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作者：Silvia
前段时间，华强北一笔“1700万芯片订单”轰动一时，引来同行们的羡慕与好奇，大家纷纷打听，到底是什么芯片如此价格高昂，是什么芯片在这样平淡的行情下还可以有如此大的单子？
这笔1700万订单芯片逐渐浮出水面，网传是来自博通的以太网交换芯片。AI/数据中心正在推高相关芯片需求，继GPU、HBM之后，这次轮到了高端以太网交换芯片。
01高价难买的交换芯片
需求暴增
1700万芯片订单在华强北赚足话题，无独有偶，今年3月有颗网红料闯入大家的视线，它就是BCM56990B0KFLGG，博通的以太网交换机芯片，报价涨至4000多美金。有大终端找大批量现货，许多贸易商嗅到这个机会，开始盯上这颗网红料，背后包括BCM56/58 系列的相关型号。但由于这些芯片现货极少，原厂交期50周以上，渠道小众，很少人能真正做到这种生意。
1700万订单据传就是来自BCM56990系列，正因如此，有人质疑1700万订单接了，但没有现货，没有利润怎么办。无论如何，接到这笔大单的分销商主营的就是博通等品牌业务，据说需求来自海外客户，相当于在自己的池子里抓住了机会。
和往年缺芯时候不同，高端的以太网交换机芯片，在今年彻底火了，我们之前写过，这颗芯片同GPU一样，伴随着最近数据中心、AI大模型的竞赛而走热。伴随着市场上BCM56990的火热，BCM88790 等系列的交换机芯片也有相关需求，博通交期仍然在52 周，基本很难满足。
博通交换芯片需求坚挺，难替代，同时推高了它的热度。作为全球以太网商用交换芯片龙头，博通市占高达70%（2020年数据，不含思科），其两大系列产品线——StrataXGS和StrataDNX，构成了博通在数据中心领域的强大竞争力。
博通面向的以太网为开放式设计、成本较低，且客户倾向于从英伟达独供转向多元化供应，分析师依旧认为博通有望保持其份额及优势，博通2022财年其已有超2亿美元的以太网交换机被应用在AI领域，2023财年将增长至8亿美元，而2024财年则进一步翻倍，达到16亿-20亿美元。加上交换机芯片的客户粘性强，客户认证壁垒高，一旦用上不轻易替代。
以太网交换机芯片贵的很贵，便宜的可能只有1-20美元，一种可能是白菜价，一种也可以贵如黄金，高端以太网交换机芯片单价平均在千元以上，超高端的可以到上万元。
正如博通Tomahawk系列的 BCM56960（2014年推出，3.2Tbps，400G）目前单价折合人民币上万元。国内盛科通信的招股书显示，其最高端TsingMa.MX（2.4Tbps，400G）系列的芯片产品 CTC8186，在试制阶段的平均销售单价达到2250元左右。
以太网交换芯片下游应用场景分为企业网用以太网交换设备、运营商用以太网交换设备、数据中心用以太网交换设备以及工业用以太网交换设备四类。以数据中心为例，以太网交换机芯片在交换机当中充当核心部件，决定着服务器中GPU的利用率。只有足够高速、稳定的网络，数据中心才能发挥高效的算力。
一般来说，交换芯片支持的带宽越高，应用场景越是庞大。从总带宽看，交换芯片产品可分为低端（百兆、千兆及万兆）、中端（100Gbps-12.8Tbps）、高端（12.8-51.2Tbps）和超高端（51.2Tbps及以上），带宽区间横跨百兆到51.2Tbp。
在各类应用市场中，要用到高端芯片的数据中心应用在增长上是头号选手，为交换机贡献了主要增长动能，因此高端交换芯片受益巨大。
Dell’ Oro预计到2025年数据中心交换机市场规模有望超过200亿美元，其中，根据Lightcounting预测，数据中心用高端交换芯片的市场规模则有望从2021年的2.7亿美元增长至2025年的7.4亿美元，2021-2025年CAGR高达28.7%。这一切得益于人工智能、数字化趋势，数据中心发展势头较为强劲。
02交换芯片国产“小博通”盛科火了
全球以太网商用交换芯片龙头博通市占率高达70%，而在我国商用以太网交换芯片市场，2020年博通、美满、瑞昱三家龙头厂商分别占据61.7%、20.0%、16.1%的份额，合计市场份额达到97.8%。
博通在超大规模的云数据中心、集群和企业网络市场等高速以太网产品主要应用市场占据较高份额，美满的产品相对高端，瑞昱的产品则比较低端。除了商用，以太网交换芯片还有一类为自研，厂商以思科、华为等为主，其自研芯片用于自产交换机，不单独对外销售。
伴随着博通以太网交换芯片市场的火热，最近，国内有一家被称为“小博通”的以太网交换芯片企业火了，它就是盛科通信。
在以太网交换芯片商用市场，盛科通信的市占率为1.60%（2020年），排名第四。在竞争激烈的商用市场，主打中高端交换机芯片的盛科通信在大陆厂商中排名第一，因此有了国产“小博通”的称号。
2005年，盛科通信的前身盛科网络在苏州工业园区正式成立，70后海归硕士，创始人孙剑勇的目标是要建立一家具有自主知识产权的高性能路由交换机及其核心芯片公司，在中国做出世界一流的芯片。
虽然有着近20年的奋斗，但想要追赶仍然困难重重，目前博通、Marvell占据我国商用以太网交换芯片市场80％以上的份额，眼前的垄断和壁垒还要持续攻克。
盛科通信主营业务以太网交换芯片占2022年总营收的64%，近几年此业务在公司总营收逐年递增。其主要以太网交换芯片产品覆盖100Gbps 到 2.4Tbps 交换容量及 100M 到 400G 的端口速率，在企业网络、运营商网络、数据中心网络和工业网络得到了规模应用。
中低端产品 TsingMa 系列芯片具备较强优势；在高端产品上，即在数据中心领域，盛科通信已推出交换容量2.4Tbps、交换容量 1.2Tbps等系列，均已导入国内主流网络设备商并实现规模量产。TsingMa.MX 系列芯片供货新华三、锐捷、迈普，产品切入了国内主流设备商供应链。
盛科通信在超高端产品上还存在差距。面向超大数据中心的高性能交换产品Arctic系列，最高交换容量为25.6Tbps，支持端口速率达800G，预计在2024-2025年推出，尚在试生产阶段。
自2005年成立以来盛科通信聚焦以太网交换芯片自主研发，2020-2022年研发投入分别为1.1亿元、1.8亿元、2.6亿元，占营业收入比例分别为41.97%、39.61%、34.39%。2023年这个占比达到了30.28％。高研发投入不能停，2020年-2023年，盛科通信已经连续四年亏损。
盛科通信的营业收入近几年持续增长，市场前景广阔，2020年至2022年，盛科通信的营业收入分别约2.64亿元、4.59亿元、7.68亿元，同比增幅为37.59%、73.91%和 67.36%。到了2023年，盛科通信2023年度实现营业收入10.37亿元，较上年同期增长 35.17%。虽然全年营业收入大幅增长，但受到研发投入较大且毛利率波动等因素的影响，公司仍然处于亏损状态，2023 年度公司归属于上市公司所有者的净利润为-1,953.08 万元。
交换芯片有着极高的技术和资金壁垒。更大的交换容量，海量的逻辑，要求从设计到制造需要大量的人力和流片费用投入。长达8-10年的市场应用周期，以及与其他厂商器件计算、存储互联互通要求，都对交换芯片的稳定性和可靠性提出要求。
2023年，盛科通信被列入实体清单，交换芯片自主可控需求变得愈发凸显，其在国内仅为个位数的市占率，意味着产品竞争力还有很大的发展空间。盛科通信最大的供应商Marvell，却也是它的竞争对手之一，盛科通信此前回应，双方不存在直接竞争。
除了盛科通信，其他国内交换芯片厂商还有朗锐芯、楠菲微等。朗锐芯目前最高端的产品是春熙SW9004，带宽为200G全双工，端口最大速率为400G，采用28nm工艺制程。楠菲微最高端的产品ES8800系列，单芯片提供高达8.0Tb/s 的带宽，最高支持20×400GE，40×100GE/200GE或者40×10GE交换端口，采用7nm工艺制程。
03高速增长 机遇与挑战并存
全球交换机市场快速增长，带动交换芯片市场规模提升，中国交换芯片市场规模增长显著高于全球。公开数据显示，2025年全球以太网交换芯片市场规模预计将达到434亿元，2020-2025年复合增长率（CAGR）为 3.4%。灼识咨询数据预测，中国交换芯片市场规模预计2025年将达到225亿元，CAGR约13%。
AI算力基础设施有三驾马车，它们分别是光模块、服务器和交换机，而作为交换机的大脑——交换机芯片，大约每两年带宽翻一番，延续了摩尔定律。高端口速率以太网交换芯片需求快速增长，随着数据中心需求激增，打响了芯片性能竞赛。
一颗交换芯片的投片费用动辄几千万，其成本与交换容量成正比。这里涉及一个公式：芯片交换容量=单端口速率*端口数量。
交换容量代表了交换机总的数据交换能力，单位为Gbps，容量越高，数据处理能力越强，设计成本越高。单端口速率，指每个端口每秒传输的最大bit数，数字越高性能越强。高速数据中心通常要求交换机可支持128个200G或者64个400G端口。
目前数据中心 400G 速率已成趋势，服务器速率从10G 增加到 100G，交换机速率相应增加为 400G（4 x 100G）以便支持端口解聚。
未来交换芯片的速率不断提升，根据Arista 23年Q2业绩说明会转引Dell' Oro的数据，800G速率交换芯片从2023年开始逐渐起量，2025年800G速率交换芯片市场规模将超过100G/400G速率交换芯片成为数据中心主流产品。预计到2025年数据中心、企业网、运营商和工业用途的占比将分别达到70.2%、20.7%、7.8%和 1.3%。
目前51.2T的交换容量已经是行业天花板，发布了51.2T交换芯片的厂商有4家：博通、思科、Marvell、英伟达。
全球以太网商用交换芯片龙头博通2022年发布的的Tomahawk 5，成为市面上首个可量产的 51.2Tbps 带宽的交换芯片，Tomahawk 5 可支撑 64 个 800 G 的端口或 128 个 400 G 端口， 数据交换性能是 Tomahawk 4 的两倍，采用 5nm 制程。
Marvell在英伟达和博通身后赚AI的钱，作为仅次于博通的商用交换芯片巨头，Marvell 正在与博通正面交锋，目前已在12.8T交换机芯片产品实现大规模量产，该公司表示，其数据中心交换研发增加了 2.5 倍，由Innovium 衍生的 Teralynx 10 51.2T 产品已开始量产。有分析师表示，在交换领域，Marvell的路线图与博通的Tomahawk和Jericho相比已经获得了更多份额。
英伟达针对Ethernet组网的Spectrum 4同样为“51.2T+800G”的配置，和博通和Marvell不同，该芯片并不通过量产对外出售。2022年英伟达发布了Spectrum 4，是全球首个 400Gbps 端到端网络平台，单芯片交换吞吐量达到了51.2Tbps，比上一代产品高出 4 倍，能够为规模大数据中心基础设施提供超高的网络性能和强大的安全性，采用4nm制程。针对InfiniBand组网，英伟达称2024年Quantum将会升级到800G。
为了完成自家完整生态，2019-2020年，英伟达通过接连收购 Mellanox 和 Cumulus Networks，在全球以太网市场实现了三强联姻。然而目前传出OpenAI倾向于使用Ethernet取代英伟达的InfiniBand，欲摆脱对英伟达的依赖。
总之交换容量升级和高端化趋势，让交换机芯片市场争夺赛势必是一场烧钱大战。
市场的快速增长与巨头们的技术升级对我国发展交换机芯片既是机遇也是挑战。交换芯片成本占交换机总成本的40%以上，我国交换芯片仍依赖进口，国产化率低。龙头博通在技术、市场方面拥有多年积累，客户粘性强，我国芯片企业还存在巨大的鸿沟，叠加相当高的投入风险，需要长期发展积累。国内玩家只有做好长期发展的准备，逐步积累经验和实力，才能在激烈的国际竞争中站稳脚跟。
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