2024年盛科通信研究报告:国产交换芯片龙头,高速率突破受益AI浪潮

  • 来源:中泰证券
  • 发布时间:2024/07/17
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盛科通信研究报告:国产交换芯片龙头,高速率突破受益AI浪潮。国内以太网交换芯片领军企业,Arctic高端系列送样测试。公司2005年成立以来始终专注以太网交换芯片及配套产品研发、设计和销售,定位中高端产品线,已覆盖从接入层到核心层的以太网交换产品,交换容量范围100Gbps~2.4Tbps,端口速率范围100M~400G,全面应用于企业、运营商、数据中心和工业网络等领域,对标国际最高水平的Arctic系列交换容量最高达25.6Tbps,支持最大端口速率800G,已于2023年底送样测试,其规模发货有望进一步提升公司产品ASP及高端领域竞争力。受益于以太网交换芯片矩阵不断丰富及客户订单增加,20...

国内交换芯片领军厂商,产品序列不断丰富

数十载深耕成就本土交换芯片龙头

专注交换芯片行业,产品持续迭代。公司 2005 年成立,设立以来始终 专注于以太网交换芯片及配套产品研发、设计和销售,形成多项核心技 术,2011-2018 年经过前期产品积累,客户拓展顺利,2019 年进入快 速成长阶段,2020-2022 年营收 CAGR 达 70%,2021 年整体变更为股 份公司,2023 年登陆科创板。目前公司产品已覆盖从接入层到核心层 的 以 太 网 交 换 产 品 , 定 位 中 高 端 产 品 线 , 交 换 容 量 范 围 100Gbps~2.4Tbps,端口速率范围 100M~400G,全面应用于企业网络、 运营商网络、数据中心网络和工业网络等领域。

聚焦以太网交换芯片及配套产品,Fabless 经营模式。以太网交换芯片 为公司核心产品,同时基于自研芯片为行业客户进行定制化开发,提供 以太网交换芯片模组及定制化产品解决方案,以及少量以太网交换机产 品以满足下一代企业网络、运营商网络、数据中心网络和工业网络等多 种应用场景需求,为芯片业务推广提供应用案例。公司主要采用 Fabless 经营模式,专注集成电路设计、质量控制及销售等环节,将晶 圆制造及封装测试等生产环节外包给芯片量产代工商,使得自身能够更 加专注于核心研发环节,提高供应链效率,保证产能稳定供给。芯片模 组及以太网交换机通过委外加工模式交由硬件代工商生产制造,成品通 过直销及经销方式向客户出售。

国企与产业基金持股,管理团队经验丰富

国企背景持股比例较高,员工持股平台健全长效激励机制。截至 24Q1 末,中国振华电子集团持股 21.26%,为第一大股东,中国电子信息及 中电金投控股分别持股 7.41%、1.47%,“中国振华电子集团有限公司” 与“中电金投控股有限公司”均为“中国电子信息产业集团有限公司” 的控股子公司,互为一致行动人,3 家合计持股 30.14%;国家集成电 路投资基金股份有限公司持有 19.6%股份,苏州君脉(11.05%)、 Centec Networks Inc.(5.56%)、嘉兴涌弘贰号(0.93%)为董事/总经 理孙剑勇控制主体,互为一致行动人;其余股东持股比例较为分散,股 权结构国资占比相对较高。苏州君脉与涌弘贰号均为公司员工持股平台, 包含该 2 家在内,截至 2023 年末,公司共有 IPO 前设立的 5 个员工持 股平台,为一致行动人,持股员工总数 355 人,占员工总数比例71.43%,持股总数 6057.33 万股,占总股本比例 14.77%。

管理层履历丰富,多年深耕软件和信息技术服务行业。第一大股东中 国振华及其一致行动人不直接参与公司日常经营管理,给予管理团队充 分自主经营权并保障公司主营业务、经营发展战略和经营管理层稳定, 中国振华承诺公司上市之日起 5 年内不会以直接或间接等方式谋求实控 权。公司总经理孙剑勇、副总经理郑晓阳均曾任美国思科高级工程师, 芯片设计部高级总监许俊历任中兴通讯股份有限公司研发工程师,主任 工程师,测试部总监方沛昱曾任三星电子(苏州)有限公司软件工程师, 四人为公司核心技术人员。管理层丰富的从业经验有利于前瞻把握行业 发展态势,合理规划公司发展。

营收保持较高增长,业绩有望扭亏为盈

以太网交换芯片增长带动整体收入向上。公司 2018-2022 年营收 CAGR 达 56.42%,2023 年营收 10.37 亿元,同比增长 35.17%,延续 较高增长,产品应用进一步扩大,主要客户合作持续加深。分产品结构 看,以太网交换芯片为主要收入毛利来源,占比超过 60%,受益于产 品矩阵不断丰富以及客户订单增加营收高增,2023 年收入 7.92 亿元, 同比增长 60.58%,是带动整体收入扩张的核心驱动力,以太网交换芯 片模组基于自研芯片,根据最终客户需求定制化设计,从而降低客户使 用以太网交换芯片技术门槛,2023 年营收 1.51 亿元,同比增长 1.78%, 2018-2023 年营收 CAGR 为 41.84%,以太网交换机融入白盒化产品, 2023 年营收 0.9 亿元,同比下降 20.3%。24Q1 公司营收 2.54 亿元, 同比下降 13.61%,环比 23Q4 增长 58.8%,主要由于部分下游客户考 虑供应链风险,23H1 加大提货力度,导致基数较高。分地区看,公司 境外销售市场以中国香港和韩国为主,中国香港直接客户主要为经销商 位于中国香港的贸易平台,韩国地区作为重点开拓市场取得良好成效。 2020年起公司境外业务销售额保持高增,2023年收入 3.03亿元,同比 增长 55%,占比提升至近 30%。

毛利率受产品结构影响下滑,加大研发投入利润短期承压。2018-2023 年综合毛利率由 59%下降至 36.26%,主要由于毛利率相对较低的以太 网交换芯片收入占比提升,模组及交换机定制化属性较强,盈利水平较 高,2023 年分别为 62.96%、55.18%,此外近年来集成电路行业供应 链受外部因素影响相对紧张,导致公司部分型号芯片产品毛利率波动, 进而影响整体毛利水平,24Q1毛利率 37.94%,同比提高 7.3pct。期间 费用率整体呈下降趋势,2023 年同比减少 9.3pct 至 41.91%,24Q1 为 46.54%,同比提高 19.27pct,主要由于新产品研发投入加大。受收入 和费用端影响,24Q1 由盈转亏,亏损 606.88 万元。

加大研发投入,募投增强竞争力

研发投入维持高水平,提升核心技术能力。以太网交换芯片市场应用 周期达 8-10 年,需要长期的技术与人才积累,要求企业具备较强持续 创新能力。公司维持较高的研发费用率进行技术积累和产品创新,持续 提高产品丰富度及性能功能指标,保持产品与技术快速迭代和竞争优势,2023 年研发费用 3.14 亿元,同比增长 19%,占营收比重 30.28%,截 至 23 年末研发人员共 371 人,占员工总数比例 74.65%,多个产品研 制及迭代升级项目顺利推进,面向大规模数据中心和云服务芯片产品按 计划年底前给客户送样测试。公司研发流程分为立项、方案、研发、试 生产、转量产五大阶段,研发中心下设技术市场部、芯片设计部、芯片 架构部、芯片软件部、软件部、硬件部、测试部、项目管理部,各部门 相互协作共同推进产品研发创新。

募投推进产品升级迭代。公司 23 年 9 月 IPO 募资净额 20.04 亿元,其 中超募 10.04 亿元。本次募投资金主要用于“新一代网络交换芯片研发 与量产项目”、“路由交换融合网络芯片研发项目”。通过对现有产品迭 代升级,提升公司产品交换容量上限,进一步缩小与交换芯片行业龙头 企业差距,打破境外企业在大容量交换芯片领域垄断,填补国内相应领 域技术空白,同时巩固公司现有客户基础,扩大产品矩阵覆盖下游市场 需求,打开增量空间,提升市场份额及综合竞争力。路由交换融合网络 芯片项目将面向分支机构、边缘计算、云计算融合形成新产品序列,完 善公司产品线。

AI 浪潮兴起,交换芯片加快升级迭代

高性能网络支撑 AI 发展,以太网份额有望提升

AI 大模型组网需求:大规模、大带宽、低延迟、稳定性、可运维。AI 大模型网络需求区别于传统模型,Scaling law 规律显示大模型性能与 参数量成正比,提高算力和显存要求,通常采用分布式训练技术缩短训 练时间,训练流程中通常包含数据并行、流水线并行及张量并行等多种 并行计算模式,均需要多个计算设备间进行集合通信操作,此外通常采 用同步模式,需多机多卡间完成集合通信操作后才可进行训练下一轮迭 代或计算。大模型训练对网络关键要求 1)低时延:分布式场景下单次 计算时间包括单卡计算时间以及卡间通信时间,训练系统算力与智算节 点数量之间存在加速比,降低卡间通信时间是提升加速比关键,RDMA 为核心技术;2)超高带宽:机内 GPU通信与机外集合通信产生大量通 信数据量,对网络单端口带宽、节点间可用链路数量及网络总带宽要求 提高;3)超大规模组网:分布式训练使用千卡或万卡规模 GPU,算力 远高于传统云数据中心 CPU 集群,网络需能够支持大规模 GPU 服务器 集群能力且具备较强扩展性;4)稳定性:模型训练周期长,期间网络 不稳定将影响训练进度,轻则回退到上一个分布式训练的断点进行重训, 严重则从 0 开始;5)可运维:智算集群运行状态的可视化、配置变更 的白屏化、异常状态和故障的快速感知等是高效运维管理基础。

东西向流量增加,网络架构向低收敛比演进。传统数据中心基于对外 提供服务的流量模型,南北向流量为主导,约占数据中心总流量的 80%,采用“接入层-汇聚层-核心层”三层树型网络架构,随着大数据 服务、AI智算等发展,分布式计算成为云数据中心标准配置,多台服务 器协同工作,东西向流量快速增长,推动网络架构由分层模块化转向可 大规模扩展的 CLOS 架构,具体应用分为 Fat-Tree(胖树)和 Spine-Leaf(叶脊)两类。Fat-Tree 结构使用大量低性能交换机,通过 1:1 无收敛配置构建大规模无阻塞网络,常用于构建高性能计算集群等高带 宽、低延迟网络环境,。Spine-Leaf 结构两层扁平化设计减少延迟及流 量瓶颈、扩展带宽,叶交换机相当于传统架构中的接入交换机,作为 TOR 直连物理服务器,脊交换机相当于核心交换机,叶脊之间通过 ECMP 动态选择多条路径,存在收敛比,下联:上联带宽通常为 3:1, 仍可能发生网络阻塞。

InfiniBand 主导 AI 网络,引入 RDMA 技术。InfiniBand 和以太网是目 前两大主流网络互连技术,以太网于1980年投入商业使用并于1983年 首次标准化为 IEEE 802.3,此后经过改进可以支持更高速率、更多节 点和更长链路距离,保留了很好的向后兼容性,取代大多数其他有线 LAN技术,应用广泛,400/800Gbps已经部署,1.6Tbps 正在开发。为 了应对 PCI 总线限制 I/O 性能进而导致系统发展问题,InfiniBand 由微 软、Intel、IBM 等 IT 巨头组成的 IBTA 提出,目的取代 PCI、以太网等 成为统一互连方案,采用不同于以太网的拓扑结构,主要用于计算机集 群互连和存储设备连接等,2012 年起随着高性能计算发展,市场份额 快速提升,根据 Top500,2015 年占比首次过半,超越以太网,目前已 成为大规模 GPU 互连首选技术。Mellanox(2019 年英伟达收购)领导 InfiniBand 市场,2016 年引入 SHARP 技术,在交换芯片中集成计算引 擎单元,实现在网计算,降低聚合通信延迟,减少网络拥塞并提高机群 系统可扩展性。InfiniBand 主要特点之一是利用远程直接内存访问 (RDMA)以减少 CPU 资源负荷,实现高吞吐量传输数据和低延迟。 RDMA 区别于传统 TCP/IP,可以在两台服务器主系统内存之间提供直 接访问,不涉及操作系统、高速缓存或存储,是降低智算集群中多机多 卡间端到端通信时延的关键技术。

以太网性价比及生态更具优势,RoCE 缩小与 IB 技术性能差距。2010 年 IBTA 发布 RoCE(RDMA over Converged Ethernet,基于融合以太 网的远程直接内存访问),v1 版本在以太网链路层之上使用 IB 网络层代 替 TCP/IP 网络层,不支持 IP 路由功能,应用较少,v2 于 2014 年发 布,通过改变数据包封装,包括 IP 和 UDP 标头,实现跨 L2 和 L3 网络 使用,扩展性显著提升。目前 InfiniBand 和 RoCE v2 成为 AI 智算网络 两大主流架构,InfiniBand 凭借其高效转发性能、快速故障恢复时间和 增强扩展性、高运维效率等在应用层业务性能上仍具有显著优势,可支 持单集群万卡 GPU 规模且保证性能不下降,而 RoCEv2 在通用性和成 本方面更具竞争力,构建高性能 RDMA 网络同时无缝兼容现有以太网 基础设施,产业生态更开放。2023 年 7 月 UEC(超以太网联盟)成立, 创始成员包括 AMD、Arista、博通、思科等,计划 2024 年推出第一批 完全基于标准的产品,英伟达近期正式加入,其推出的 AI 高性能以太 网架构 Spectrum-X 正与多家客户进行量产,包括一个 10 万 GPU 大型 集群,预计一年内将成为数十亿美元产品线。我们认为长期来看,随着 AI应用拓展,推理比例提升,以太网广泛应用基础积累将驱动头部云厂 商通过以太网作为主干网络集成 AI 业务,叠加持续技术创新,市场份 额有望提升。

交换设备迭代加快,AI 拉动高速市场扩张

交换机:网络终端互连互通关键设备。交换机对外提供高速网络连接 端口,直接与主机或网络节点相连,可为接入设备的任意多个网络节点 提供电信号通路和业务处理模型。行业上游包括交换芯片和 CPU 等核 心环节,下游应用于企业、数据中心、电信、工业等网络,按照在网络 中所处位置可分为核心、汇聚和接入交换机,按照终端应用场景可分为 数据中心交换机和非数据中心交换机,数据中心交换机功能更复杂,价 格更高。以太网交换设备在逻辑层次上遵从 OSI 模型(开放式通信系 统互联参考模型),主要工作在物理层、数据链路层、网络层和传输层。 以太网交换设备拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵,在同一时 刻可进行多个端口对之间数据的传输和报文处理。

交换带宽持续升级,高速交换机需求强劲。交换芯片平均每两年带宽 翻倍,2010-2022 年带宽从 640G 到 51.2T,增长 80 倍。2023 年全球 以太网交换机收入 442 亿美元,同比增长 20%,数据中心/非数据中心 同比增速 13.6%/25.2%,高速板块增长强劲,数据中心 200/400G 交换 机收入同比增长 69%,100G 同比增长 6.4%,占数据中心市场收入的 46.3%。国内以太网交换机市场规模 2023 年为 55 亿美元,同比下降 4%,企业网数据中心交换机增速受互联网行业资本开支下滑影响,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。预计 2024 年开始 400G 端口出货量将持续增长, 51.2Tbps芯片的成熟商用将助推400G采用,园区交换机随着宏观经济 好转以及 WiFi6 AP 推广,有望逐步向好。

云厂商加大 AI投入,运营商增加算网投资。24Q1亚马逊/微软/Meta/谷 歌资本开支合计约 433 亿美元,同比增长 32%,环比增长 3.7%。亚马 逊表示全年将加大 AI 投入,Q1 预计为季度资本支出低点;微软预计全 年资本开支逐季增长;Meta 全年资本支出指引 350-400 亿美元,同比 增长 26.26%-44.30%,现有资源将向 AI 倾斜,目标将 AI 服务高效商业 化;谷歌预计年内季度资本支出将保持或高于 120 亿美元,按下限计算 则全年同比增长 48.82%;国内 BAT 资本开支回暖,百度/阿里/腾讯 24Q1 合计资本开支 265.7 亿元,同比大幅提升,环比提高 43.8%,创 近年来单季度最高水平。百度表示主要用于 AI 服务器、芯片等投入; 阿里主要投入方向包括算力/网络、通信网络和 AI 云开发平台;腾讯表 示将继续投资 AI 技术、平台增强及高价值合同,推出混元大模型,提 供文本图像生成 AI 并开放源代码。运营商 2024 年资本开支预算整体收 缩,算网占比提升,中国移动预计算力投入 475亿元,同比增长 21.5%, 占比提升 5.8pct 至 27.5%,加快算力多元供给,2024 年累计达到通算 (FP32)规模 9EFLOPS,智算(FP16)规模超过 17EFLOPS;中国 电信预计云/算力投资 180 亿元,智算规模超过 21EFLOPS,同比增长 超过 10EFLOPS;中国联通表示算网数智投资坚持适度超前加快布局。

交换芯片为核心器件,高速率持续迭代

交换芯片是交换机实现数据转发功能的核心器件。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 交换芯片和 CPU 为最核心部件。以太网交换芯片为用于交换处理大量 数据及报文转发的专用芯片 ASIC,是针对网络应用优化的专用集成电 路。以太网交换芯片内部的逻辑通路由数百个特性集合组成,在协同工 作的同时保持极高的数据处理能力,架构实现较为复杂;CPU 是用来 管理登录、协议交互的控制的通用芯片;PHY (物理层子系统)用于 将链路层设备连接到物理介质,并将链路上的模拟信号转换为数字化的 以太网帧;端口子系统负责读取端口配置,检测已安装端口的类型,初 始化端口以及为端口提供与 PHY 交互的接口。部分以太网交换芯片将 CPU、PHY 集成在以太网交换芯片内部。从交换机各组件成本构成来 看,芯片类(主芯片+辅助芯片)组件占比最高,我们结合锐捷网络、 菲菱科思、盛科通信等招股书信息及产业调研情况,估算芯片占原材料采购成本的约 50%-60%,其他组件成本包括光模块、电路板、电源模 块、结构件等。以高端以太网交换机为例,其所用交换芯片价格普遍超 过 1000 元,盛科通信高端核心芯片 TsingMa.MX 系列 CTC8186 型号 试制阶段平均销售单价约 2250 元/颗,考虑量产阶段售价或略有降低, 我们按单价区间1000-2000元粗略测算,交换芯片占原材料成本比重约 20%-30%。

交换芯片包括 MAC/PHY 接口、CPU 接口、L2/L3 转发等模块,架构 设计较为复杂。交换芯片由端口接收需要传输的报文/数据包之后,首 先进行数据包头字段匹配,为流分类做准备,而后经过安全引擎进行硬 件安全检测,符合安全的数据包进行二层交换或者三层路由,经过流分 类处理器对匹配的数据包做相关动作(比如丢弃、限速、修改 VLAN 等),对于可以转发的数据包根据 802.1P 或 DSCP 放到不同队列的 buffer 中,调度器根据优先级或者 WRR 等算法进行队列调度,在端口 发出数据包之前执行流分类修改动作,最终从目标端口发出。交换芯片 关键性能指标包括交换容量、端口速率、特性(芯片对于数据报文的解 析、处理、调度、编辑能力等)、表项(芯片能容纳的业务规模)、缓存、 时延等。

下游应用生态丰富,数据中心为重要驱动。交换芯片主要应用于云计 算数据中心、运营商网络、企业网、工业网络等,供应商角度可分为自 用和商用。根据灼识咨询,预计 2021 年全球以太网交换芯片为 386 亿 元,同比增长 4.9%,2025年将达到 434亿元,2021-2025年 CAGR约 3%,LightCounting 预计 3.2T 及以上交换芯片市场规模 2023 年约 18 亿美元,2027 年翻倍至 36 亿美元。中国商用交换芯片 2025 年预计数 据中心、企业网、运营商和工业应用领域市场规模占比分别为 70%、 21%、8%和 1%,其中数据中心用交换芯片市场规模 2021-2025 年 CAGR 达到 15%,数据中心成为市场增长主要推动力。

高速率以太网交换芯片需求快速增长,国内 400G 有望开启放量。数据 中心及运营商场景对芯片速率要求更高,Dell’Oro 预计 2024 年主流大 型云服务商将采用第二波 800Gbps(基于 51.2T 芯片),400G 端口出 货量持续增长,2027年 400G/800G端口数量渗透率有望超过 40%。AI 工作负载将推动新的网络需求(AI 后端网络),预计 2025 年大多数交 换机端口将达到 800Gbps,到 2027 年将达到 1.6Tbps。国内方面,端 口迭代速率落后于北美市场,AI 有望带动高速率需求增长,400G 端口预计成为下一代数据中心网络内部主流端口形态。根据灼识咨询, 2020 年国内万兆级、千兆级及 100G 以上端口速率以太网交换芯片市 场规模占比最高,分别为 30.2%、28.2%和 24.1%,预计至 2025 年, 100G 及以上和 25G 商用以太网交换芯片市场规模占比分别达到 44.2%、 16.3%,期间 CAGR 分别为 28.4%、30.5%。

技术+客户构筑双重壁垒,国产化趋势加速

“芯片设计+客户认证”双重壁垒。作为大规模数字专用芯片,交换芯 片天然具备研发难度高、验证周期长、资金投入大等壁垒,技术难点主 要集中于高性能交换芯片架构设计、高密度端口设计、针对不同应用场 景的流水线设计及研发配套 SDK 软件接口。以太网交换芯片设计具有 较高的技术壁垒,随着芯片集成度不断提高,海量逻辑造成研发工程难 度提高,厂商通常需要 2-3 代产品迭代、5-7 年时间才能成功研发量产 应用具备竞争力的交换芯片。同时芯片大规模应用需要在产品性能、特 性、成本和功耗之间平衡,并要求厂商具备大规模数字专用芯片验证、 测试、规模量产能力。交换芯片和交换机技术关键及上游产业链资源区 别显著,使网络设备商难以通过自主研发拓展芯片产品。此外,交换芯片平台型、长生命周期特点增高客户壁垒,通常主流网络设备商仅会选 择一至两套以太网交换芯片方案,测试、认证及导入周期较长,前期大 量资源支出使得客户一旦选择芯片产品,将围绕该产品长期投资、持续 开发,应用生命周期长达 8-10 年,并希望厂商提供 PHY、Retimer 等 配套芯片。

海外厂商主导市场,自主可控需求加速国产替代。交换芯片自用和商 用市场规模接近,其中自用市场参与者主要为思科、华为,商用市场方 面博通龙头地位稳固,Marvell 和瑞昱为主要参与者,其中博通市占率 约 60%-70%,高端细分占比更高,2022 年发布业内首款商用 51.2T 交 换芯片 Tomahawk5,预计 2025 年底发布 Tomahawk6,Marvell 于 23 年 3 月推出用于 800G 交换机的 51.2T 容量 Teralynx10 交换芯片,海外 龙头厂商加速向更高速率芯片演进,受益于 AI 发展。大陆厂商份额较 低,盛科通信相对领先,2020 年在国内商用以太网交换芯片市场份额 1.6%,万兆以上市场占比 2.3%,排名均为全球厂商第四,国内厂商第 一。国内交换机市场由本土厂商主导,华为和新华三形成双寡头格局, 锐捷网络、思科、迈普、中兴等占据剩余绝大部分市场,交换机直接影 响网络安全可靠运行,产业链自主可控需求较为迫切,有望加速交换芯 片国产替代及高速率迭代。

先发优势确立,完善产品生态布局

高壁垒叠加白盒化趋势或将提高商用交换芯片占比

交换芯片高速率升级,商用芯片厂商或更具优势。思科等厂商在发展 初期由于缺少成规模的商用以太网交换芯片供应商而选择自研,配合自 有交换机技术演进,行业寡头竞争格局使得其他网络设备商通常不会选 用主要竞争对手芯片方案。随着全球以太网交换芯片市场扩大,下游需 求增长,高速率升级对芯片设计制造等要求升级,交换芯片天然形成的 技术资金壁垒或使自用厂商难以支撑芯片高额研发投入,且难以实现经 济效益,思科等部分自用厂商同样通过外购商用芯片丰富自身交换机产 品线,博通、美满、盛科通信等商用芯片厂商有望利用自身专业化能力, 满足客户多样化需求并提供更好的服务支持,同时未来市场增量主要来 自数据中心市场,而商用厂商在该细分领域起步较早,积累一定先发优 势。根据灼识咨询预测,2025 年全球交换芯片商用市场 238.7 亿元, 自用市场 195.3 亿元,2020-2025 年 CAGR 分别为 5.3%、1.2%。

交换机开放式架构创新,提高可编程能力要求。云计算发展加速大型 及超大型数据中心建设,对交换机产品的兼容性及开放性提出较高要求, 传统(品牌)交换机从软件到硬件均为封闭式开发,不同厂商设备间互 通性偏低,网络运维难度较大,管控不能实现统一,白盒交换机解耦网 络底层硬件与上层网络功能和协议,提升设备灵活度,较传统交换机购 置成本低 50%,在数据中心市场中渗透率逐步提高。可编程交换芯片 由通用逻辑单元和流水线组成,能够通过编程实现各种自定义数据包处 理,用户在不升级设备情况下通过更新软件可提供新型网络服务,满足 新业务快速部署需求,Omdia 预计 2024 年可编程芯片在数据中心交换 芯片出货占比将达到 23%,2019-2024 年 CAGR 达 26%。白盒交换机 已从商用可编程芯片发展到白盒硬件设备标准化,从统一的芯片接口发 展到开源交换操作系统,形成具有产业化能力的网络生态系统。

高端产品进展顺利,产品线持续细化

产品对标国际最高水平,高端 Arctic 系列送样测试。公司拥有高性能 交换架构、高性能端口设计、多特性流水线等 11 项核心技术,建立了 完善的设计、工艺、测试平台,基于自身研发创新、对产业链的深刻理 解、规模化市场应用的持续反馈、行业标准组织的深度参与,完成数次 产品迭代,持续升级完善核心技术能力,有力支持产品高性能、灵活性、 高安全、可视化技术优势。目前公司与博通、美满、思科等企业在超大 规模数据中心领域交换芯片方面存在代际差异,中端 TsingMa系列及高 端 GoldenGate 系列性能均处于推出当时国际领先水平,部分指标更具 优势,TsingMa.MX 系列相较博通最高端交换芯片在核心交换容量上存 在差距,但较同级别产品在交换容量、端口覆盖能力、特性完善度方面 均具备一定优势。对标国际最高水平的 Arctic 系列交换容量最高达 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,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,2023 年底给客户送样测试,有望 2024 年小批量发货, 提升产品 ASP 与高端领域竞争力。

完善产品矩阵,超大规模数据中心+中端丰富产品规格双线并进。盛科 目前 7 大核心交换芯片系列主要聚焦于占据市场主力需求的接入、汇聚 和小核心细分,Arctic 等高端系列有望覆盖超大规模数据中心场景, IPO募资中2.5亿元用于投入“路由交换融合网络芯片研发项目”,研发 同时具备大缓存、大表项路由能力的路由交换芯片,面向边界路由、光 网络、承载网等场景,后续在补充高端产品同时,公司计划通过进一步 补齐现有产品线的产品规格,覆盖更多细分需求,从而为客户提供更全 面的产品选择,增强合作粘性。

博通交换芯片长期领导地位主要来自其领先技术能力及对高中低端市 场的全面覆盖。目前博通以太网交换芯片方案包括面向数据中心的 StrataXGS 和 StrataDNX, 以 及 面 向 千 兆 等 小 型 网 络 场 景 的 RoboSwitch。StrataXGS 产品线提供了市场上集成度最高、带宽最高 的交换解决方案,更多用于盒式交换机,配置灵活,性能高效,主要包 括 Tomahawk 系列和 Trident 系列,Tomahawk 核心优势为突破性的带宽密度和极低延迟,尤其适用于核心网络高端交换设备以及大规模 AIGC 训练场景,Tomahawk6 速率将达 100Tb/s,Trident 具备可编程 能力,主要应用于叶脊接入交换机场景,集成虚拟化、QoS、网络安全 等功能,适用于构建高度模块化且易管理的数据中心架构。StrataDNX 产品线由 2009 年收购 Dune networks 后整合而成,主要包括 Jericho 系列,拥有更大缓存并支持信元交换,更适用于构建复杂、大规模框式 交换系统及 DCI 场景,细分为 Jericho(处理转发功能)和 Ramon(交 换功能)两个子系列,2023 年发布 Jericho3-AI,切入 AI 数据中心。

覆盖主流设备商,加强本地化支持服务

客户覆盖新华三、锐捷网络等本土领先交换机厂商。凭借自主知识产 权、国内领先且符合本土化需求的技术能力,公司核心产品已进入国内 头部设备商供应链体系,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,TsingMa.MX 系列芯片主要客户包括深圳中电港技术股份有 限公司(主要终端客户新华三)、Switech International Limited(主要 终端客户为锐捷网络)、迈普通信等。

与国内外供应商、直接/终端客户、标准组织等开展研发合作。公司形 成全产业链布局,2019 年起陆续与之江实验室、裕太微电子、新华三、 中兴通讯等开展多模态网络、千兆以太网 PHY 芯片开发、时间敏感网 络关键技术方面合作,夯实交换新品核心技术并与合作方建立更为紧密 的生态合作。

推进供应链国产替代,巩固本土化优势。由于公司交换芯片定位中高 端产品,全球范围内符合技术及生产要求的晶圆制造及封装测试供应商 数量较少,此前芯片量产代工商主要为美满、创意电子,且仅与台积电 等晶圆厂和日月光、矽品等少数封测厂建立合作关系,但随着国内芯片 制造技术发展,公司已在新产品试产项目与中芯国际、通富微电等国内 厂商合作,增强产能供应稳定性。相较于博通、美满等境外竞争对手, 公司坚持立足本土,符合芯片供应链国产替代的行业趋势,同时国内 5G 和边缘计算与国际技术路线不同,公司更为贴近、了解本土市场, 能够深度理解客户需求并快速响应,提供充分服务支持,以本地化支持 和服务吸引客户和提高客户粘性,稳步占据供应链关键位置;此外公司 与本土网络设备商在企业文化、市场理念和售后服务等方面更能相互认 同,业务合作通畅、高效,形成了密切且相互依存的产业生态链。

编辑:火腿肠
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