2024年(nián)中國(guó)以太網交換機(jī)行業(yè)競争格局分析：市(shì)場(chǎng)收入保持增長(cháng)态勢，行業(yè)集中度較高(gāo)
—— 基本情況 ——
以太網交換機(jī)為(wèi)用于網絡信息交換的(de)網絡設備，是實現(xiàn)各種類型網絡終端互聯互通(tōng)的(de)關鍵設備。以太網交換設備對(duì)外(wài)提供高(gāo)速網絡連接端口，直接與主機(jī)或網絡節點相(xiàng)連，可為(wèi)接入設備的(de)任意多個(gè)網絡節點提供電(diàn)信号通(tōng)路(lù)和(hé)業(yè)務處理(lǐ)模型。以太網交換設備在邏輯層次上(shàng)遵從(cóng) OSI 模型（開(kāi)放(fàng)式通(tōng)信系統互聯參考模型），主要工(gōng)作(zuò)在物(wù)理(lǐ)層、數據鏈路(lù)層、網絡層和(hé)傳輸層。以太網交換設備擁有(yǒu)一條高(gāo)帶寬的(de)背部總線和(hé)內(nèi)部交換矩陣，在同一時(shí)刻可進行多個(gè)端口對(duì)之間(jiān)的(de)數據傳輸和(hé)數據報文(wén)處理(lǐ)。按網絡構成方式劃分，以太網交換機(jī)分為(wèi)接入層交換機(jī)、分布層交換機(jī)和(hé)核心層交換機(jī)。按應用場(chǎng)景分，可分為(wèi)數據中心用交換機(jī)、工(gōng)業(yè)用交換機(jī)、運營商用交換機(jī)、企業(yè)網用交換機(jī)等。
以太網逐漸赢得業(yè)界普遍認同，正成為(wèi)網絡領域的(de)基礎和(hé)壟斷承載技(jì)術。随着以太網的(de)發展，以太網交換設備也在持續演進。Kalpana公司在1989年(nián)發明(míng)了第一台以太網交換機(jī),EtherSwitch EPS-700,對(duì)外(wài)提供7個(gè)固定端口。在30多年(nián)的(de)發展中，以太網交換機(jī)在轉發性能上(shàng)有(yǒu)了極大提升，端口速率從(cóng) 10M 發展到了 800G，單台設備的(de)交換容量也由數十Mbps提升到了數十Tbps。早期的(de)以太網設備如集線器(qì)為(wèi)物(wù)理(lǐ)層設備，無法隔絕沖突擴散，限制了網絡性能的(de)提高(gāo)。以太網交換機(jī)作(zuò)為(wèi)一種能隔絕沖突的(de)網絡設備，極大地(dì)提高(gāo)了以太網的(de)性能。随着技(jì)術的(de)發展，如今的(de)以太網交換機(jī)早已突破了橋接設備的(de)連接限制，不僅能夠完成二層的(de)轉發功能，還(hái)能根據IP地(dì)址進行三層硬件(jiàn)轉發，甚至出現(xiàn)了工(gōng)作(zuò)在更高(gāo)級别的(de)四層以上(shàng)交換機(jī)。
以太網交換設備由以太網交換芯片、CPU、PHY、PCB、接口/端口子(zǐ)系統等組成，其中以太網交換芯片和(hé) CPU 為(wèi)最核心部件(jiàn)。以太網交換芯片為(wèi)用于交換處理(lǐ)大量數據及報文(wén)轉發的(de)專用芯片，是針對(duì)網絡應用優化(huà)的(de)專用集成電(diàn)路(lù)。以太網交換芯片內(nèi)部的(de)邏輯通(tōng)路(lù)由數百個(gè)特性集合組成，在協同工(gōng)作(zuò)的(de)同時(shí)保持極高(gāo)的(de)數據處理(lǐ)能力，因此其架構實現(xiàn)具有(yǒu)複雜(zá)性；CPU 是用來(lái)管理(lǐ)登錄、協議(yì)交互的(de)控制的(de)通(tōng)用芯片；PHY 用于處理(lǐ)電(diàn)接口的(de)物(wù)理(lǐ)層數據。部分以太網交換芯片将 CPU、PHY 集成在以太網交換芯片內(nèi)部。
—— 市(shì)場(chǎng)現(xiàn)狀 ——
以太網交換機(jī)是市(shì)場(chǎng)最常見的(de)交換機(jī)。2020年(nián)新冠肺炎疫情在全球肆虐，多國(guó)采取“封城(chéng)”防控以對(duì)抗疫情傳播，這(zhè)些政策也直接導緻了衆多工(gōng)廠(chǎng)生(shēng)産、物(wù)流運輸的(de)中斷，建設項目停滞或延遲，全球産業(yè)鏈遭遇巨大挑戰。下(xià)遊需求放(fàng)緩導緻全球以太網交換機(jī)市(shì)場(chǎng)收入出現(xiàn)下(xià)滑。随後随着市(shì)場(chǎng)逐步回暖，以太網交換機(jī)領域顯示出穩健的(de)市(shì)場(chǎng)需求，2023年(nián)全球市(shì)場(chǎng)收入增長(cháng)至442億美(měi)元，同比增長(cháng)20.1%。
從(cóng)地(dì)區(qū)角度來(lái)看(kàn)，全球大部分地(dì)區(qū)的(de)以太網交換機(jī)市(shì)場(chǎng)收入都(dōu)實現(xiàn)了增長(cháng)。其中美(měi)國(guó)2023年(nián)全年(nián)增長(cháng)28.8%，西(xī)歐地(dì)區(qū)增長(cháng)19.3%，中歐和(hé)東歐地(dì)區(qū)增長(cháng)20.7%，亞太地(dì)區(qū)（不包括日(rì)本和(hé)中國(guó)）增長(cháng)15.0%。這(zhè)主要是受到AI訓練需求催化(huà)，北美(měi)雲廠(chǎng)商資本開(kāi)支在2023年(nián)進入上(shàng)升區(qū)間(jiān)，加大投入AI基礎設施建設。國(guó)內(nèi)市(shì)場(chǎng)，中國(guó)雲廠(chǎng)商一方面受制于高(gāo)性能GPU禁售令，對(duì)于配套的(de)高(gāo)速率以太網交換機(jī)的(de)需求放(fàng)緩，另一方面，傳統的(de)非AI以太網交換機(jī)市(shì)場(chǎng)需求較弱，緻使2023年(nián)全年(nián)以太網交換機(jī)整體(tǐ)收入出現(xiàn)下(xià)滑，同比下(xià)降4.0%。但(dàn)市(shì)場(chǎng)正呈現(xiàn)回暖态勢，2023年(nián)第四季度收入同比增長(cháng)9.1%。
從(cóng)應用領域來(lái)看(kàn)，數據中心和(hé)非數據中心都(dōu)展現(xiàn)出了不同的(de)增長(cháng)趨勢。數據中心領域，數據中心用以太網交換機(jī)可靠性、安全性要求更高(gāo)，組網方式更簡單，業(yè)務部署更快捷。數據中心用以太網交換機(jī)以高(gāo)質量的(de)業(yè)務保證和(hé)控制識别能力為(wèi)特征，實現(xiàn)端到端的(de)流控與背壓機(jī)制，保證數據傳輸的(de)穩定可靠，平抑網絡浪湧。數據中心用以太網交換機(jī)改變了傳統交換系統的(de)出端口緩存方式，采用分布式緩存架構，緩存相(xiàng)較普通(tōng)以太網交換機(jī)更大，緩存能力可達1G以上(shàng)。對(duì)于每端口在萬兆全線速條件(jiàn)下(xià)達到200毫秒的(de)突發流量緩存能力，數據中心用以太網交換機(jī)在突發流量的(de)情況下(xià)，大緩存仍能保證網絡轉發零丢包，能夠适應數據中心服務器(qì)量大、突發流量大的(de)特點。
近(jìn)年(nián)來(lái)，雲計(jì)算(suàn)、大數據快速發展，以及AI的(de)火爆，成為(wèi)持續推動數據中心交換機(jī)市(shì)場(chǎng)快速發展的(de)主要因素。2023年(nián)期間(jiān)，數據中心市(shì)場(chǎng)部分收入同比增長(cháng)13.6%，占全球總收入的(de)41.5%，預計(jì)到2025年(nián)數據中心交換機(jī)占比将接近(jìn)50%。其中100GbE仍是市(shì)場(chǎng)主流交換機(jī)型，占據數據中心市(shì)場(chǎng)總收入的(de)46.3%，全年(nián)增長(cháng)6.4%。同時(shí)得益于超大規模計(jì)算(suàn)公司和(hé)雲提供商擴建數據中心網絡容量，200/400GbE交換機(jī)快速放(fàng)量，2023年(nián)市(shì)場(chǎng)收入同比激增68.9%。
非數據中心領域，主要包括部署在企業(yè)園區(qū)和(hé)分支機(jī)構的(de)低(dī)速交換機(jī)。2023年(nián)全年(nián)該市(shì)場(chǎng)收入同比增長(cháng)25.2%，但(dàn)四季度由于下(xià)遊客戶以消化(huà)産品庫存為(wèi)主，新産品訂單放(fàng)緩，收入同比下(xià)降1.9%。其中1GbE交換機(jī)以56.5%的(de)市(shì)場(chǎng)份額占據主導地(dì)位，全年(nián)收入實現(xiàn)大幅增長(cháng)，同比增長(cháng)24.2%，10GbE交換機(jī)占比20.4%，全年(nián)收入增長(cháng)5.3%。
—— 市(shì)場(chǎng)格局 ——
以太網交換機(jī)的(de)市(shì)場(chǎng)參與者不斷增加，行業(yè)集中度較高(gāo)。1994 年(nián)，思科(kē)基于上(shàng)一年(nián)并購的(de) Crescendo 的(de)交換 機(jī)技(jì)術，推出了思科(kē)第一款交換機(jī) Catalyst 1200，這(zhè)款交換機(jī)支持 8 個(gè) 10M 以太網接口，另有(yǒu)兩個(gè)模塊插槽用于上(shàng)行鏈路(lù)，從(cóng)此正式開(kāi)啓了全球龍頭廠(chǎng)商交換機(jī)的(de)争鳴時(shí)代。1997年(nián)12月(yuè)，華為(wèi)推出第一款國(guó)産以太網交換機(jī)QuidwayS2403；2002年(nián)10月(yuè)，中興通(tōng)訊推出國(guó)內(nèi)第一台符合802.3ae标準的(de)10G以太網高(gāo)端路(lù)由交換機(jī)；2006年(nián)3月(yuè)，銳捷網絡全球首發面向10萬兆平台設計(jì)的(de)RG-S8600、RG-S9600系列。此階段業(yè)界依舊(jiù)采用大體(tǐ)積硬件(jiàn)耦合的(de)形式來(lái)構成交換機(jī)進行信息交換，尚無廠(chǎng)商推出标準清晰且可量産的(de)交換芯片。
2010年(nián)博通(tōng)發布業(yè)界首款可量産交換芯片後，交換機(jī)迅速騰飛(fēi)。2013年(nián)1月(yuè)，思科(kē)通(tōng)過自(zì)研UADP芯片推出Catalyst3850系列交換機(jī)，該機(jī)型支持CiscoONE可編程網絡模型。美(měi)國(guó)後起之秀Arista Networks于2014年(nián)發布了業(yè)界第一款提供100GbE以太網上(shàng)行鏈路(lù)端口的(de)高(gāo)性能架頂式交換機(jī)。國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商同樣發展迅速，華為(wèi)、銳捷網絡等廠(chǎng)商不斷推出高(gāo)性能交換機(jī)産品。2019年(nián)銳捷網絡率先在業(yè)內(nèi)推出100G數據中心核心交換機(jī)和(hé)25G/100G數據中心解決方案，打開(kāi)數據中心市(shì)場(chǎng)。2022年(nián)4月(yuè)，新華三發布了業(yè)界首款400G園區(qū)核心交換機(jī)；2023年(nián)6月(yuè)，華為(wèi)推出800GE數據中心核心交換機(jī)CloudEngine16800-X系列，主要針對(duì)大數據、雲計(jì)算(suàn)等應用場(chǎng)景；同月(yuè)，新華三全球首發新一代數據中心交換機(jī)新品S9827系列，帶寬達到51.2T。
頭部企業(yè)占據較大競争優勢，掌握着大部分市(shì)場(chǎng)份額，2023年(nián)期間(jiān)，前五家(jiā)企業(yè)占據了全球77.8%的(de)市(shì)場(chǎng)，其中思科(kē)以43.7%的(de)市(shì)場(chǎng)份額占據絕對(duì)主導地(dì)位，中國(guó)企業(yè)華為(wèi)、新華三分别占比9.4%、4.2%的(de)市(shì)場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)市(shì)場(chǎng)，2023年(nián)上(shàng)半年(nián)，華為(wèi)以35.8%的(de)市(shì)場(chǎng)份額，蟬聯中國(guó)以太網交換機(jī)市(shì)場(chǎng)第一;以37.5%的(de)市(shì)場(chǎng)份額,蟬聯中國(guó)數據中心交換機(jī)市(shì)場(chǎng)第一。紫光(guāng)股份旗下(xià)新華三集團則以36.6%的(de)市(shì)場(chǎng)份額，斬獲中國(guó)園區(qū)交換機(jī)市(shì)場(chǎng)第一。
—— 發展趨勢 ——
1、以太網交換機(jī)向更大帶寬發展已成為(wèi)必然趨勢
未來(lái)随着AI技(jì)術不斷發展與應用日(rì)益深入，對(duì)高(gāo)性能計(jì)算(suàn)集群需求不斷增長(cháng)，200/400G交換機(jī)會遇到一定性能瓶頸。交換機(jī)向更大的(de)帶寬發展已成為(wèi)必然趨勢，數據中心交換帶寬當前處于每兩年(nián)翻一番的(de)速度快速增長(cháng)，2022年(nián)8月(yuè)，博通(tōng)發布Tomahawk5，交換帶寬提升至51.2T，serdes速率達到100Gb/sec，單通(tōng)道(dào)速率最高(gāo)達到800G。目前，業(yè)內(nèi)已有(yǒu)多個(gè)企業(yè)發布800 Gbps交換機(jī)，2023年(nián)6月(yuè)，華為(wèi)推出面向多元算(suàn)力的(de)800GE數據中心交換機(jī)CloudEngine 16800-X。2023年(nián)11月(yuè)，浪潮信息發布旗艦級51.2T高(gāo)性能交換機(jī)（SC8670EL-128QH）。2024年(nián)3月(yuè)，英偉達推出了适用于InfiniBand 的(de) Quantum-X800 和(hé)适用于标準以太網的(de) Spectrum-X800 兩大平台。2024年(nián)将是800GbE以太網部署的(de)重要一年(nián)，預計(jì)到2027年(nián)400Gbps/800Gbps的(de)端口數量滲透率将達到40%以上(shàng)。
2、CPO、矽光(guāng)等技(jì)術将在高(gāo)端交換機(jī)中使用
CPO、矽光(guāng)等技(jì)術将在高(gāo)端交換機(jī)中使用。共封裝光(guāng)學（CPO）是業(yè)界公認的(de)未來(lái)更高(gāo)速率光(guāng)通(tōng)信的(de)主流産品形态之一，可顯著降低(dī)交換機(jī)的(de)功耗和(hé)成本。随着交換機(jī)帶寬從(cóng)最初的(de)640G升級到51.2T，Serdes速率不斷升級疊加數量的(de)持續增加，交換機(jī)總功耗大幅提升約22倍，而CPO技(jì)術能夠有(yǒu)效降低(dī)Serdes的(de)功耗，因此在51.2T及以上(shàng)帶寬交換機(jī)時(shí)代，CPO有(yǒu)望實現(xiàn)突破。矽光(guāng)芯片是CPO交換機(jī)中光(guāng)引擎的(de)最佳産品形态，有(yǒu)望在未來(lái)得到廣泛應用。海(hǎi)外(wài)博通(tōng)、英特爾、Meta等廠(chǎng)商在CPO交換機(jī)産品均有(yǒu)布局。
3、邊緣計(jì)算(suàn)帶來(lái)節點的(de)增長(cháng)和(hé)新的(de)需求
随着 5G 時(shí)代的(de)到來(lái)，為(wèi)了更好(hǎo)地(dì)支撐高(gāo)密度、大帶寬和(hé)低(dī)時(shí)延業(yè)務場(chǎng)景，集中式的(de)計(jì)算(suàn)處理(lǐ)模式需要逐步轉化(huà)為(wèi)靠近(jìn)用戶、就近(jìn)提供服務的(de)邊緣計(jì)算(suàn)模式。邊緣計(jì)算(suàn)可以提高(gāo)數據分析速度，減少相(xiàng)關限制，從(cóng)而實現(xiàn)更快的(de)響應速度。未來(lái)，邊緣計(jì)算(suàn)技(jì)術将不斷發展。邊緣計(jì)算(suàn)為(wèi)系統工(gōng)程，需要将網絡、存儲、計(jì)算(suàn)和(hé)認證推到邊緣端，以降低(dī)承載網的(de)傳輸距離，為(wèi)新型業(yè)務提供實時(shí)計(jì)算(suàn)能力。該過程需要進行複雜(zá)的(de)數據處理(lǐ)、超低(dī)延遲和(hé)大規模的(de)機(jī)對(duì)機(jī)數據交換，将會生(shēng)成大量包括以太網交換機(jī)的(de)額外(wài)硬件(jiàn)基礎設施，需要構建強大的(de)平台為(wèi)邊緣提供基礎，實現(xiàn)機(jī)器(qì)性能優化(huà)、主動維護和(hé)智能運營。
來(lái)源：智研咨詢-産業(yè)研究
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