AI浪潮又推高一類芯片需求，這次是交換芯片

當前，半導體市場對生成式人工智能的關注大多集中于計算芯片，但在數據中心和網絡通信基礎設施加快建設推動下，以太網交換芯片的價格暴漲正引發關注。2024年一季度以來，博通Tomahawk4系列的多款交換芯片價格迅速走高，在其官網和其他交易平臺上大多顯示無庫存，且交貨期高達50周，其中BCM56990B0KFLGG 市場報價已達4100美元左右，成為數據中心網絡芯片市場的“黑馬”。交換芯片價格暴漲、供應短缺傳遞出怎樣的信號？在AI浪潮下，以太網交換芯片成為半導體市場的又一受益者？

博通BCM56990系列產品圖

長期備貨量少，難以應付市場需求激增

網絡交換機，是一個擴大網絡的裝置，能為子網絡提供更多的連接端口，以便連接更多的計算機。交換芯片，是網絡交換機的核心部件，主要負責數據的轉發功能。當一個數據包到達交換機時，交換芯片會讀取數據包的目標地址，并迅速將其轉發到目的端口。以太網中的數據交換，特別是在大型網絡中，依賴于高效的交換芯片來確保數據的快速、準確傳輸?？梢哉f，交換芯片的性能直接決定了交換機的性能，并直接影響以太網的傳輸效率和響應速度。在數據中心或云計算平臺中，高性能的以太網交換芯片是支持大規模數據傳輸和處理的關鍵。

長期以來，網絡交換機更新換代速度相對較慢，交換芯片市場規模相較于計算芯片、存儲芯片等其他類型半導體產品來說，在整個半導體市場中的占比較低，未曾受到市場的廣泛關注。

而當前，全球以太網交換芯片市場正在經歷前所未有的變革。在AI、云計算、大數據技術的推動下，傳統的數據處理和傳輸方式已經無法滿足日益增長的數據需求，數據中心正在向大規模、高密度的方向發展。這要求交換芯片不僅要有更高的性能，還需要有更強的可擴展性和靈活性。因此，交換芯片的設計和制造難度也在不斷增加。

由于低性能交換芯片無法滿足大模型訓練等對數據傳輸效率有著更高要求的場景，高端交換芯片的市場需求迅速走高。這也是博通BCM56/58系列芯片價格在短期內暴漲的原因。據悉，BCM56990能夠在單個芯片上提供25.6 Tb/s 的高帶寬，可應用于超大規模云網絡、存儲網絡及 HPC 等場景。

博通官網Tomahawk4 / BCM56990 Series技術規格及庫存

交換芯片的價格變動趨勢受到多種因素的影響，包括市場需求、供應鏈狀況以及全球半導體市場的整體環境等。芯謀研究企業服務部總監王笑龍在接受《中國電子報》記者采訪時表示，博通的交換芯片，由于單價高、用量低，一般采用訂貨、生產的方式，產品余量少，這才導致了在市場需求量突然增加的情況下，由于產品本身供給量有限而出現的價格猛漲。

中國市場增速快于全球，本土企業增量空間大

網絡交換機和交換芯片的需求量、增長預期與數據中心數量及單個數據中心內建設的計算節點數量強相關。超聚變算力BU CTO丁煜表示，2018—2023年，大模型訓練算力需求每年以10倍的速度激增，而GPU算力每年以1倍的速度增長，算力需求與供給之間存在的巨大矛盾還沒有得到解決，還需要大規模的集群計算。

由此判斷，未來幾年，大規模計算集群仍將持續建設，數據中心之間及其內部的數據傳輸量不斷增長，需要更高帶寬的交換芯片來滿足數據傳輸的需求，進而給網絡交換機及交換芯片帶來增長空間。

公開數據顯示，2025年全球以太網交換芯片市場規模預計將達到434億元，2020-2025年復合增長率（CAGR）為 3.4%。灼識咨詢數據預測，中國交換芯片市場規模預計2025年將達到225億元，CAGR約13%。中國交換芯片市場規模增長顯著高于全球。

2016-2025E全球以太網交換芯片市場規模

資料來源:盛科通信招股說明書，灼識咨詢，國聯證券研究所

交換芯片主要分為兩大類：自研型和商用型。自研芯片由制造商自行設計并專用于其交換機產品，構成了公司數據通信業務的核心基礎，通常不對外銷售，主要的生產廠商包括華為、思科和中興等。而商用型交換芯片則是由芯片制造商生產后，直接面向市場銷售給其他廠商，其中包括國際龍頭企業博通、美滿以及國內的盛科通信。

記者了解到，目前國內交換芯片品類最高的交換容量與國際品牌相比仍有2~3代差距，但隨著國內廠商的技術進步和自主創新能力的提升，國內企業如盛科通信等，已經在交換芯片領域取得了顯著進展，推出了具有競爭力的產品。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）等系列已導入國內主流網絡設備商并實現規模量產。盛科通信招股書顯示，其計劃推出的Arctic 系列目前正處于研發的后端設計階段，交換容量最高達到 25.6Tbps，支持最大端口速率 800G，面向超大規模數據中心，有望對標行業一線龍頭。

主要交換芯片廠商產品性能對比

資料來源：國聯證券研究所

“隨著本土交換芯片設計商技術不斷迭代升級，其芯片產品有望進一步導入中端交換產品，并逐步向中高端市場滲透?！敝薪鸸狙芯坎勘硎尽?/span>

國內企業在交換芯片領域的技術進步，正逐步得到市場認可，并在整體解決方案的提供上逐步展現出優勢。商湯科技大裝置事業群解決方案總監代繼在接受《中國電子報》記者采訪時表示，在搭建大模型時代的AI基礎設施時，會采用本土交換機?！拔覀儾恢灰葱酒?，還要看交換機產品本身，在應用過程中會注重交換機的整體性能和軟件能力?！?/span>

隨著市場對高速網絡解決方案的需求不斷增長，交換芯片的速率也在同步提升。根據市場分析機構數據，到2024年，全球和中國市場中速率低于100M的交換機端口將逐漸被淘汰，千兆端口將繼續占據市場的主導地位。灼識咨詢的預測指出，到2025年，中國商用以太網交換芯片市場中，100G及以上帶寬的高速交換芯片市場需求和規模預計將大幅增長，市場規模占比有望達到44%。

芯謀市場分析師顧文軍在接受《中國電子報》記者采訪時表示，中國交換芯片未來市場空間較大，“關鍵在于我們的產品夠不夠強?！?/span>