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华泰 | 通信：交换芯片——AI超节点驱动二次成长

核心内容

交换芯片是数据中心互联的核心组件，用于处理数据交换和报文转发，占交换机成本比例达 $30%$ 以上。随着AI技术的发展，特别是大模型训练和推理需求的激增，交换芯片市场预计将在2026年起迎来新一轮增长。AI超节点架构或将成为国产算力追赶海外算力的关键突破口，推动交换芯片需求快速提升。

主要观点

• 技术演进与需求增长：AI训推共振将推动算力集群规模扩张，对交换芯片的容量、速率和时延提出更高要求，推动交换芯片向更高性能演进。
• 市场空间预测：预计2028年国产Scale out交换芯片市场规模达113亿元，26-28年CAGR为 $60%$；国产Scale up交换芯片市场规模达129亿元，26-28年CAGR为 $212%$。
• 国产替代潜力：尽管目前国产交换芯片在技术上与海外巨头存在差距，但中兴、盛科等公司已实现高端产品落地应用，且随着国产化率的提升，未来有望在超节点架构中获得更大市场份额。
• 行业格局：全球交换芯片市场由博通、Marvell、思科等海外巨头主导，但随着政策支持和AI超节点的发展，国内厂商有望通过开放协议标准和底层适配优势提升竞争力。

关键信息

• 交换芯片性能指标：包括交换容量、端口速率、表项、缓存、时延等。其中，Scale up交换芯片对时延更敏感。
• 应用场景差异：数据中心交换机对高性能、低延迟有更高要求，而园区交换机则注重成本与性能的平衡。
• 技术路线：Scale out主要通过以太网、InfiniBand等实现跨节点互联；Scale up则通过NVLink、UALink等实现机柜内多XPU直连。
• 市场趋势：交换芯片行业将经历高端化、Scale up起量和国产化三重变革。

与市场不同的观点

• 技术差距正在缩小：中兴凌云、盛科Arctic系列已达到海外同档次芯片水平，国产厂商在底层适配和生态共建方面更具优势。
• 供应链安全驱动国产化：随着海外GPU进口受限，交换芯片国产化需求或将显著提升，国内厂商有望通过适配国产算力设备提升市场份额。
• 开放协议标准的机遇：国内有望跑出如UALink、ETH、ALS等开放互联标准，这为国产交换芯片厂商提供了技术协同和市场突破的机会。

投资逻辑

• 全球云厂商资本支出乐观：北美云厂商及国内互联网厂商对未来的资本支出保持乐观，数据中心建设将带动交换机及交换芯片需求。
• 超节点带动Scale up需求：超节点架构通过多卡协同和高带宽、低延迟的内部互联，显著提升单节点算力利用率，推动Scale up交换芯片需求快速增加。
• 国产厂商机会显现：随着超节点架构引入，国内厂商有望凭借本土化优势和开放协议协同能力，提升市场份额。

风险提示

• 云厂商资本支出不及预期
• 超节点方案落地进程不及预期
• 未上市公司或未覆盖个股信息不构成推荐或覆盖

成本结构

交换芯片占交换机成本的比例在 $30%$ 以上，尤其在大容量、高速率交换机中占比更高。主要成本构成包括芯片、光器件、插接件、阻容器件、壳体、PCB等。

技术原理

交换芯片主要工作于OSI模型的物理层、数据链路层、网络层和传输层，负责数据包的解析、安全检测、转发和流量管理。其内部结构包括物理与高速接口层、共享缓存区、数据处理与转发引擎区。

发展趋势

• 高端化：交换芯片持续向更高容量、更快速率、更低时延发展。
• Scale up起量：超节点架构推动Scale up交换芯片需求快速增长。
• 国产化：国内厂商有望通过技术追赶和供应链安全需求，提升市场份额。

未来展望

随着AI技术的深入发展和超节点架构的普及，交换芯片行业将迎来新的增长机遇，国产厂商有望在高端市场占据一席之地。