交换机产业链、市场规模、竞争格局及发展趋势分析

全球交换机市场强者恒强。

1.交换机产业链情况

交换机产业链上游主要为芯片、电子元器件供应商与交换机代工商，产业链中游 为交换机品牌商（白盒与非白盒），下游为重点应用客户。 交换机产业链上游主要为芯片、电子元器件供应商与交换机代工商：其中交 换芯片为交换机最为核心的部件，交换机代工商与品牌商相互合作，品牌商 将产品生产制造外包，与代工商形成 OEM、ODM 多种合作模式，降低生产 成本并缩短新产品开发周期。 产业链中游为交换机品牌商（白牌与非白牌）：1）交换机品牌商（白牌）： 典型厂商包含 Arista、智邦科技、Celestica（天弘科技）；2）交换机品牌 商（非白牌）：按照全球以太网交换机市场份额来看，主要包含 Cisco、华 为、HPE、H3C、Juniper 等厂商。 产业链下游为重点应用客户：主要可分为数据中心、园区网、运营商市场三 大类。

2.市场及竞争格局：龙头厂商强者恒强，高速率出货占比持续提升

2023 年全球以太网交换机市场规模持续增长达 442 亿美元，预计 2028 年全球 数据中心&园区以太网交换机市场总规模可达 600 亿美元。

根据 IDC 数据，2023 年全球以太网交换机市场规模达 442 亿美元，同比增 长 20.1%，2019-2023 年 CAGR 达 11.03%，其中： 1）数据中心交换机市场：2023 年全球数据中心交换机市场规模达 183 亿 美元，同比增长 13.6%，占市场比重达 41.5%，2019-2023 年 CAGR 达 10.04%； 2）非数据中心交换机市场：2023 年全球非数据中心交换机市场规模达 259 亿美元，同比增长 25.2%，占市场比重达 58.5%，2019-2023 年 CAGR 达 11.76%。

后续市场空间展望来看，根据 650 Group 数据，2028 年全球数据中心以太 网交换机+园区以太网交换机总市场规模可达约 600 亿美元。

高速率交换机高增系 AI 驱动超大规模云厂商数据中心持续扩容，预计 2027 年 200G/400G 及以上占比将超 53%。

根据 IDC 数据，2023 年全球数据中心 100G交换机市场规模达 84.93 亿元， 同比增长 6.4%；数据中心 200G/400G 交换机营收达 33.28 亿美元，同比 增长 68.9%，占全球数据中心交换机市场的 18.19%，全球以太网交换机市 场的 7.53%，主要系 AI 驱动超大规模云厂商数据中心持续扩容所致。

根据 Dell'Oro 预测，2024 年全球 400G 交换机端口出货量将会持续增长， 51.2Tbps 芯片应用将带动 400G 端口渗透率持续提升，根据 IDC 数据，以 金额计算，2027 年全球 200G/400G 交换机占数据中心交换机市场份额将达 到 53.53%，较 2023 年提升 35.34pct，占全球以太网交换机总市场份额将 达到 24.41%，较 2023 年提升 16.88pct。

竞争格局方面，2023 年全球以太网交换机市场份额持续向头部集中，Cisco、 Arista 强者恒强。 2023 年 CR3 同比提升 4.2pct、CR5 提升 7.5pct：根据 IDC 数据，2023 年全球以太网交换机市场 CR3 达 64.2%，同比提升 4.2pct，CR5 达 77.8%， 同比增长 7.5pct，市场集中度进一步向头部集中，其他品牌商份额由 2022 年的 29.7%降至 2023 年的 22.2%。  Cisco、Arista 强者恒强：Cisco、Arista、华为、HPE、H3C 市场份额分 别为 43.7%、11.1%、9.4%、9.4%与 4.2%，其中 Cisco、Arista 同比分别 增长 2.8pct 与 1.8pct，全球前二地位持续稳固。 Cisco 以太网营收中非 DC 占比较高，Arista DC 营收占比超 90%，且从全球市 场维度来看，Cisco、Arista、Juniper 为全球主要 800G 交换机的供应商。 厂商 DC、非 DC 营收占比维度来看：Cisco 非 DC 占比较高，Arista DC 营 收占比超 90%：根据 IDC 数据，2023 年 Cisco 交换机营收中 DC 占比仅为 30.5%，而相比 Arista DC 营收占比达 91.4%。 产品矩阵维度来看：考虑到华为、H3C 主要供给国内市场，Cisco、Arista、 Juniper、NVIDIA 则将成为后续全球主要的 800G 以太网交换机供应商。

3.行业发展趋势一：AI 带动高速交换机需求，网络互联 Capex 占比提升

AI 集群中互联设备价值量持续提升，伴随集群规模扩大互联设备价值量占比有 望进一步提升。 传统数据中心 IT 设备 Capex 占比中，互联设备占比约为 15.5%（交换机、 光模块、光纤连接）。  而根据拾象科技对于 Meta 24,576 H100 InfiniBand 集群 Capex 的测算数据， InfiniBand 互联设备 Capex 占比达 23.9%，而以 Meta 24,576 H100 集群为 基础推演至 10 万卡集群时，InfiniBand 互联设备 Capex 占比达 26.1%， Capex 占比进一步提升 2.2pct。预计随着后续集群规模的不断增长，交换 机互联设备 Capex 将会持续增长。

AI 集群中，GPU 数量与交换机数量增长呈现一定比例，后续机内互联有望打开 交换芯片全新增长空间。 Scale-Out 网络侧：1）采用 Spine-Leaf 方案： GPU：服务器：25.6T 交换机 =1:0.125:0.04。2）采用 DDC 方案： GPU：服务器：交换机=1:0.125:0.125。 Scale-up 网络侧：NVL72 NVLink 互联： GPU：28.8T 交换芯片=1:0.25；

北美头部云厂商持续加大 AI 基础设施投资。2024 年随着下游客户 AI 需求愈发 旺盛，四家头部云厂商明确表示都将加大资本开支投入，重点支持 AI 基础设施 建设（主要涉及服务器、网络设备及其他数据中心基础设施）。根据 Bloomberg一致预期，预计 2024 年北美四大头部云厂商资本开支将达到 1,938.62 亿美元， 同比增长 31.48%。 根据 Arista 业绩说明会交流，各类云厂商 AI 投入决心愈发坚定，客户订单能见 度不断提升（3-6 个月）。

行业发展趋势二：白盒化趋势进一步确立

白盒化即将网络中的物理硬件与操作系统进行解耦，方便客户组建更加开放与灵 活的网络方案、大幅降低建网成本。

白盒交换机技术理念核心在于软硬件解耦与可编程性： 1）软硬件解耦层面：AT&T 将白盒交换机生态系统分为四层，硬件 1 层-商用芯 片层负责底层交换转发、软件 1 层-芯片接口层负责提取芯片功能、硬件 2 层-网 络功能参考设计层为硬件设备提供网络功能设计参考、软件 2 层-网络操作系统 与协议层就负责实现平面控制与管理。 2）网络可编程：白盒交换机采用具备可编程特性的交换芯片，可根据自身需求， 通过软件调整芯片的报文处理与转发逻辑。

白盒交换机市场得以快速增长，主要系

1）白盒交换机应用主要由下游客户推动，可避免供应商锁定并降低 Capex 与 Opex：一方面，下游云厂商、互联网客户等希望更加开放的交换机设备生态（避 免交换机设备商锁定）；另一方面，白盒交换机可以降低下游客户的交换机设备 成本，以极高的灵活性提升自己的运营与运维效率，降低 Capex 与 Opex。

2）白盒交换机具备较高的可编程性，客户可根据不同场景、时延与丢包要求做 不同的设置。 互联网+电新运营商积极拥抱白盒化。当前，北美头部云厂商、国内头部互联网 厂商、国内外电信运营商积极拥抱白盒化，多数通过“白盒交换机硬件+自研操 作系统”的模式推进白盒交换机应用于自身业务转型与网络重构。在多方力量共 同助力下，2023 年全球以太网交换机市场中，ODM 市场同比增长 16.2%，占 2023 年全年数据中心细分市场收入的 14.3%。

行业发展趋势三：能力提升&头部厂商推动助力以太网持 续受益

截至 2024H1，以太网与 InfiniBand 在全球超级计算机 500 强（Top500）中各 有千秋。1）网络互联系统占比方面：2023H1 前以太网占比保持领先，但由于 InfiniBand 在高性能计算领域饱受青睐，其份额持续提升，截至 2024H1， InfiniBand 网络在 Top500 中占比达 47.8%，同比增长 7.8pct，而以太网占比为 39.0%，同比降低 6.4pct。2）Top10 超级计算机网络互联方面：全球排名第 1、 2、5、6 位的超级计算机使用以太网方式进行互联，显现出以太网在全球前列高 性能计算集群中的高认可度。

当前基于以太网的 RoCEv2 整体性能差距较 InfiniBand 已经明显缩小，实际应 用情况下，以太网工作效率甚至可能占优。 以 AI 智算集群核心时延要求为例，根据新墨西哥大学关于 InfiniBand、RoCE 的性能对比测试数据，在报文字节数逐步提升的过程中，RoCE 与 InfiniBand 的平均时延差距不断缩小。同时根据百度智能云《智算中心网络架构白皮书》（2023），InfiniBand、 RoCEv2 方案同集群端到端时延分别为 2us、5us，InfiniBand 端到端时延占 优，但 RoCEv2 的性能也足够满足绝大部分智算场景的业务时延需求。 而具体到实际应用场景之中，Meta 分别基于 Arista 7800 与 NVIDIA Quantum2 InfiniBand 交换机建立了 2 个 24,576 卡 H100 GPU 集群，Arista 在其 2024Q1 业绩交流会上表示，Meta 的以太网集群实际训练效率较 InfiniBand 集群提升至少 10%。

AMD、Arista、Broadcom、Cisco 等头部厂商共同创立超以太网联盟，推进以 太网全面适应 AI/HPC 发展，预计 2024Q3 发布 V1.0 技术细节。 2023 年 7 月，AMD、Arista、Broadcom、Cisco、Eviden、HPE 等共同创 立超以太网联盟（Ultra Ethernet Consortium，UEC），致力于从物理层、 链路层、传输层、软件层改进以太网技术，使得超以太网满足 AI 和 HPC 对 于网络的需求。 截至 2024 年 3 月，已有 55 名会员、715 位行业专家加入 UEC，预计 2024Q3 发布 1.0 版本技术方案，加速推动以太网适应 AI 发展。 2024 年 7 月，根据 The Next Platform 最新消息，NVIDIA 确认加入 UEC， NVIDIA 表示“未来将提供基于 UEC 版本的以太网，进而为客户提供更为 有利的网络规范与标准”。 当前 Arista 正在和 UEC 创始成员重点对于以太网进行三方面改进：1）多路径 与报文散传：允许每个数据流同时访问目标对象的所有内容，并与客户共同动态 开发更多形式的负载均衡技术。2）数据包灵活传递：对于数据包进行灵活排序、 快速批量输出，降低尾部延迟。3）拥塞控制机制：通过虚拟输出队列等技术将 流量均匀负载分布在多个包中，优化 AI 网络路径负载分布。

Broadcom、Marvell 等以太网产业链核心厂商调高 AI 收入预期，NVIDIA 加速推进以太网产品迭代，头部厂商营收与产品部署持续验证以太网在 AI 智算时代 的应用价值。 Broadcom 方面：2024Q2 上修 AI 收入指引。2024Q2 公司上修 2024 年全 年 AI 收入指引至 110 亿美元，并指出其中定制化芯片与网络收入占比为 60% 和 40%（2023 年约为 80%与 20%），AI 网络收入占比持续提升。此外， 公司指出目前部署的 8 个最大的 AI 集群中 7 个使用 Broadcom 的以太网方 案，预计至 2025 年，所有超大规模 GPU 智算集群部署仍都将使用以太网 协议。  Marvell 方面：AI 相关业务营收快速增长。根据公司 AI Day 材料，FY2024 公司 AI 相关收入实现营收超 5.5 亿美元，约占公司整体收入的 10%（同比 增长约 7pct），预计 FY2025 将实现营收超 15 亿美元，其中 2/3 为连接业 务收入，1/3 为定制计算业务收入，占收比预计快速提升至 30%，预计 FY2026 营收超 25 亿美元。 NVIDIA 方面：Spectrum-X 预计在一年内成为数十亿美元产品线。NVIDIA 在其最新业绩交流会上透露，公司全新的 Spectrum-X 以太网主力产品正在 多个客户中大规模推广，其中包含一个 10 万 GPU 集群客户。公司预计 Spectrum-X 将在一年内跃升成为数十亿美元产品线，为 NVIDIA 网络业务 开辟全新市场。