大带宽、无阻塞的机间通信,从而 降低多机多卡间数据同步的通信耗时,提升 GPU 有效计算时间比(GPU 计算时间/ 整体训练时间)至关重要。基于中国移动研究院的《面向 AI 大模型的智算中心网络 演进白皮书》,AI 大模型对网络建设也提出了新的要求: 1)超大规模组网:训练参数达到千亿-万亿级别的 AI 超大模型代表着超高速算力需 求,并进一步对应着大量的硬件需求及与之匹配的网络可延展能力。根据《面向 超万卡集群的新型智算技术白皮书》,当单集群中卡的数量达到万卡级别后,相 应的,如何实现最优运算效率、最佳数据处理能力、硬件层面的万卡互联、网络 系统的可用和易运维等,会成为 AI 智算中心的新议题。 2)超高带宽需求:多卡构成的算力集群内,不可避免的存在服务器机内和机间通信。机内,模型并行产生的 All Reduce 集合通信数据量将达到百 GB 级别,因此机 内 GPU 间的通信带宽及方式对于流完成时间十分重要。机间,流水线并行、数 据并行及张量并行模式中部分集合通信亦将达到百 GB 级别,复杂的集合通信模 式将在同一时刻产生多对一、一对多的通信,因此机间 GPU 的高速互联对于网 络的单端口宽带、节点间的可用链路数量及网络总带宽均提出了高要求。 3)超低时延:数据通信传输的时延分为静态和动态时延两个部分,静态时延由转发 芯片的能力和传输的距离决定,当网络拓扑与通信数据量确定时,此部分时延通 常为固定值。动态时延包含了交换机内部排队时延和丢包重传时延,通常由网络 拥塞、丢包与网络抖动引起。 4)超高稳定性与自动化部署:由于卡的数量大幅增加,网络的稳定性成为网络集群 的“木桶短板”,网络故障及性能波动将导致计算节点间的连通性和计算资源的 利用率均受到影响。

RDMA((Remote Direct Memory Access 远程直接内存访问)可以降低多机多卡间 端到端通信时延。在传统网络中,数据传输涉及多个步骤:首先将数据从源系统的内 核复制到网络堆栈,然后通过网络发送。最后,在接收端执行多个步骤后,将数据复 制到目标系统的内核中。RDMA 可以绕过操作系统内核,让一台主机可以直接访问 另外一台主机的内存。目前 RDMA 技术的主要采用方案有 Infiniband 和 RoCEv2(基 于 RDMA 的 Ethernet 技术,后简称为 RoCE)两种。

IB(Infiniband)和 RoCE(基于 RDMA 的 Ethernet 技术)是目前主流的两种网络 技术,IB 架构的网络胜在低延迟及高带宽,以太网则优在开放性及性价比。RoCE 是 应用相对广泛,相对成熟的网络互联技术,也是整个互联网络大厦的基石,兼容性好, 可实现不同的系统之间的互连互通。同时,RoCE 的供应商较多,也因此具有相对较 强的性价比优势。IB 的应用领域很专,作为高带宽、低时延、高可靠的网络互联技 术,在 HPC 集群领域广泛应用。但由于供应商较少,部署成本高于 RoCE。

RoCE 是足够好的方案,而 InfiniBand 是特别好的方案。不可否认的是,在超算集 群中,IB 架构仍是选择相对较多、效率相对较高的互联方式。虽然 IB 网络结构有性 能优势,基于成本和开放性考虑,大多数云计算公司仍表示计划在其生产型人工智能 基础设施中使用开源以太网交换机,而不是专有的 IB 解决方案。根据亚马逊的高级 首席工程师 Brian Barrett,AWS 之所以放弃 IB 方案,主要是因为:“云数据中心很 多时候是要满足资源调度和共享等一系列弹性部署的需求,专用的 IB 网络构建的集 群如同在汪洋大海中的孤岛”。

当下大模型企业把更多的精力都花在提升大模型智能水平,因此绝大部分算力都被 用在于训练。但随着模型迭代逐步放缓及更多 AI 应用的落地,推理侧的需要也在快 速增加,而以太网设备由于其更具性价比或将是推理需求的首选方案。 2023 年 7 月 19 日,在 Linux 基金会的牵头下,由云厂商(MATA、微软),网络设 备厂商(博通、思科、惠普),半导体公司(AMD、Intel)等业界各方力量参与的 UEC 联盟(Ultra Ethernet Consortium 超级以太网联盟)成立。该联盟将提供基于以太 网的开放、互操作、高性能全通信栈架构,以满足人工智能和高性能计算日益增长的 大规模网络需求,因而我们认为 UEC 的成立有利于以太网架构在 HPC 等高性能计 算领域的技术进步。在最新一季财报会上,Arista 表示其与 Broadcom 合作的集群数据显示,Arista 的以太网产品,相比传统的 InfiniBand,作业完成速度至少提高了 10%。

2 IB:格局寡头,性能占优

2000 年,IB 架构规范的 1.0 版本正式发布。由于其最早引入 RDMA 协议,从而源 生的具有低延迟、大带宽、高可靠的优势。2015 年,InfiniBand 技术在 TOP500 榜 单中的占比首次超过了 50%,达到 51.4%(257 套),InfiniBand 成为超级计算机最 首选的内部连接技术。 目前 IB 架构的供应商以 Nvidia 的 Mellanox 为主。IB 协会(InfiniBand Trade Association,IBTA)最初由英特尔、微软、SUN 公司、IBM、康柏以及惠普 公司主导成立。1999 年 5 月,Mellanox 由几名从英特尔公司和伽利略技术公司 离职的员工,在以色列创立,并于 2001 年推出了自己首款 IB 的产品。2002 年,原 IB 阵营的巨头英特尔和微软退出。2010 年,Mellanox 和 Voltaire 公司合并,IB 主要 供应商只剩下 Mellanox 和 QLogic。2012 年,英特尔以 1.25 亿美元的价格收购了 QLogic 的 IB 网络业务重回 IB 阵营,但不久又以 1.4 亿美元的价格从 Cray 手中收购 了“Gemini” XT 和“Aries”XC 超级计算互连业务,后基于 IB 和 Aries 打造出了新 的 Omni-Path 互联技术。2013 年,Mellanox 相继收购了硅光子技术公司 Kotura 和 并行光互连芯片厂商 IPtronics,进一步完善了自身产业布局。2015 年,Mellanox 在 全球 InfiniBand 市场上的占有率达到 80%。2019 年,英伟达(Nvidia)公司击败对 手英特尔和微软,以 69 亿美元的价格成功收购了 Mellanox。

我们以英伟达最新一代 GB200 产品为例:

2.1 机柜内部

单个 rack 内部包括 18 个 Compute tray(上 10 下 8)和 9 个 Switch tray,机柜内 Compute tray 和 Switch tray 之间通过 Copper Cable Cartridge 相连。通过液冷冷却 体系,相较 H100 的风冷基础设施,在相同的功耗下可以实现 25 倍的性能。

单个 Compute tray 包括 2 颗 GB200 Grace Blackwell Superchip、4 颗 Connectx800G Infiniband Supernic 及 1 颗 Bluefield-3 DPU。 1) GB200 Grace Blackwell Superchip 包含两颗 Blackwell GPU 和一颗 Grace CPU。 其中,单颗 Blackwell GPU 架构尺寸是上一代 Hopper GPU 的两倍,但 AI 性能 (FP4)是 Hopper 的 5 倍(单颗 Blackwell GPU AI 性能(FP8)约为 20petaFLOPS,8X24GB 的 HBM3e,8TB/s 的内存带宽),有 18 个 NVlink 端口 连接 18 颗 NVlink switch chip,实现 1.8TB/s 双向连接速度。 2) Connectx-800G Infiniband Supernic 可以实现端到端 800Gb/s 的网络连接和性 能隔离,专为高效管理多租户生成式 AI 云而设计,通过 PCIe 6.0 提供 800Gb/s 的数据吞吐量。ConnectX-8 Supernic 支持单端口 OSFP 224 和双端口 QSFP 112 连接器,支持 NVIDIA Socket Direct 16 通道辅助卡扩展。 3) Bluefield-3 DPU 可以通过 400Gb/s 以太网或 NDR 400Gb/s InfiniBand 网络 连接,以实现卸载、加速和隔离软件定义的网络、存储、安全和管理功能,从而 显著提高数据中心的性能、效率和安全性。

单个 Switch tray 包括 2 颗 NVlink Switch 芯片,单颗 Switch 芯片单颗芯片支持 4 接口、单接口 1.8TB/s 的传输速率。 每个 Switch tray 盘可提供 144 个 NVlink 端口(100GB),14.4TB/s 的总带宽。9 个 Switch tray 盘,可以提供 9*144=1296 个端口,完全连接 72 个 Blackwell GPU 上单 颗 18 个,共 72*18=1296 个 NVlink 端口。

机柜内连接方面,Compute tray 和 Switch tray 之间通过五代 NVlink 相连,五代 NVlink 双向带宽为 1.8 TB/s,是上一代的 2 倍,是 PCIe Gen5 带宽的 14 倍以上。 1.8TB/s 的 GPU-to-GPU 间通信,使得 AI 及高性能计算中 GPU 的扩展成为可能。 Compute tray 中 Superchip 内部 GPU 及 CPU 间通过 NVlink Chip-to-Chip 连接(双 向带宽 900GB/s)。

2.2 机柜之间

GPU=72 在现有硬件配置下,单台机柜内部通过 NVlink 即可实现 L1 层 switch tray 连接: 1) 铜缆为GB200机柜内首推方案。虽然GB200通过充分提升单芯片的算力密度、 应用散热效率更高的液冷方式,实现了在更小的空间内部署更多的 GPU 卡,使铜缆连接成为机柜内连接更具性价比的方案。但基于高速率长距离的传输损耗 问题,未来迭代节奏与应用的持续性仍有待观察。 GPU>72 在现有硬件配置下,单层网络已无法满足要求,需升级至更高层数网络结 构。有单一 NVlink、IB 组网: 1)当所需连接的 GPU 数量大于 72 小于 576 时,在 NVlink 单一组网的方案中,可 以使用架构为全 NVlink 连接的集群,GPU 和光模块的数量比例为 1:9。单机 柜的 NVL72 方案中的交换机已没有额外的接口进行更大规模的互联,根据推荐, 可扩展集群多采用双机柜 NVL72 方案,单个机柜有 18 个 Compute Tray、9 个 Switch Tray。与单机柜版本不同的是,双机柜版本 Computer Tray 仅一颗 Grace Blackwell Superchip(2 Blackwell GPU+1 Grace CPU)。Switch Tray 内容单双 机柜版本保持一致。36 颗 Blackwell GPU 充分连接 18 颗 NVswitch chip 共有 36*18=648 个 ports,构成 576 集群的为双排的 16 个机柜,则累计需连接的端 口为 648*16=10368 个 ports,单口单向速率为 50GB/s(双向速率 100GB/s)。 假设 L1 至 L2 层网络通过光模块且采用 1.6T 光模块(200GB/s),则共需要 10368*50/200*2=5184 个 1.6T 光模块,GPU:1.6T 光模块=576:5184=1:9。 2)当所需链接的GPU数量大于72时,在IB组网的方案中,若使用最新一代NVIDIA Quantum-X800 Q3400 交换机互联,根据端口数的不同,同样网络层数所能承 载的最多 GPU 数量不同,GPU 和光模块的比例略有区别。相较 NVIDIA Quantum-2 QM9700 仅有的 64 个 400G 的 ports 而言,最新一代 NVIDIA Quantum-X800 Q3400 交换机有 144 个 800G 的 ports,最多可以实现 (144^2)/2=10368 张 GPU 的互联。根据 SemiAnalysis 的预测,2 层网络架 构的 1.6t 光模块/GPU 的比例在 2.5 左右,3 层网络架构的 1.6t 光模块 /GPU 的比例在 3.5 左右。

3 Ethernet:格局多竞争,开放占优

在 Ethernet 架构的网络中,以太网交换机是核心设备之一。基于以太网进行数据传 输的多端口网络设备,每个端口都可以连接到主机或网络节点,主要功能就是根据接 收到数据帧中的硬件地址,把数据转发到目的主机或网络节点。

3.1 下游:数据中心是核心驱动,需求呈量、速双增

按下游应用分,交换机可以分为数据中心(智算+企业+运营商)和园区等需求领域。 智算或超大型数据中心领域交换机将充分受益于云计算技术的成熟及算力需求推动 的传续效率提升。云计算、大数据、物联网、人工智能等技术产业发展提升了对数据 流量及速率的需求,全球传统数据中心数量及占比持续提升,推动交换机需求数量增 长。与此同时,生成式大模型等新兴产业推动智算算力需求爆发,智算数据中心间及 内部互联带宽压力加大,网络架构升级,端口速率也从 10-100Gbps 提升至 100- 800Gbps。企业网数据中心交换机主要由于互联网行业近两年持续的颓势影响投资, 运营商数据中心交换机自 2022 年以来保持建设高涨,集采、网络云、IT 云建设持续 进行。

园区交换机同比下滑 0.5%,先后经历过 2021 年供应链紧张时期的囤货大涨、部署 消耗的低迷等待,目前已经进入到正常建设节奏。2023 年园区交换机市场受到宏观 经济波动影响更为明显,企业考虑到自身效益和生存压力,项目部署多有延迟。2024 年随着宏观经济好转,园区交换机部署节奏有望转向正轨,并且随着 Wi-Fi 6 AP 的 日益普及,也刺激了园区交换机需求增长。

3.2 中游:品牌+制造服务商,白盒的软硬件解耦为新趋势

受数据传输量及速度需求支撑,全球以太网交换设备市场规模在 2020-2025 年间将 实现 3.2%的复合增长率。中国以太网交换设备市场则充分受益于国产替代契机, 2020-2025 年间复合增长率将高于全球平均水平,达到 10.8%。

特征一:交换机制造环节的参与者分为品牌商和制造服务商,不同产业分工形成不 同的格局。随着全球电子制造行业的不断发展,整个产业链逐渐呈现出品牌商和制造 服务商专业化分工的行业格局。品牌商为了迅速扩大产能、降低生产成本及缩短新产 品开发周期,逐渐把产品生产制造和开发设计环节外包,其业务重心转向新产品开发、 品牌管理与市场营销,因此,电子制造服务行业应运而生。

全球及中国交换机品牌商工作重心在新产品开发、品牌管理与市场营销,市场集中 度较高。全球交换机市场思科、华为及 Arista 占据市场 63.5%的份额(2022 年数据), 中国交换机市场华为、新华三、星网锐捷占据市场 84%的份额(2021 年数据)。制 造服务商则主要负责产品生产制造和开发设计环节,市场由国内及台资供应商组成, 格局相对分散。

特征二:数据中心领域软硬件解耦的白盒等开放式创新架构的产品成为趋势。一方 面,数据中心客户对数据安全有极高要求,白盒的可编程性使得其能够自主掌握软硬 件运营体系;另一方面,脊、服务器叶、网关叶等交换机的转发逻辑不用,配备可编 程芯片的白盒交换机能够通过加载不同的功能组件,实现硬件资源的不同分配。

3.3 上游:交换芯片是以太网交换机的核心部件之一

交换芯片是以太网交换机的核心部件,直接受下游交换机的市场需求推动。以太网 交换设备由以太网交换芯片、CPU、PHY、PCB、接口/端口子系统等组成,其中 芯片的BOM成本占比约40%。根据灼识咨询数据,以销售额计,全球以太网交换芯 片总体市场规模2020年达到368.0亿元,2016-2020年年均复合增长率为3.6%。中 国以太网交换芯片的总体市场规模2020年约为125亿元,其中自用35亿、商用90亿 元。

未来,数据中心将成为交换机的核心应用场景,而商用交换芯片厂在数据中心领域 具有一定优势: 特征一:数据中心场景将成为中国以太网交换芯片市场增长的核心推动,高速率交 换芯片占比亦将相应提升。以太网芯片的终端应用场景主要分为企业网络、运营商网 络、数据中心网络和工业网络,受益于大模型对数据流动量及速度的需求提升,数据 中心将成为未来中国商用以太网交换芯片市场增长的主要推动。而数据中心场景的 需求占比提升将对应带动高速率端口的产品占比提升。从端口速率来看,以太网交 换芯片可分为百兆、千兆、万兆、25G、40G、100G 及以上速率产品。近年云计算、 大数据、物联网、人工智能等技术产业的快速发展和传统产业的数字化转型,均对网 络带宽提出新要求,高速率端口需求占比持续提升。

特征二:以太网交换芯片商用相较自用有一定优势,但仍需警惕自用厂商的技术进 步。自用以太网交换芯片厂商以思科、华为等为主,这类供应商自研交换芯片均用于 自用,同时亦会外购其他厂商的商用以太网交换芯片;商用交换芯片厂商则以博通、 美满、瑞昱、英伟达、英特尔、盛科通信等以太网交换芯片商用厂商为主。商用相较 自用有以下优势:1)交换芯片具有天然的技术、资金壁垒,同时盈利能力高度依赖 大批量出货形成的规模效应,自用厂商的终端产品会和交换设备厂商形成直接竞争, 因此其自研芯片往往难以对其竞争对手实现销售;2)未来交换设备的增量主要来源 于数据中心市场,商用数据中心市场起步早,有先发优势;3)受国际贸易摩擦影响, 部分自用芯片设计厂受产能制约,未来出货量具较强不确定性,有收缩趋势。但随着 芯片制造技术的加速进步,交换芯片的制程要求又相对宽松,仍需警惕具有芯片自研 能力的品牌商设计及制造能力进步引致的芯片环节格局恶化。 特征三:交换芯片壁垒较高,市场格局稳固且集中。博通的以太网交换芯片产品在超 大规模的云数据中心、HPC 集群与企业网络市场占据较高份额,为以太网交换芯片 全球龙头。由于以太网交换芯片行业具备较高的技术壁垒、客户及应用壁垒和资金壁 垒,因此当前行业整体国产程度较低,国内参与厂商较少。

4 行业重点公司分析

4.1 盛科通信:商用交换芯片稀缺标的,部分产品性能对标海外

盛科通信为国内领先的以太网交换芯片设计企业,聚焦以太网交换芯片及配套产品 的研发、设计和销售。基于规模化的市场应用反馈、对产业链的理解和影响及行业标 准组织的深度参与,公司构建了具备自主知识产权、具备国内领先地位、符合本土化 需求的核心技术能力,并实现了从接入层到核心层的以太网交换芯片及设备产品覆 盖。同时,公司自主研发的以太网交换芯片已进入国内主流网络设备商的供应链,以 公司芯片为核心生产的以太网交换设备已在国内主要运营商以及金融、政府、交通、 能源等各大行业网络实现规模现网应用。

盛科通信收入稳定增长,归母持续减亏。收入端,公司规模持续增长,2019 至 2023 年间,收入从 1.92 亿元增长至 10.37 亿元,复合增长率达 53%。主要系公司通过持 续的供应链管理强化、产品性能和质量的优化,客户支持水平的提高及产品应用领域 的扩展。利润端持续减亏,但 2023 年在形成相对较大的规模的收入的情况下,盈利 仍未转正,系受限于高研发投入及产品毛利率波动,毛利率变化来源于低毛利产品占 比的提升及紧张的国际局势引致的价格提升。从结构来看,交换芯片贡献了主要的收 入,且占比亦在持续提升。

盛科通信的部分产品性能可直接对标海外: 1)TsingMa.MX 及 Arctic 系列为面向超大、中等规模数据中心、5G 承载网络的汇 聚、企业网络,其中 TsingMa.MX 为公司针对已有客户需求定义的 GoldenGate 系列的迭代升级芯片。对比性能指标,TsingMa.MX 相较博通最高端交换芯片, 在核心交换容量上存在差距。但就基本特性、数据中心网络增强特性方面,公司 产品业已与竞品达到一致水平。Arctic 系列对标国际当前最高水平,面向超大规 模数据中心,交换容量最高将达到 25.6Tbps,支持最大端口速率 800G,搭载增 强安全互联、增强可视化和可编程等先进特性,将进一步降低我国以太网交换芯 片行业与国际最先进水平的差距。

2)TsingMa 系列为面向企业网络接入汇聚、5G 承载接入、工业网络和数据中心管 理交换机的中端核心芯片。TsingMa 相较同级别竞品在交换容量、特性、本土化 需求多个维度均具备较强优势,凭借上述优势,TsingMa 在 5G 承载接入、数据 中心管理交换机等新兴领域实现广泛应用。

4.2 星网锐捷:福建省国资委间接持股,锐捷、升腾位行业前列

星网锐捷主要业务为向企业级客户提供信息化解决方案,覆盖产品包括园区交换机、 企业级路由器等企业级网络设备,IP 电话机等通讯产品,瘦客户机等网络终端及行 业化的综合信息解决方案。截至 2023 年末,福建省国资委通过第一大股东福建省电 子信息集团,持有星网锐捷约 26.07%的股份。星网锐捷分别持有子公司锐捷网络、升腾资讯 44.88%、100%的股份。

星网锐捷的收入及归母稳健,2024Q1 受下游需求影响有回落。公司主要产品网络设 备和瘦客户机等都已是相对成熟的市场,格局相对稳固,因此公司收入受行业整体影 响较大。2023 年宏观经济虽弱修复,但客户采购资金紧张导致了需求萎缩等诸多不 利影响。在这样一个大宏观背景下,公司仍坚持创新驱动发展战略,通过在存量市场 中不断优化产品矩阵及供应链的方式,实现了收入及利润的持平甚至略增。

经多年深耕,星网锐捷在相关产品领域已具有一定优势地位: 根据 IDC 数据,2023 年锐捷网络在中国交换机市场、数据中心交换机市场、园区交 换机市场占有有率均排名第三;Wi-Fi6 产品品类出货量及 WLAN 产品整体出货量排 名第一;在中国本地计算云终端市场份额排名第一(注:本地计算云终端市场是指包 括 IDV/TCI/VOI 云终端解决方案市场的合集);在 IDV 云桌面市场份额连续 3 年 (2021-2023)排名第一。

根据 IDC 数据,2023 年升腾资讯在全球瘦客户机市场、亚太及中国瘦客户机市场出 货量均位列全球第一。升腾资讯瘦客户机出货量首次位列全球第一,连续十二年蝉联 亚太瘦客户机市场份额第一,二十二年中国市场占据大份额。同时,云终端(VDI) 出货量排名中国第一,已连续 6 年位列第一。

4.3 锐捷网络:深度聚焦网络设备方案,白盒交换机领先供应商

锐捷网络是行业领先的 ICT 基础设施及解决方案提供商,主营业务为网络设备、网 络安全产品及云桌面解决方案的研发、设计和销售。公司的主要产品包括网络设备 (交换机、路由器、无线产品等)、网络安全产品(安全网关、下一代防火墙、安全 态势感知等)、云桌面整体解决方案(云服务器、云终端、云桌面软件)以及 IT 运维 等其他产品及解决方案等。

锐捷网络收入及归母受行业整体影响承压,随着数据中心交换及互联网客户需求回 暖,未来有望重回增长正轨。公司收入端稳健增长,2019 至 2022 年间收入由 52 亿 元增长至 113.26 亿元,年复合增长率近 30%;相对应的利润端在 2019-2022 年由 3.9 亿元增长至 5.5 亿元,年复合增长率近 12%。2023 年以来,由于下游需求疲软 及互联网客户的组网进程略有滞后,公司收入及毛利率的增长承压。同时,为了充分 相应抓住 AI 机遇,公司近年研发费用率也维持在相对较高水平。

锐捷网络作为交换机品牌商,因其软硬件解耦的白盒架构,在数据中心交换机领域 具优势地位。根据数据中心场景的特点,锐捷网络采用自主研发的开放化软硬件架 构,实现软硬件解耦的创新。公司顺应数据中心发展趋势,在交换机架构上作了开放 化尝试。软件方面,公司深度参与开源操作系统项目的研发,是 SDN2.0STRATUM 联盟的首批成员,并积极参与 ONF 组织及 ONOS 和 SONiC 等项目,稳固在数据中 心交换机领域的竞争优势。2018 年起,公司数据中心交换机在互联网企业及运营商 中得到规模应用,业务规模高速增长。根据 IDC 数据统计,公司以太网交换机互联 网行业的市场份额由 2018 年的 10.72%增长至 2021 年的 28.11%。2023 年 Q4,锐 捷网络在中国以太网交换机市场、数据中心交换机市场占有率均排名第三。

4.4 菲菱科思:下游绑定优质客户资源,布局汽车通信电子新增长

菲菱科思的主营业务为网络设备的研发、生产和销售,以 ODM/OEM 模式与网络设 备品牌商进行合作,为其提供交换机、路由器及无线产品、通信设备组件等产品的研 发和制造服务。公司产品定位于企业级网络设备市场,兼顾消费级市场,广泛应用于 运营商、政府、金融、教育、能源、电力、交通、中小企业、医院等以及个人消费市 场等诸多领域。

菲菱科思营业收入及归母净利润高速增长,交换机为收入的核心贡献产品。2019- 2022 年,菲菱科思营业收入及归母净利润分别由 10.4 亿元增长至 23.52 亿元、0.55 亿元增长至 1.95 亿元,CAGR 分别实现 31.25%、52.51%的增长。2023 年,受市 场需求和外部经济环境影响订单执行有一定波动,营业收入和归母净利润分别同比 降低了 11.80%、26.09%。分结构来看,2018-2022 年,受大客户战略推动,交换机 产品占公司收入比重持续上升。

需求侧,受 AI 数据中心、云计算、大数据、社交网络、物联网等信息技术的应用推 动,全球及中国的网络设备行业均呈现总体增长的态势。 交换机市场:在经历了运营商、政府等部门 2018 年的规模采购后,国内以太网交换 机行业增速在 2019-2020 年有所放缓,随后在 2021-2022 年重回增长轨道。根据 IDC 的数据,2022 年,中国以太网交换机行业相比 2021 年增长 9.2%,达到近 50 亿美元规模。

企业级 WLAN 市场:随着设备技术的快速发展,WLAN 无线产品市场规模快速提升。 根据 IDC 的数据,2022 年中国企业级 WLAN 无线产品规模增长 16%,市场规模接 近 15 亿美元。 企业级路由器市场:国内运营商在 2017、2018 年进行大规模采购后,2019-2022 年 国内路由器市场规模有所下降。根据 IDC 的数据,我国企业级路由器市场规模约为 31 亿美元,同比下跌 6.7%。 供给侧,全球及中国的网络设备行业竞争格局集中。根据 IDC 的数据,2021 年上半 年,交换机、企业级 WLAN 及企业级路由器市场 CR3 均超 70%。

菲菱科思聚焦大客户战略,汽车电子打开新增长空间。由于下游市场格局集中,公司 基于市场情况制定了大客户战略,目前已成为公司主要客户为新华三、S 客户、锐捷 网络等知名网络设备品牌商的合作伙伴。2023 年 2 月 21 日,董事会审议通过了《关 于对外投资设立控股子公司的议案》,同意公司与安徽国祎新能源科技有限公司(简 称“国祎新能源”)共同投资设立深圳菲菱国祎电子科技有限公司(简称“合资公司”)。 公司持股比例为 55%,国祎新能源持股比例为 45%。2023 年,公司开始布局汽车通 信电子业务板块,其中 T-BOX、汽车智能控制显示屏及网关等产品开始量产出货。

4.5 共进股份:深耕通信设备代工多年,入局传感器封测及汽车电子

共进股份的主营业务为通信产品制造和先进移动通信设备及应用产品等研发制造和 销售,致力做全球领先的信息与通信产品提供商。打通了网络通信产品的所有代工模 式包括 ODM、OEM、JDM、EMS,覆盖通信终端业务、移动通信业务、传感器封测业务 等,为设备商提供交换机、服务器等算力设备以及无线终端、有线宽带等产品的研发 和制造生产。共进股份坚持产品技术优先战略,致力于不断提升研发能力,坚持以技 术驱动企业发展。公司产品定位于企业级网络设备市场和数通市场,在通信终端设 备领域多点布局,持续推进传感器封装、汽车电子等外延创新业务。 2019-2022 年,共进股份营业收入及归母净利润分别由 78.41 亿元增长至 109.74 亿 元、3.11 亿元下滑至 2.27 亿元。2023 年,受市场需求和外部经济环境影响,营业收入和归母净利润分别同比降低了 22.27%、71.46%。2023 年共进股份实现营业收入及 归属于上市公司股东的净利润同比环比均下降。首先,国内订单需求减少,导致毛利 率下降。全球经济状况疲软,行业需求相对去年同期的高基数有所下降。其次,管理 费用率和财务费用率上升,政府补助减少。2023 年,公司管理费用率和财务费用率 持续上升,2022 年公司管理费用率和财务费用率分别为 3.03%、-0.67%,2023 年上 升至 3.85%、0.18%;公司销售费用率控制相对良好,2023 年为 1.85%,同比约提升 0.05%。2023 年政府补助从 2946 万元减少至 1267 万元,减少了 1679 万元。从经营 情况来看,尽管面临挑战,共进股份依然坚持创新驱动发展战略,在发展网通及数通 业务、移动通信业务的同时,积极探索传感器封测业务、汽车电子业务等新业务模式, 开拓新的盈利增长点,提升公司的经济效益和综合实力。

需求侧:在云计算、大数据、等信息技术以及网络设备速率迭代升级与更换需求的驱 动下,中国的通信终端行业总体呈现稳定增长趋势。其中,中国通信终端市场中,高 速率交换机、AI 服务器和汽车电子业务是市场增长的重要驱动因素。 交换机市场:国内外 AI 产业快速发展趋势下,高速交换机需求有望加速释放。交换 机作为网络核心设备,构成大数据、AI 等上层应用重要底座,市场规模跟随数据流 量增长扩张,AIGC 及数字经济提升算力需求,驱动交换机端口数量及速率提升。据 IDC 数据,2023 年上半年全球 200/400GbE 交换机市场规模同比增长 141.3%。 Dell'OroGroup 报告显示,预计 2026 年中国数据中心交换机市场规模将达到 48.1 亿 美元,2025 年 800G 交换端口采用率有望超过 400G 数据中心交换端口,将占端口出 货量的 25%以上。共进股份 400G 数据中心交换机已实现批量出货,800G 高阶数据 中心交换机首批产品于 2024 年 4 月顺利上线。 传感器封测与汽车电子市场:公司于 2022 年初正式涉足汽车电子行业,成立全资子 公司苏州市共进汽车技术有限公司,从 PCBA 制造切入汽车电子市场,主要提供智能 座舱和 ADAS(高级驾驶辅助系统)领域的电子零部件研发和生产。公司通过了 IATF16949 认证和头部激光雷达厂商合格供应商认证,打开了从 PCBA 到整机代工的 成长空间,也有望推动公司汽车电子业务开拓更多客户。2023 年,公司汽车电子业 务 Q4 单季度收入超 9,000 万元,年销售额超 1.6 亿元,同比增长超 1,100%。预计 汽车电子业务的开拓将为公司收入增长注入新动能。

4.6 紫光股份:拟推进新华三股权收购,强化 AI 硬件核心竞争力

紫光股份是全球新一代云计算基础设施建设和行业智慧应用服务的领先者,提供智 能化的网络、计算、存储、云计算、安全和智能终端等全栈 ICT 基础设施及服务。 目前,公司产品、解决方案与服务已推向政府、运营商、互联网、金融、教育、医疗、 农业、交通、能源、制造等众多行业用户。

紫光股份营业收入及归母净利润增速稳健,AI 有望成为 IT 及 ICT 设备增长新驱动。 深度构建“云—网—安—算—存—端”全栈业务布局,2023 年公司在国内行业整体承 压的情况下,收入侧实现了 4.39%的正增长。丰富的产品矩阵及多行业的客户结构 共同助力公司收入规模及盈利能力具强抗风险能力,公司在 2019-2023 年间,营业 收入及归母净利润分别实现 9.34%、3.35%的年复合增速。

紫光股份拟收购新华三少数股权,完成后将间接持有新华三 81%的股份。新华三作 为 CT 设备与 IT 设备的领先供应商,预计在增厚紫光股份的盈利水平的同时将提升 公司在 AI 硬件端的核心竞争能力。根据 IDC 的相关统计数据,新华三网络、计算、 存储、安全、云计算等产品市场占有率均位居前列: 2021 年-2023 年,新华三在中国以太网交换机市场份额分别为 35.2%、33.8%、32.9%, 持续保持市场份额第二; 2021 年-2023 年,在中国企业网路由器市场份额分别为 31.3%、31.8%、30.9%,持 续保持市场份额第二; 2021 年-2023 年,在中国企业级 WLAN 市场份额分别为 28.4%、28.0%、27.5%, 连续十五年保持市场份额第一; 2021 年-2023 年,在中国 x86 服务器市场份额分别为 17.4%、18.0%、15.8%,保 持市场份额第二; 2021 年-2023 年,在中国存储市场份额分别为 12.5%、12.3%、9.1%,持续保持市 场份额前三; 2021 年-2023 年,在中国安全硬件市场份额分别为 9.7%、10.0%、9.8%,保持市场 份额第二; 2021 年-2023 年,在中国超融合市场份额分别为 21.9%、23.5%、16.8%,保持市场 份额前二; 2021 年-2023 年,在中国 IT 统一运维软件市场份额分别为 12.6%、11.3%、10.4%, 持续保持市场份额第一; 2017 年-2023 年,连续七年蝉联中国网络管理软件市场份额第一。

编辑:火腿肠
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