Ethernet以太网：格局多竞争，开放占优

2024-07-25 00:07

本文来自“网络系列报告之交换机概览：IB性能占优，以太网开放占优”，在Ethernet架构的网络中，以太网交换机是核心设备之一。基于以太网进行数据传输的多端口网络设备，每个端口都可以连接到主机或网络节点，主要功能就是根据接收到数据帧中的硬件地址，把数据转发到目的主机或网络节点。

上篇文章：Infiniband格局寡头，性能占优

1、下游：数据中心是核心驱动，需求呈量、速双增

按下游应用分，交换机可以分为数据中心(智算+企业+运营商)和园区等需求领域。智算或超大型数据中心领域交换机将充分受益于云计算技术的成熟及算力需求推动的传续效率提升。云计算、大数据、物联网、人工智能等技术产业发展提升了对数据流量及速率的需求，全球传统数据中心数量及占比持续提升，推动交换机需求数量增长。与此同时，生成式大模型等新兴产业推动智算算力需求爆发，智算数据中心间及内部互联带宽压力加大，网络架构升级，端口速率也从10-100Gbps提升至100-800Gbps。企业网数据中心交换机主要由于互联网行业近两年持续的颓势影响投资，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。

园区交换机同比下滑0.5%,先后经历过2021年供应链紧张时期的囤货大涨、部署消耗的低迷等待，目前已经进入到正常建设节奏。2023年园区交换机市场受到宏观经济波动影响更为明显，企业考虑到自身效益和生存压力，项目部署多有延迟。2024年随着宏观经济好转，园区交换机部署节奏有望转向正轨，并且随着Wi-Fi 6 AP的日益普及，也刺激了园区交换机需求增长。

2、中游：品牌+制造服务商，白盒的软硬件解耦为新趋势

受数据传输量及速度需求支撑，全球以太网交换设备市场规模在2020-2025年间将实现3.2%的复合增长率。中国以太网交换设备市场则充分受益于国产替代契机，2020-2025年间复合增长率将高于全球平均水平，达到10.8%。

特征一：交换机制造环节的参与者分为品牌商和制造服务商，不同产业分工形成不同的格局。随着全球电子制造行业的不断发展，整个产业链逐渐呈现出品牌商和制造服务商专业化分工的行业格局。品牌商为了迅速扩大产能、降低生产成本及缩短新产品开发周期，逐渐把产品生产制造和开发设计环节外包，其业务重心转向新产品开发、品牌管理与市场营销，因此，电子制造服务行业应运而生。

全球交换机市场思科、华为及Arista占据市场63.5%的份额(2022年数据),中国交换机市场华为、新华三、星网锐捷占据市场84%的份额(2021年数据)。制造服务商则主要负责产品生产制造和开发设计环节，市场由国内及台资供应商组成，格局相对分散。

特征二：数据中心领域软硬件解耦的白盒等开放式创新架构的产品成为趋势。一方面，数据中心客户对数据安全有极高要求，白盒的可编程性使得其能够自主掌握软硬件运营体系；另一方面，脊、服务器叶、网关叶等交换机的转发逻辑不用，配备可编程芯片的白盒交换机能够通过加载不同的功能组件，实现硬件资源的不同分配。

3、上游：交换芯片是以太网交换机的核心部件之一

交换芯片是以太网交换机的核心部件，直接受下游交换机的市场需求推动。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，其中芯片的BOM成本占比约40%。根据灼识咨询数据，以销售额计，全球以太网交换芯片总体市场规模2020年达到368.0亿元，2016-2020年年均复合增长率为3.6%。中国以太网交换芯片的总体市场规模2020年约为125亿元，其中自用35亿、商用90亿元。

未来，数据中心将成为交换机的核心应用场景，而商用交换芯片厂在数据中心领域具有一定优势：

特征一：数据中心场景将成为中国以太网交换芯片市场增长的核心推动，高速率交换芯片占比亦将相应提升。以太网芯片的终端应用场景主要分为企业网络、运营商网络、数据中心网络和工业网络，受益于大模型对数据流动量及速度的需求提升，数据中心将成为未来中国商用以太网交换芯片市场增长的主要推动。而数据中心场景的需求占比提升将对应带动高速率端口的产品占比提升。

从端口速率来看，以太网交换芯片可分为百兆、千兆、万兆、25G、40G、100G及以上速率产品。近年云计算、大数据、物联网、人工智能等技术产业的快速发展和传统产业的数字化转型，均对网络带宽提出新要求，高速率端口需求占比持续提升。

特征二：以太网交换芯片商用相较自用有一定优势，但仍需警惕自用厂商的技术进步。自用以太网交换芯片厂商以思科、华为等为主，这类供应商自研交换芯片均用于自用，同时亦会外购其他厂商的商用以太网交换芯片；商用交换芯片厂商则以博通、美满、瑞昱、英伟达、英特尔、盛科通信等以太网交换芯片商用厂商为主。商用相较自用有以下优势：

1)交换芯片具有天然的技术、资金壁垒，同时盈利能力高度依赖大批量出货形成的规模效应，自用厂商的终端产品会和交换设备厂商形成直接竞争，因此其自研芯片往往难以对其竞争对手实现销售；

2)未来交换设备的增量主要来源于数据中心市场，商用数据中心市场起步早，有先发优势；3)受国际贸易摩擦影响，部分自用芯片设计厂受产能制约，未来出货量具较强不确定性，有收缩趋势。但随着芯片制造技术的加速进步，交换芯片的制程要求又相对宽松，仍需警惕具有芯片自研能力的品牌商设计及制造能力进步引致的芯片环节格局恶化。