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以太網(wǎng)交換設(shè)備及芯片行業(yè)發(fā)展概況
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 盛科通信    2023-09-08

（1）以太網(wǎng)交換設(shè)備行業(yè)概況

以太網(wǎng)交換設(shè)備為用于網(wǎng)絡(luò)信息交換的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，是實現(xiàn)各種類型網(wǎng)絡(luò)終端互聯(lián)互通的關(guān)鍵設(shè)備。以太網(wǎng)交換設(shè)備對外提供高速網(wǎng)絡(luò)連接端口，直接與主機或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相連，可為接入設(shè)備的任意多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供電信號通路和業(yè)務(wù)處理模型。

以太網(wǎng)交換設(shè)備在邏輯層次上遵從 OSI 模型（開放式通信系統(tǒng)互聯(lián)參考模型），主要工作在物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層。以太網(wǎng)交換設(shè)備擁有一條高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣，在同一時刻可進行多個端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)報文處理。

資料來源：灼識咨詢

以太網(wǎng)逐漸贏得業(yè)界普遍認(rèn)同，成為最有前途的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，正成為網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的基礎(chǔ)和壟斷承載技術(shù)。隨著以太網(wǎng)的發(fā)展，以太網(wǎng)交換設(shè)備也在持續(xù)演進。從 1989 年第一臺以太網(wǎng)交換設(shè)備面世至今，經(jīng)過 30 多年的快速發(fā)展，以太網(wǎng)交換設(shè)備在轉(zhuǎn)發(fā)性能上有了極大提升，端口速率從 10M 發(fā)展到了 800G，單臺設(shè)備的交換容量也由數(shù)十 Mbps提升到了數(shù)十 Tbps。

早期的以太網(wǎng)設(shè)備如集線器為物理層設(shè)備，無法隔絕沖突擴散，限制了網(wǎng)絡(luò)性能的提高。以太網(wǎng)交換設(shè)備作為一種能隔絕沖突的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，極大地提高了以太網(wǎng)的性能。隨著技術(shù)的發(fā)展，如今的以太網(wǎng)交換設(shè)備早已突破當(dāng)年橋接設(shè)備的框架，不僅能完成二層轉(zhuǎn)發(fā)，也能根據(jù) IP 地址進行三層路由轉(zhuǎn)發(fā)，甚至出現(xiàn)工作在四層及更高層的以太網(wǎng)交換設(shè)備。

根據(jù) IDC、灼識咨詢數(shù)據(jù)，截至 2020 年，全球以太網(wǎng)交換設(shè)備的市場規(guī)模為 1,807.0億元。2016-2020 年年均復(fù)合增長率為 3.5%，預(yù)計至 2025 年市場規(guī)模將達到 2,112.0 億元，2020-2025 年年均復(fù)合增長率為 3.2%。

就市場發(fā)展程度而言，中國的以太網(wǎng)交換設(shè)備市場仍處于快速發(fā)展階段，市場規(guī)模與成熟市場仍然存在一定差距。根據(jù)灼識咨詢數(shù)據(jù)，截至 2020 年，中國以太網(wǎng)交換設(shè)備的市場規(guī)模為 343.8 億元，占全球以太網(wǎng)交換設(shè)備市場規(guī)模的 19.0%，2016-2020 年年均復(fù)合增長率為 9.6%。預(yù)計 2025 年市場規(guī)模將達到 574.2 億元，2020-2025 年年均復(fù)合增長率為 10.8%，將占全球以太網(wǎng)交換設(shè)備市場規(guī)模的 27.2%，占比將大幅提高。

（2）以太網(wǎng)交換芯片行業(yè)概況

1）以太網(wǎng)交換芯片定義及架構(gòu)

以太網(wǎng)交換設(shè)備由以太網(wǎng)交換芯片、CPU、PHY、PCB、接口/端口子系統(tǒng)等組成，其中以太網(wǎng)交換芯片和 CPU 為最核心部件。以太網(wǎng)交換芯片為用于交換處理大量數(shù)據(jù)及報文轉(zhuǎn)發(fā)的專用芯片，是針對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用優(yōu)化的專用集成電路。

以太網(wǎng)交換芯片內(nèi)部的邏輯通路由數(shù)百個特性集合組成，在協(xié)同工作的同時保持極高的數(shù)據(jù)處理能力，因此其架構(gòu)實現(xiàn)具有復(fù)雜性；CPU 是用來管理登錄、協(xié)議交互的控制的通用芯片；PHY 用于處理電接口的物理層數(shù)據(jù)。部分以太網(wǎng)交換芯片將 CPU、PHY 集成在以太網(wǎng)交換芯片內(nèi)部。

2）以太網(wǎng)交換芯片工作原理

需要傳輸?shù)膱笪?數(shù)據(jù)包由端口進入以太網(wǎng)交換芯片之后，首先進行數(shù)據(jù)包頭字段匹配，為流分類做準(zhǔn)備；而后經(jīng)過安全引擎進行硬件安全檢測；符合安全的數(shù)據(jù)包進行二層交換或者三層路由，經(jīng)過流分類處理器對匹配的數(shù)據(jù)包做相關(guān)動作（比如丟棄、限速、修改 VLAN 等）；對于可以轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包根據(jù) 802.1P 或 DSCP 放到不同隊列的 buffer中，調(diào)度器根據(jù)優(yōu)先級或者 WRR 等算法進行隊列調(diào)度，在端口發(fā)出該數(shù)據(jù)包之前執(zhí)行流分類修改動作，最終從相應(yīng)端口發(fā)出。

資料來源：灼識咨詢

4）中國以太網(wǎng)交換芯片使用場景整體分析

以太網(wǎng)交換芯片下游應(yīng)用場景分為企業(yè)網(wǎng)用以太網(wǎng)交換設(shè)備、運營商用以太網(wǎng)交換設(shè)備、數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換設(shè)備以及工業(yè)用以太網(wǎng)交換設(shè)備四類，以上應(yīng)用場景的具體細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域如下：

①企業(yè)網(wǎng)用以太網(wǎng)交換設(shè)備：可分為金融類、政企類、校園類；

②運營商用以太網(wǎng)交換設(shè)備：可分為城域網(wǎng)用、運營商承建用以及運營商內(nèi)部管理網(wǎng)用；

③數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換設(shè)備：可分為公有云用、私有云用、自建數(shù)據(jù)中心用；

④工業(yè)用以太網(wǎng)交換設(shè)備：可分為電力用、軌道交通用、市政交通用、能源用、工廠自動化用。

5）全球以太網(wǎng)交換芯片市場概況

根據(jù)灼識咨詢數(shù)據(jù)，以銷售額計，全球以太網(wǎng)交換芯片總體市場規(guī)模 2016 年為318.5 億元，2020 年達到 368.0 億元，2016-2020 年年均復(fù)合增長率為 3.6%，預(yù)計至 2025年全球以太網(wǎng)交換芯片市場規(guī)模將達到 434.0 億元，2020-2025 年年均復(fù)合增長率為3.4%。以太網(wǎng)交換芯片分為商用和自用，2020 年商用和自用占比均為 50.0%。

全球以太網(wǎng)交換芯片自用廠商以思科、華為等為主，其自研芯片主要用于自研交換機，而非用于供應(yīng)予其競爭對手。此外，自用廠商亦同時外購其他廠商的商用以太網(wǎng)交換芯片。思科為以太網(wǎng)交換機行業(yè)的領(lǐng)軍者。

在思科的發(fā)展初期并沒有成規(guī)模的商用以太網(wǎng)交換芯片供應(yīng)商，因此思科通過自研以太網(wǎng)交換芯片的方式配合自研交換機的技術(shù)演進。在以太網(wǎng)交換芯片市場寡頭競爭的情況下，其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商亦往往不會采用其主要競爭對手的芯片方案、依賴競爭對手的方案構(gòu)建交換機，從而喪失自身核心競爭力，而傾向于選擇商用以太網(wǎng)交換芯片廠商的芯片方案。

在商用方面，隨著全球以太網(wǎng)交換芯片市場的擴大，自用廠商已無法滿足下游日益增長的需求，因此全球范圍內(nèi)涌現(xiàn)出博通、美滿、瑞昱、英偉達、英特爾、盛科通信等以太網(wǎng)交換芯片商用廠商，部分自用廠商亦通過外購商用芯片豐富自身交換機產(chǎn)品線。

從增長率來看，全球商用以太網(wǎng)交換芯片市場 2020-2025 年年均復(fù)合增長率為 5.3%，顯著高于全球自用以太網(wǎng)交換芯片市場同期年均復(fù)合增長率 1.2%，未來以太網(wǎng)交換芯片市場規(guī)模的主要增量將來自商用廠商，其主要原因如下：

①以太網(wǎng)交換芯片天然形成的技術(shù)、資金壁壘，使得部分自用廠商難以在自身體量下同時支撐芯片的高額研發(fā)投入、高速迭代，且難以實現(xiàn)經(jīng)濟效益，從而影響自用市場的增長；

②全球以太網(wǎng)交換芯片未來增量主要來自于數(shù)據(jù)中心市場，而數(shù)據(jù)中心市場商用廠商起步較早，獲得先發(fā)優(yōu)勢；

③受國際貿(mào)易摩擦引起的產(chǎn)業(yè)鏈震蕩影響，自用廠商相對于商用芯片廠商對于產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同和產(chǎn)能緊缺的風(fēng)險抵抗能力更低，從而影響自用芯片的增長。

6）中國商用以太網(wǎng)交換芯片市場概況

云計算的快速滲透、AI 和機器學(xué)習(xí)的興起、5G 商用、WiFi 6 等通信技術(shù)的升級和企業(yè)信息化建設(shè)深入將快速推動中國以太網(wǎng)交換芯片市場增長。根據(jù)灼識咨詢數(shù)據(jù)，以銷售額計，中國商用以太網(wǎng)交換芯片總體市場規(guī)模 2016 年為 54.1 億元，2020 年達到90.0 億元，2016-2020 年年均復(fù)合增長率為 13.6%，預(yù)計至 2025 年中國商用以太網(wǎng)交換芯片市場規(guī)模將達到 171.4 億元，2020-2025 年年均復(fù)合增長率為 13.8%。

此外，自用市場方面，2020 年自用以太網(wǎng)交換芯片規(guī)模為 35.0 億元。由于商業(yè)模式不同，后文涉及的以太網(wǎng)交換芯片市場規(guī)模均為商用以太網(wǎng)交換芯片市場規(guī)模。

①應(yīng)用場景

從應(yīng)用場景看，2020 年中國商用以太網(wǎng)交換芯片市場方面，數(shù)據(jù)中心用、企業(yè)網(wǎng)用、運營商用和工業(yè)用以太網(wǎng)交換芯片市場規(guī)模占比分別為 58.5%、27.3%、12.7%和1.6%；預(yù)計至 2025 年，中國商用以太網(wǎng)交換芯片市場方面，數(shù)據(jù)中心用、企業(yè)網(wǎng)用、運營商用和工業(yè)用以太網(wǎng)交換芯片市場規(guī)模占比將分別達到70.2%、20.7%、7.8%和1.3%，商用數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換芯片市場規(guī)模 2020-2025 年年均復(fù)合增長率將達到 18.0%，數(shù)據(jù)中心將成為未來中國商用以太網(wǎng)交換芯片市場增長的主要推動力。

A、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)

企業(yè)網(wǎng)用以太網(wǎng)交換芯片主要用于企業(yè)網(wǎng)用以太網(wǎng)交換設(shè)備。隨著企業(yè)信息化建設(shè)不斷深入，企業(yè)的生產(chǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、經(jīng)營管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)均得到大力發(fā)展，對于企業(yè)園區(qū)網(wǎng)的建設(shè)要求越來越高。隨著企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展，出現(xiàn)了基于園區(qū)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的豐富增值業(yè)務(wù)需求，例如：網(wǎng)絡(luò)接入形式要求多樣化、支持 WLAN 無線接入、滿足移動辦公、大區(qū)域無線纜覆蓋等特殊要求；對于企業(yè)用戶訪問外網(wǎng)進行計費，計費策略需靈活設(shè)置；企業(yè)多出口鏈路場景下的負(fù)載均衡、靈活選路需求。

同時，隨著智慧辦公、智慧校園等智慧生活的推廣，無線網(wǎng)絡(luò)大量覆蓋，企業(yè)網(wǎng)用以太網(wǎng)交換芯片和設(shè)備需求不斷增加。

根據(jù)灼識咨詢數(shù)據(jù)，以銷售額計，中國商用企業(yè)網(wǎng)用以太網(wǎng)交換芯片總體市場規(guī)模2016 年為 18.0 億元，2020 年達到 24.6 億元，年均復(fù)合增長率為 8.2%；預(yù)計至 2025 年，市場規(guī)模將達到 35.4 億元，2020-2025 年年均復(fù)合增長率為 7.6%。

B、運營商網(wǎng)絡(luò)

運營商用以太網(wǎng)交換芯片主要用于運營商用以太網(wǎng)交換設(shè)備?！?G 商用，承載先行”，隨著 5G 大規(guī)模商用被提上日程，下游應(yīng)用生態(tài)將得到快速拓展，整體流量將產(chǎn)生爆發(fā)式增長，從而促進網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需求。目前全球范圍內(nèi)數(shù)百家運營商已宣布對 5G 進行投資，并在其現(xiàn)網(wǎng)中部署符合 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)的 5G 技術(shù)。

作為 5G 商用的基礎(chǔ)設(shè)施，5G 承載網(wǎng)的建設(shè)也成了各大運營商的重要任務(wù)之一。由于 4G 承載網(wǎng)與 5G 承載網(wǎng)之間存在較大變化，較多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要更新，因此 5G 承載網(wǎng)的建設(shè)會大幅提高市場對于以太網(wǎng)交換芯片的需求。

根據(jù)灼識咨詢數(shù)據(jù)，以銷售額計，中國商用運營商用以太網(wǎng)交換芯片總體市場規(guī)模2016 年為 9.4 億元，2020 年達到 11.4 億元，年均復(fù)合增長率為 4.8%；預(yù)計至 2025 年市場規(guī)模將達到 13.4 億元，2020-2025 年年均復(fù)合增長率為 3.4%。

C、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)

數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換芯片主要用于數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換設(shè)備。數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換設(shè)備可靠性、安全性要求更高，組網(wǎng)方式更簡單，業(yè)務(wù)部署更快捷。數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換設(shè)備以高質(zhì)量的業(yè)務(wù)保證和控制識別能力為特征，實現(xiàn)端到端的流控與背壓機制，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠，平抑網(wǎng)絡(luò)浪涌。

數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換設(shè)備改變了傳統(tǒng)交換系統(tǒng)的出端口緩存方式，采用分布式緩存架構(gòu)，緩存相較普通以太網(wǎng)交換設(shè)備更大，緩存能力可達 1G 以上。對于每端口在萬兆全線速條件下達到 200 毫秒的突發(fā)流量緩存能力，數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換設(shè)備在突發(fā)流量的情況下，大緩存仍能保證網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)零丟包，能夠適應(yīng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器量大、突發(fā)流量大的特點。

我國云計算正處于快速上升期，云計算政策環(huán)境日趨完善，云計算技術(shù)不斷發(fā)展成熟，云計算應(yīng)用從互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)向政務(wù)、金融、工業(yè)、醫(yī)療等傳統(tǒng)行業(yè)加速滲透，進一步加速企業(yè)上云的進度，市場對數(shù)據(jù)中心等 IaaS 基礎(chǔ)設(shè)施的需求將逐漸加大。自 2019 年以來，國內(nèi)云計算巨頭以及通信運營商不斷加大云計算領(lǐng)域的投資，數(shù)據(jù)中心作為底層設(shè)施將直接受益。云計算業(yè)務(wù)的發(fā)展及流量增長直接驅(qū)動云廠商對數(shù)據(jù)中心的需求增長和投資。

根據(jù)灼識咨詢數(shù)據(jù)，以銷售額計，中國商用數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換芯片總體市場規(guī)模 2016 年為 25.7 億元，2020 年達到 52.6 億元，年均復(fù)合增長率為 19.6%；預(yù)計至 2025年市場規(guī)模將達到 120.4 億元，2020-2025 年年均復(fù)合增長率為 18.0%。

D、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)

工業(yè)用以太網(wǎng)交換芯片主要用于工業(yè)用以太網(wǎng)交換設(shè)備。工業(yè)用以太網(wǎng)交換設(shè)備主要應(yīng)用于復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中的實時以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸，專為滿足靈活多變的工業(yè)應(yīng)用需求而設(shè)計，以提供高性價比工業(yè)以太網(wǎng)通訊解決方案。

工業(yè)用以太網(wǎng)針對工業(yè)控制的特定需求，實現(xiàn)了通信實時性、網(wǎng)絡(luò)安全性、本質(zhì)安全與安全防爆技術(shù)等技術(shù)需求問題，并且采用防水、防爆、抗振動、抗干擾等適合工業(yè)環(huán)境的措施。工業(yè)用以太網(wǎng)交換設(shè)備采用存儲轉(zhuǎn)換交換方式，同時提高以太網(wǎng)通信速度，并且內(nèi)置智能報警設(shè)計監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運行狀況，使得在惡劣危險的工業(yè)環(huán)境中工業(yè)用以太網(wǎng)交換設(shè)備始終能夠保證以太網(wǎng)可靠穩(wěn)定的運行。

近年來，中國智能制造項目、智能電網(wǎng)、城市軌道交通、市政等基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)投資力度持續(xù)加大，TSN 升級帶來工業(yè)用以太網(wǎng)交換設(shè)備更新?lián)Q代的需求，加之供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革成效初顯，工業(yè)用以太網(wǎng)交換設(shè)備下游市場需求穩(wěn)定增長。

根據(jù)灼識咨詢數(shù)據(jù)，以銷售額計，中國商用工業(yè)用以太網(wǎng)交換芯片總體市場規(guī)模2016 年為 1.0 億元，2020 年達到 1.4 億元，年均復(fù)合增長率為 9.6%；預(yù)計至 2025 年市場規(guī)模將達到 2.3 億元，年均復(fù)合增長率為 9.8%。

②端口速率

從端口速率看，以太網(wǎng)交換芯片可分為百兆、千兆、萬兆、25G、40G、100G 及以上不等。近年數(shù)字經(jīng)濟的快速發(fā)展，推動了云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的轉(zhuǎn)型，均對網(wǎng)絡(luò)帶寬提出新的要求，100G 及以上的以太網(wǎng)交換芯片需求逐漸增多，400G 端口將成為下一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部主流端口形態(tài)。

根據(jù)灼識咨詢數(shù)據(jù)，中國商用以太網(wǎng)交換芯片市場方面，2020 年，萬兆級、千兆級及 100G 級以上端口速率以太網(wǎng)交換芯片市場規(guī)模占比最高，分別為 30.2%、28.2%和 24.1%；預(yù)計至 2025 年，100G 及以上和 25G 的中國商用以太網(wǎng)交換芯片市場規(guī)模將大幅增長，占比將分別達到 44.2%和 16.3%，2020-2025 年年均復(fù)合增長率將分別達到28.4%和 30.5%。

7）以太網(wǎng)交換芯片具備平臺型、長生命周期特點

以太網(wǎng)交換芯片不僅涉及企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、運營商網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商直接客戶，還直接面向數(shù)據(jù)中心、運營商等最終客戶。以太網(wǎng)交換芯片廠商通過面向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商直接客戶的技術(shù)迭代和實踐論證，向最終客戶收集一手需求、參與集采規(guī)范，并通過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織的深度參與和建言獻策，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)閉環(huán)，完成全產(chǎn)業(yè)鏈布局。

產(chǎn)業(yè)鏈全環(huán)節(jié)的高度協(xié)同要求以太網(wǎng)交換芯片設(shè)計企業(yè)具有強大的產(chǎn)業(yè)鏈整合能力，在產(chǎn)品市場定位、技術(shù)可行性、成功量產(chǎn)、外協(xié)加工、下游客戶開拓、客戶支持及自身運營等各方面均需具備良好的基礎(chǔ)。

一般情況下，主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商僅會選擇一至兩套以太網(wǎng)交換芯片方案。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商在經(jīng)過對以太網(wǎng)交換芯片產(chǎn)品的應(yīng)用性能、與其自身產(chǎn)品線和戰(zhàn)略的契合度、協(xié)議要求、行業(yè)技術(shù)規(guī)范等條件的嚴(yán)苛篩選后，方可大規(guī)模應(yīng)用芯片產(chǎn)品。

在最終實現(xiàn)應(yīng)用前，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商將圍繞以太網(wǎng)交換芯片平臺系統(tǒng)性、成建制地打造軟硬件研發(fā)團隊、系統(tǒng)工程師團隊、項目管理團隊、營銷支持團隊，投入高額軟硬件開發(fā)成本并進行長時間驗證，關(guān)系到客戶巨大的資源投入和未來在市場的核心競爭力?？蛻粢坏┻x擇芯片產(chǎn)品，將圍繞該產(chǎn)品長期投資、持續(xù)開發(fā)，應(yīng)用生命周期長達8-10年，并希望廠商提供PHY、Retimer等配套芯片。

8）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商向上游擴展的情況及其對行業(yè)企業(yè)的影響

中國以太網(wǎng)交換機行業(yè)主要廠商包括新華三、華為、銳捷網(wǎng)絡(luò)、思科、邁普技術(shù)、烽火通信、中興通訊等。其中，自用廠商在自研以太網(wǎng)交換芯片用于自研交換機的同時，亦同時外購商用以太網(wǎng)交換芯片；新華三、中興通訊、烽火通信自研路由核心芯片，以應(yīng)對路由核心芯片廠商陸續(xù)關(guān)閉或被收購、無穩(wěn)定芯片供應(yīng)的情況，但仍主要通過外購商用以太網(wǎng)交換芯片滿足需求。路由核心芯片主要運用于路由器，但亦可少量運用于特定應(yīng)用場景的交換機中；此外，烽火通信近期推出數(shù)款定位低端接入的以太網(wǎng)交換芯片；根據(jù)公開渠道信息，銳捷網(wǎng)絡(luò)、邁普技術(shù)等廠商不存在自研以太網(wǎng)交換芯片的情況。

基于以太網(wǎng)交換芯片較高的進入壁壘、與交換機的技術(shù)難點差異以及產(chǎn)業(yè)鏈資源差異使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商難以進入行業(yè)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商當(dāng)前自研的路由核心芯片無法實現(xiàn)到以太網(wǎng)交換芯片的簡單切換、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商的自研芯片難以實現(xiàn)經(jīng)濟效益等原因，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商向上游擴展的情況對企業(yè)業(yè)務(wù)開拓、經(jīng)營合作穩(wěn)定性的影響較小，具體如下：

①以太網(wǎng)交換芯片具備較高技術(shù)和資金壁壘，且技術(shù)難點與以太網(wǎng)交換機存在較大區(qū)別，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商難以進入以太網(wǎng)交換芯片行業(yè)

A、以太網(wǎng)交換芯片存在較高的技術(shù)和資金壁壘

以太網(wǎng)交換芯片設(shè)計具備較高的技術(shù)壁壘。隨著芯片集成度不斷提高，海量邏輯造成研發(fā)工程難度提高，研發(fā)周期延長。以太網(wǎng)交換芯片市場應(yīng)用周期達 8-10 年，需要長期的技術(shù)與人才積累，要求業(yè)內(nèi)企業(yè)具備較強的持續(xù)創(chuàng)新能力。

以太網(wǎng)交換芯片是計算、存儲、智能連接的樞紐，需要與眾多其他廠商的以太網(wǎng)交換芯片、網(wǎng)卡、光模塊等器件互聯(lián)互通，這對以太網(wǎng)交換芯片的穩(wěn)健性和可靠性提出了嚴(yán)苛的要求。此外，在先進制程的研發(fā)方面，研發(fā)環(huán)節(jié)往往需要大量且長期的人力資本投入，并承擔(dān)若干次高昂的工藝流片費用。而上述高額的各類研發(fā)支出將在企業(yè)經(jīng)營過程中持續(xù)性發(fā)生。

B、以太網(wǎng)交換芯片和以太網(wǎng)交換機的技術(shù)難點存在較大區(qū)別

以太網(wǎng)交換芯片的技術(shù)難點主要集中于高性能交換芯片架構(gòu)設(shè)計、高密度端口設(shè)計、針對不同應(yīng)用場景的流水線設(shè)計，并研發(fā)配套的 SDK 軟件接口。為了支撐以太網(wǎng)交換芯片的大規(guī)模應(yīng)用，需要在產(chǎn)品的性能、特性、成本和功耗之間進行平衡，并同時要求廠商具備大規(guī)模數(shù)字專用芯片的驗證、測試、規(guī)模量產(chǎn)能力。

而以太網(wǎng)交換機的技術(shù)難點主要集中于硬件和軟件領(lǐng)域，在硬件設(shè)計上，需要基于交換芯片進行硬件原理圖設(shè)計、布局、調(diào)試和測試，在軟件方面，需要基于交換芯片的SDK 以及研發(fā)二層、三層協(xié)議棧、堆疊協(xié)議。最后基于交換機軟硬件研發(fā)成果，進行大規(guī)模測試，保障產(chǎn)品穩(wěn)定性。

C、以太網(wǎng)交換芯片和以太網(wǎng)交換機的上游產(chǎn)業(yè)鏈資源完全不同

以太網(wǎng)交換芯片廠商主要面對晶圓廠、封測廠等供應(yīng)商，從芯片設(shè)計至流片至大規(guī)模量產(chǎn)等環(huán)節(jié)均需要以太網(wǎng)交換芯片廠商和供應(yīng)商的長期投入和高度協(xié)作；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商主要面對以太網(wǎng)交換芯片廠商、CPU 廠商、其他原材料供應(yīng)商及 ODM/OEM 廠商，通過協(xié)調(diào)各類原材料供應(yīng)商及 ODM/OEM 廠商實現(xiàn)整機制造。

因此以太網(wǎng)交換芯片和以太網(wǎng)交換機的上游產(chǎn)業(yè)鏈資源完全不同，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商進入以太網(wǎng)交換芯片行業(yè)，重新構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈需要較高時間成本且存在較大難度。而在產(chǎn)能較為緊張的大環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商在供應(yīng)商處獲得產(chǎn)能席位以及后續(xù)保障充足產(chǎn)能均存在未知數(shù)。

因而，作為大規(guī)模數(shù)字專用芯片，以太網(wǎng)交換芯片天然具備研發(fā)難度高、驗證周期長、資金投入大等壁壘。此外，以太網(wǎng)交換芯片和以太網(wǎng)交換機的技術(shù)難點截然不同，廠商的產(chǎn)業(yè)鏈資源亦存在較大區(qū)別，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商難以通過自主研發(fā)進入以太網(wǎng)交換芯片行業(yè)。

②網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商當(dāng)前主要研發(fā)的路由核心芯片而非以太網(wǎng)交換芯片，兩類產(chǎn)品存在較大差異，難以實現(xiàn)從路由核心芯片向以太網(wǎng)交換芯片的簡單切換

新華三、中興通訊、烽火通信等廠商初始自研路由核心芯片的主要原因系高端路由領(lǐng)域具備較為廣闊的市場，但由于路由核心芯片的投入產(chǎn)出比不足，路由核心芯片廠商陸續(xù)關(guān)閉或被收購，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商僅能通過自研滿足其高端路由器需求。以上廠商的初始考慮并非進入以太網(wǎng)交換芯片行業(yè)。

基于路由核心芯片構(gòu)建的以太網(wǎng)交換機的功能相對較為單一，無法滿足以太網(wǎng)交換機多應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜需求。此外路由核心芯片與以太網(wǎng)交換芯片的應(yīng)用場景、技術(shù)難點均存在較大差異，難以實現(xiàn)從路由核心芯片向具備復(fù)雜業(yè)務(wù)特性、可應(yīng)用于多應(yīng)用領(lǐng)域以太網(wǎng)交換芯片的簡單切換。

A、以太網(wǎng)交換芯片與路由核心芯片的應(yīng)用場景區(qū)別

以太網(wǎng)交換芯片運用于交換機中。交換機工作在 OSI 模型二層及三層，需要覆蓋大量復(fù)雜的二層和三層功能，一般通過高可配置的專用以太網(wǎng)交換芯片方式實現(xiàn)。以太網(wǎng)交換芯片一般內(nèi)置大量存儲單元的單芯片方案，從而滿足高帶寬、高能效比、高性價比等要求。

路由核心芯片運用于路由器中。路由器應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)之間的連接，因而要求高表象、高靈活性，通過可編程的路由核心芯片以多芯片協(xié)作方式解決。

B、以太網(wǎng)交換芯片與路由核心芯片的技術(shù)難點區(qū)別

以太網(wǎng)交換芯片通過將大量功能專用邏輯化、最優(yōu)化以達到高帶寬、多功能、低成本，其難點在于需要海量的功能特性相輔相成、協(xié)同工作，需要堅實的行業(yè)基礎(chǔ)以及長期的試錯形成技術(shù)積累。

路由核心芯片以集成可編程 CPU 核方式實現(xiàn)靈活性，需克服大量 CPU 內(nèi)核協(xié)同的難點，而非通過最優(yōu)的邏輯化實現(xiàn)。路由核心芯片的技術(shù)難點較為集中，因此對于行業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)經(jīng)驗的要求相對較低。

③網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商的自研芯片難以實現(xiàn)經(jīng)濟效益

A、以太網(wǎng)交換芯片研發(fā)投入較大，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商實現(xiàn)的收益難以覆蓋成本

以太網(wǎng)交換芯片的研發(fā)周期較長，需要長期的技術(shù)與人才積累以及高額的研發(fā)投入，體量相對較小的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商通常無法支撐較高的投入成本，而傾向于不向上游延伸產(chǎn)業(yè)鏈。即使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商自研以太網(wǎng)交換芯片形成規(guī)模量產(chǎn)，其自身交換機整機銷售形成的利潤體量亦較難對芯片前期的高昂投入形成有效覆蓋。

B、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商的自研芯片難以對競爭對手實現(xiàn)銷售

中國以太網(wǎng)交換機市場呈現(xiàn)寡頭競爭格局，根據(jù) IDC 數(shù)據(jù)，2020 年，中國交換機市場前五大品牌廠商分別為華為、新華三、銳捷網(wǎng)絡(luò)、思科和邁普技術(shù)，其市場份額分別為 40.0%、36.2%、12.2%、5.4%和 1.5%，前五大廠商集中度達到 95.3%。在寡頭競爭的情況下，即使部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商自研以太網(wǎng)交換芯片形成規(guī)模量產(chǎn)，其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商亦往往不會采用其主要競爭對手的芯片方案、依賴競爭對手的方案構(gòu)建交換機，從而喪失自身核心競爭力，而傾向于選擇商用以太網(wǎng)交換芯片廠商的芯片方案。

另一方面，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商通過長期研發(fā)、高額投入、長期驗證形成的自研以太網(wǎng)交換芯片方案更傾向于構(gòu)建自研以太網(wǎng)交換機，而非為競爭對手提供其優(yōu)勢方案。

從歷史情況來看，華為和思科的自研以太網(wǎng)交換芯片主要運用于自有以太網(wǎng)交換機中，而非用于供應(yīng)予其競爭對手?？梢娋W(wǎng)絡(luò)設(shè)備商一方面不會采購其他競爭對手的自研芯片，其自研芯片亦不會選擇對外銷售。