當(dāng)前，半導(dǎo)體市場(chǎng)對(duì)生成式人工智能的關(guān)注大多集中于計(jì)算芯片，但在數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施加快建設(shè)推動(dòng)下，以太網(wǎng)交換芯片的價(jià)格暴漲正引發(fā)關(guān)注。2024年一季度以來(lái)，博通Tomahawk4系列的多款交換芯片價(jià)格迅速走高，在其官網(wǎng)和其他交易平臺(tái)上大多顯示無(wú)庫(kù)存，且交貨期高達(dá)50周，其中BCM56990B0KFLGG 市場(chǎng)報(bào)價(jià)已達(dá)4100美元左右，成為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)芯片市場(chǎng)的“黑馬”。交換芯片價(jià)格暴漲、供應(yīng)短缺傳遞出怎樣的信號(hào)？在AI浪潮下，以太網(wǎng)交換芯片成為半導(dǎo)體市場(chǎng)的又一受益者？ 

長(zhǎng)期備貨量少，難以應(yīng)付市場(chǎng)需求激增

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，是一個(gè)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的裝置，能為子網(wǎng)絡(luò)提供更多的連接端口，以便連接更多的計(jì)算機(jī)。交換芯片，是網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的核心部件，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)功能。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)交換機(jī)時(shí)，交換芯片會(huì)讀取數(shù)據(jù)包的目標(biāo)地址，并迅速將其轉(zhuǎn)發(fā)到目的端口。以太網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換，特別是在大型網(wǎng)絡(luò)中，依賴(lài)于高效的交換芯片來(lái)確保數(shù)據(jù)的快速、準(zhǔn)確傳輸?？梢哉f(shuō)，交換芯片的性能直接決定了交換機(jī)的性能，并直接影響以太網(wǎng)的傳輸效率和響應(yīng)速度。在數(shù)據(jù)中心或云計(jì)算平臺(tái)中，高性能的以太網(wǎng)交換芯片是支持大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸和處理的關(guān)鍵。

長(zhǎng)期以來(lái)，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)更新?lián)Q代速度相對(duì)較慢，交換芯片市場(chǎng)規(guī)模相較于計(jì)算芯片、存儲(chǔ)芯片等其他類(lèi)型半導(dǎo)體產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，在整個(gè)半導(dǎo)體市場(chǎng)中的占比較低，未曾受到市場(chǎng)的廣泛關(guān)注。

而當(dāng)前，全球以太網(wǎng)交換芯片市場(chǎng)正在經(jīng)歷前所未有的變革。在AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的推動(dòng)下，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和傳輸方式已經(jīng)無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)需求，數(shù)據(jù)中心正在向大規(guī)模、高密度的方向發(fā)展。這要求交換芯片不僅要有更高的性能，還需要有更強(qiáng)的可擴(kuò)展性和靈活性。因此，交換芯片的設(shè)計(jì)和制造難度也在不斷增加。

由于低性能交換芯片無(wú)法滿足大模型訓(xùn)練等對(duì)數(shù)據(jù)傳輸效率有著更高要求的場(chǎng)景，高端交換芯片的市場(chǎng)需求迅速走高。這也是博通BCM56/58系列芯片價(jià)格在短期內(nèi)暴漲的原因。據(jù)悉，BCM56990能夠在單個(gè)芯片上提供25.6 Tb/s 的高帶寬，可應(yīng)用于超大規(guī)模云網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)及 HPC 等場(chǎng)景。

圖為博通官網(wǎng)Tomahawk4 / BCM56990 Series技術(shù)規(guī)格及庫(kù)存

交換芯片的價(jià)格變動(dòng)趨勢(shì)受到多種因素的影響，包括市場(chǎng)需求、供應(yīng)鏈狀況以及全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的整體環(huán)境等。芯謀研究企業(yè)服務(wù)部總監(jiān)王笑龍?jiān)诮邮堋吨袊?guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，博通的交換芯片，由于單價(jià)高、用量低，一般采用訂貨、生產(chǎn)的方式，產(chǎn)品余量少，這才導(dǎo)致了在市場(chǎng)需求量突然增加的情況下，由于產(chǎn)品本身供給量有限而出現(xiàn)的價(jià)格猛漲。

中國(guó)市場(chǎng)增速快于全球本土企業(yè)增量空間大

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和交換芯片的需求量、增長(zhǎng)預(yù)期與數(shù)據(jù)中心數(shù)量及單個(gè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)建設(shè)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)量強(qiáng)相關(guān)。超聚變算力BU CTO丁煜表示，2018—2023年，大模型訓(xùn)練算力需求每年以10倍的速度激增，而GPU算力每年以1倍的速度增長(zhǎng)，算力需求與供給之間存在的巨大矛盾還沒(méi)有得到解決，還需要大規(guī)模的集群計(jì)算。

由此判斷，未來(lái)幾年，大規(guī)模計(jì)算集群仍將持續(xù)建設(shè)，數(shù)據(jù)中心之間及其內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸量不斷增長(zhǎng)，需要更高帶寬的交換芯片來(lái)滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，進(jìn)而給網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)及交換芯片帶來(lái)增長(zhǎng)空間。公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，2025年全球以太網(wǎng)交換芯片市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到434億元，2020-2025年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）為3.4%。灼識(shí)咨詢數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，中國(guó)交換芯片市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到225億元，CAGR約13%。中國(guó)交換芯片市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)顯著高于全球。

交換芯片主要分為兩大類(lèi)：自研型和商用型。自研芯片由制造商自行設(shè)計(jì)并專(zhuān)用于其交換機(jī)產(chǎn)品，構(gòu)成了公司數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的核心基礎(chǔ)，通常不對(duì)外銷(xiāo)售，主要的生產(chǎn)廠商包括華為、思科和中興等。而商用型交換芯片則是由芯片制造商生產(chǎn)后，直接面向市場(chǎng)銷(xiāo)售給其他廠商，其中包括國(guó)際龍頭企業(yè)博通、美滿以及國(guó)內(nèi)的盛科通信。

記者了解到，目前國(guó)內(nèi)交換芯片品類(lèi)最高的交換容量與國(guó)際品牌相比仍有2~3代差距，但隨著國(guó)內(nèi)廠商的技術(shù)進(jìn)步和自主創(chuàng)新能力的提升，國(guó)內(nèi)企業(yè)如盛科通信等，已經(jīng)在交換芯片領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，推出了具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。例如其TsingMa.MX（交換容量2.4Tbps，支持 400G 端口速率）、GoldenGate（交換容量 1.2Tbps，支持 100G 端口速率）等系列已導(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)。盛科通信招股書(shū)顯示，其計(jì)劃推出的Arctic 系列目前正處于研發(fā)的后端設(shè)計(jì)階段，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，有望對(duì)標(biāo)行業(yè)一線龍頭。

“隨著本土交換芯片設(shè)計(jì)商技術(shù)不斷迭代升級(jí)，其芯片產(chǎn)品有望進(jìn)一步導(dǎo)入中端交換產(chǎn)品，并逐步向中高端市場(chǎng)滲透?！敝薪鸸狙芯坎勘硎尽?/p>

國(guó)內(nèi)企業(yè)在交換芯片領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，正逐步得到市場(chǎng)認(rèn)可，并在整體解決方案的提供上逐步展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。商湯科技大裝置事業(yè)群解決方案總監(jiān)代繼在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，在搭建大模型時(shí)代的AI基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，會(huì)采用本土交換機(jī)。“我們不止要看芯片，還要看交換機(jī)產(chǎn)品本身，在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)注重交換機(jī)的整體性能和軟件能力?！?/p>

隨著市場(chǎng)對(duì)高速網(wǎng)絡(luò)解決方案的需求不斷增長(zhǎng)，交換芯片的速率也在同步提升。根據(jù)市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)，到2024年，全球和中國(guó)市場(chǎng)中速率低于100M的交換機(jī)端口將逐漸被淘汰，千兆端口將繼續(xù)占據(jù)市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。灼識(shí)咨詢的預(yù)測(cè)指出，到2025年，中國(guó)商用以太網(wǎng)交換芯片市場(chǎng)中，100G及以上帶寬的高速交換芯片市場(chǎng)需求和規(guī)模預(yù)計(jì)將大幅增長(zhǎng)，市場(chǎng)規(guī)模占比有望達(dá)到44%。

芯謀市場(chǎng)分析師顧文軍在接受中國(guó)電子報(bào)記者采訪時(shí)表示，中國(guó)交換芯片未來(lái)市場(chǎng)空間較大，“關(guān)鍵在于我們的產(chǎn)品夠不夠強(qiáng)?！?/p>