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1、 1/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 行業研究報告 慧博智能投研 交換機行業深度:交換機行業深度:競爭格局、發展趨勢、產競爭格局、發展趨勢、產業鏈及相關業鏈及相關上市公司上市公司深度梳理深度梳理 AI 算力迸發催化數通領域交換機新機遇。當前,AI 大模型訓練產生的算力需求激增,交換機作為網絡架構的重要組成部分,將充分受益下游需求爆發而帶來的產業景氣度提升。產品層面,隨著數據流量增長,高帶寬業務開展和部署對網絡設備要求增多,交換機由集線器(一層交換機)升級為第四代多業務產品;市場規模層面,根據 IDC 數據,2022 年,全球交換機市場規模為30
2、80 億元,同比增長 17%,預測 2022-2027 年 CAGR 約為 4.6%;中國交換機市場規模為 591 億元,同比增長 9.5%,預計未來 5 年增速高于全球增速,穩定在 7%-9%。以下我們將具體對交換機行業展開分析,試圖從行業概況、產業現狀、驅動因素等層面,初步概括產業發展基本面貌。并將以此為基礎,對行業產業鏈、市場競爭格局、相關企業、產業發展趨勢進行分析,以幫助大家更好地了解國內交換機行業發展現狀及產業趨勢。目錄目錄 一、行業概況.1 二、產業現狀.5 三、驅動因素.7 四、產業鏈分析.9 五、競爭格局.12 六、相關上市公司.14 七、發展趨勢.18 八、參考研報.23 一
3、、行業概況一、行業概況 1、交換機交換機定義及分類定義及分類 定義:交換機(定義:交換機(Switch)意為)意為“開關開關”,是一種用于電(光)信號轉發的網絡設備,是一種用于電(光)信號轉發的網絡設備。它可以為接入交換機的任意兩個網絡節點提供獨享的電信號通路。從廣義上來分析,在通信系統里對于信息交換功能實現的設備,就是交換機。最常見的交換機是以太網交換機。其他常見的還有電話語音交換機、光纖交換機等。交換式集線器又稱為以太網交換機、二層交換機(表明此交換機工作在數據鏈路層),或直接簡稱為交交換式集線器又稱為以太網交換機、二層交換機(表明此交換機工作在數據鏈路層),或直接簡稱為交換機換機。交換是
4、按照通信兩端傳輸信息的需要,用人工或設備自動完成的方法,把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術的統稱。2/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 按照按照 OSI 劃分:劃分:二層交換機:基于 MAC 地址工作的第二層交換機最為普遍,用于網絡接入層和匯聚層。三層交換機:基于 P 地址和協議進行交換的第三層交換機應用于網絡的核心層,也少量應用于匯聚層。部分第三層交換機也同時具有第四層交換功能,可以根據數據幀的協議端口信息進行目標端口判斷。四層交換機:它是一種功能,它決定傳輸不僅僅依據 MAC 地址(第二層網橋)或源/目標 P 地址(第三層路由),而
5、且依據 TCP/UDP(第四層)應用端口號。第四層交換功能就像是虛 IP,指向物理服務器。它所傳輸的業務服從各種各樣的協議,有 HTTP、FTP、NFS、Telnet 或其他協議。這些業務在物理服務器基礎上,需要復雜的載量平衡算法。四層以上交換機:第四層以上的交換機稱之為應用型交換機,主要用于互聯網數據中心。按照網絡層次劃分:按照網絡層次劃分:接入層交換機:一般是固定配置的交換機,端口密度較大,具有較高的接入能力,以 10/100M 端口為主,以固定端口或擴展槽方式提供 1000Mbps 的上聯端口。核心層交換機:一般采用機箱式模塊化設計,機箱中可承載管理模塊、光端口模塊、高速電口模塊、電源等
6、,具有很高的背板容量;匯聚層交換機:可以是機箱式模塊化交換機,也可以是固定配置的交換機,具有較高的接入能力和帶寬,一般會包含光端口、高速電口等端口;按照應用區域劃分:按照應用區域劃分:廣域的交換機:是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備,它應用在數據鏈路層。交換機有多個端口,每個端口都具有橋接功能,可以連接一個局域網或一臺高性能服務器或工作站。廣域網交換機主要應用于電信領域,提供通信用的基礎平臺;局域網交換機:應用于局域網絡,用于連接終端設備,如 PC 機及網絡打印機等。2、交換機行業發展歷程、交換機行業發展歷程 0XzXyXcXfWmUtPmQ9PcM7NpNnNmOsRkPnMoPeRo
7、OoQ6MrQrQxNqQzQuOmRsN 3/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 自 1989 年第一臺交換機面世至今,交換機已更新至第四代,轉發性能、端口速率、交換容量都實現大幅度提升,交換機技術仍在不斷迭代當中。第一代:集線器第一代:集線器:集線器是交換機的前身,集線器工作于開放系統互聯參考模型(OSI)的第一層,即“物理層”,主要功能為對接收到的信號進行再生整形放大,以擴大網絡的傳輸距離,同時把所有節點集中在以它為中心的節點上。由于集線器收到報文會向所有端口轉發,同時只能傳輸一個數據幀,通過集線器相連的所有主機處于同一個沖突域中,因此,當有
8、多臺主機同時發送數據報文時,大量的沖突將導致性能顯著下降,以集線器為核心構建的網絡是共享式以太網的典型代表。第第二代:二層交換機二代:二層交換機:交換機是在多端口網橋的基礎上逐步發展起來的,1989 年第一臺以太網交換機誕生,最初的交換機完全符合 OSI 定義的層次模型,即工作于第二層“數據鏈路層”因而稱為“二層交換機”,二層交換機識別數據幀中的 MAC(媒體存取控制)地址信息,主要根據 MAC 地址選擇轉發端口,算法相對簡單,便于 ASIC(專用集成電路)實現,因此轉發性能高,使得以太網從共享式升級為交換式,有效提高小型局域網性能。第三代:三層交換機第三代:三層交換機:三層交換機,即工作于第
9、三層“網絡層”的交換機,是在 VLAN(虛擬局域網)技術發展的基礎上誕生的。三層交換機是為 IP 設計的,接口類型簡單,擁有很強二層包處理能力,適用于大型局城網內的數據路由與交換,它既可以工作在協議第三層替代或部分完成傳統路由器的功能,同時又具有幾乎第二層交換的速度,第四代:多業務交換機第四代:多業務交換機:在萬兆以太網出現后,各類高帶寬業務開展和部署對網絡設備的要求增多,包括數據的連通性、安全性、可靠性、服務質量等,同時為了降低組網成本和簡化管理維護,網絡設備功能開始出現融合趨勢,多業務交換機由此誕生。多業務交換機支持多層轉發,但由于 ASIC 的限制,當前多數多業務交換機為二三層業務疊加上
10、層增值服務,本質上為多設備安裝在同一機框。3、交換機交換機應用場景應用場景 交換機作為各種類型網絡終端互聯互通的關鍵設備,交換機作為各種類型網絡終端互聯互通的關鍵設備,應用場景廣泛應用場景廣泛。根據不同應用場景可分為:園區企業交換機園區企業交換機作為連接個人、家庭與社會關系的紐帶,橫跨教育、醫療、金融等多個行業,對核心設備的超寬、融合能力提出更高訴求。數據中心交換機數據中心交換機主要用于支持數據中心網絡組網,支持較為豐富的數據中心特性。工業交換機工業交換機針對工業應用需求提供組網設備,要求耐高低溫能力強、抗干擾能力更強、更高的可靠性穩定性安全性等,其廣泛運用至工業控制、制造業、能源電力、智慧交
11、通等領域。4/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 4、交換機交換機技術原理技術原理 交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數據傳輸交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數據傳輸。每一端口都可視為獨立的物理網段(注:非 IP網段),連接在其上的網絡設備獨自享有全部帶寬,無須同其他設備競爭使用。當節點 A 向節點 D 發送數據時,節點 B 可同時向節點 C 發送數據,且這兩個傳輸都享有網絡的全部帶寬,都有自己的虛擬連接。假使這里使用的是 10Mbps 以太網交換機,那么該交換機這時總流通量就等于 2 10Mbps=20Mbps,而使用 10Mbps 的
12、共享式 HUB 時,一個 HUB 的總流通量也不會超出 10Mbps??傊?,交換機是一種基于 MAC 地址識別,能完成封裝轉發數據幀功能的網絡設備。交換機工作于交換機工作于 OSI 參考模型的第二層,即數據鏈路層參考模型的第二層,即數據鏈路層。交換機內部的 CPU 會在每個端口成功連接時,通過將 MAC 地址和端口對應,形成一張 MAC 表。在今后的通訊中,發往該 MAC 地址的數據包將僅送往其對應的端口,而不是所有的端口。因此,交換機可用于劃分數據鏈路層廣播,即沖突域;但它不能劃分網絡層廣播,即廣播域。交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩
13、陣。交換機的所有的端口都掛接在背部總線上,控制電路收到數據包以后,處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的 MAC(網卡的硬件地址)的NIC(網卡)掛接在哪個端口上,通過內部交換矩陣迅速將數據包傳送到目的端口,目的 MAC 若不存在,廣播到所有的端口,接收端口回應后交換機會“學習”新的 MAC 地址,并把它添加入內部 MAC 地址表中。使用交換機也可以把網絡“分段”,通過對照 IP 地址表,交換機只允許必要的網絡流量通過交換機。通過交換機的過濾和轉發,可以有效的減少沖突域。5/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 二、產業現狀二、產業現狀 1、高速
14、互聯發揮算力潛能,交換機需求同比上升高速互聯發揮算力潛能,交換機需求同比上升 交換機將網路各個部件互相連接,是數據中心算力網絡的樞紐交換機將網路各個部件互相連接,是數據中心算力網絡的樞紐。交換機類似于控制器,允許不同的設備共享信息并且彼此通信。傳統的樹型網絡帶寬逐級收斂,云計算數據中心的發展讓胖樹架構發揮了性能,胖樹架構使用大量的低性能交換機,構建出大規模的無阻塞網絡。而對于任意的通信模式,總有路徑讓他們的通信帶寬達到網卡帶寬。葉脊架構優勢明顯,扁平化設計,具有帶寬高等特點葉脊架構優勢明顯,扁平化設計,具有帶寬高等特點。傳統的三層網絡可分為接入層、匯聚層、核心層,將設備上下級連。但隨著網絡規模
15、化擴展,這種架構的缺點逐漸暴露,即設備間的通信必須逐級傳遞,葉脊網絡(leaf-spine)使得網絡扁平化,其中葉交換機相當于傳統的接入層交換機,脊交換機類似核心交換機。葉和脊交換機之間通過 ECMP(Equal Cost Multi Path)動態選擇多條路徑。英偉達英偉達 DGXA100 SuperPod 中,中,140 個計算節點對應個計算節點對應 188 臺臺 Quantum QM8790。在英偉達DGXA100 SuperPOD 中,140 個節點對應 188 個臺 Quantum QM8790,其中 166 臺用于計算,22 臺用于存儲。此外,還有負責以太網管理的 8 臺 SN46
16、00 及 10 臺 AS4610。英偉達英偉達 DGXH100 SuperPod 中,中,127 個計算節點對應個計算節點對應 64 臺臺 Quantum QM9700。在英偉達DGXH100 SuperPOD 中,127 個節點對應 64 個臺 Quantum QM8790,其中 48 臺用于計算,16 臺用于存儲。此外,還有負責以太網管理的 8 臺 SN4600C 及 8 臺 SN2201。6/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2023 年第一季度以太網交換年第一季度以太網交換機市場規模同比增長機市場規模同比增長 31.5%。從下游市場看,數
17、據中心及其他市場均有較大增速。非數據中心/企業園區和分支細分市場的收入同比增長 38.7%,而端口出貨量增長 14.1%。數據中心細分市場的收入同比增長 23.2%,而端口出貨量增長 19.7%。在超大規模企業和云提供商建設數據中心網絡容量的推動下,高速以太網交換機市場繼續保持較快增長。從產品分類看,高速交換機增長較快。2023 年第一季度,200/400GbE 交換機市場收入同比增長 141.3%,環比增長 14.3%;100GbE 收入同比增長 18.2%;25/50GbE 收入同比增長 21.1%。2、本土廠商相繼發布新品,市場競爭力持續提升本土廠商相繼發布新品,市場競爭力持續提升 近期
18、國內廠商陸續推出數據中心交換機新品,華為華為發布全球首款 800GE 數據中心核心交換機 Cloud Engine 16800-X 系列,最多支持 288 個 800GE 端口,提供 3.5 微秒跨板轉發時延,網絡級負載均衡實現 90%高吞吐,依托超融合以太實現通用計算、高性能計算、智能計算和存儲融合承載,TCO 降低36%;新華三新華三全球首發新一代數據中心交換機新品 S9827 系列,融合 CPO 硅光技術、液冷散熱設計、智能無損等先進技術,單芯片帶寬高達 51.2T,支持 64 個 800G 端口,吞吐量較 400G 提升 8 倍,滿足智算網絡高吞吐、低時延、綠色節能三大需求,助力算力充
19、分釋放;銳捷網絡銳捷網絡于 2022 年發布同時應用NPO 硅光和冷板式液冷技術的 51.2TNPO 硅光交換機,采用 64 口 800G 超高密度端口設計,相較傳統方案功耗降低 31%。受益 AI 與數字經濟浪潮及本土廠商高端產品升級,國產交換機產業鏈發展有望提速。3、交換機市場規模持續擴大交換機市場規模持續擴大,22 年我國交換機市場規模超年我國交換機市場規模超 500 億元億元 數字經濟蓬勃發展,隨著 AIGC 不斷發展、云計算產業的發展及滲透率的持續提升,對通信設備需求持續增長,交換機規模持續擴大。從市場規模來看從市場規模來看:據 IDC 統計,2022 年全球交換機行業市場規模達到
20、3082.3 億元,同比增長 17.0%,且預計未來 5 年的增速穩定在 4%左右,預計 2027 年規模將達到 3768.0 億元。據 IDC 統計,2022 年中國交換機行業市場規模達到 510.8 億元(其中頭部企業華為華為、新華三新華三、銳捷網絡銳捷網絡收入分別超過 180、160、70 億元),同比增長 9.5%,且預計未來 5 年增速高于全球增速,穩定在 7%-9%,預計 2027 年規模將達到 749.3 億元。7/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 三、驅動因素三、驅動因素 1、數字經濟快速發展,政企加大信息化投入數字經濟快速發展,
21、政企加大信息化投入 長期以來,我國數據中心主要以通用算力為主,超算、智算及邊緣數據中心應用和數量還待增長。隨著我國 AI 人工智能應用場景的豐富,智算需求快速增長,根據信通院 2022 年數據,預期我國智算需求增長速度將達到 70%。2020 年開始,各地方政府開啟智算中心的建設熱潮。據國家信息中心與相關部門聯合發布的智能計算中心創新發展指南顯示,目前全國有超過 30 個城市正在建設或提出建設智算中心。政府主導了包括北京、天津、河北、南京、全國一體化算力網絡國家樞紐節點、中國智算中心等項目。2、AI 趨勢下互聯網大廠加大智算中心趨勢下互聯網大廠加大智算中心部署部署 在在 ChatGPT 的帶動
22、下,各大互聯網廠商掀起研究大型語言模型的熱潮的帶動下,各大互聯網廠商掀起研究大型語言模型的熱潮。百度百度、華為華為、商湯商湯、阿里阿里等公司近期密集發布大模型,預計互聯網大模型成熟后會逐步加大算力相關資本開支投入。8/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 國內互聯網廠商資本有所回落,在應用需求爆發時或加大投入國內互聯網廠商資本有所回落,在應用需求爆發時或加大投入。根據 BAT 三大云廠商數據,2023 年一季度 BAT 資本開支合計 82.2 億元(同比-55%,環比-39%)。此外,2023 年一季度,海外三大云廠商及 Meta 資本開支合計 33
23、9.5 億美元(同比-4%,環比-13%)?;ヂ摼W廠商資本開支正觸達近三年底部,在 AI 應用爆發后有望觸底回升。3、運營商加大云網投資,交換機采購需求倍增運營商加大云網投資,交換機采購需求倍增 算力需求爆發背景下,運營商成為投資重要力量,算力需求爆發背景下,運營商成為投資重要力量,2023 年三大運營商云網投資大幅提升年三大運營商云網投資大幅提升。以移動為例,中國移動中國移動算力網絡建設方面不斷優化數據中心集約化梯次布局,數據中心交換機采購量大幅增加,近期中國移動發布 2023-2024 年(一年期)針對數據中心交換機新建部分集采規模為 30660 臺,去年同期集采 16420 臺。9/24
24、 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 四四、產業鏈分析產業鏈分析 1、產業鏈概況、產業鏈概況 交換機是搭建網絡的核心設備之一,主要功能為擴大網絡覆蓋范圍,能為子網絡提供更多的連接端口,以便連接更多的服務器、計算機、移動終端及物聯網終端。交換機產業鏈的上游是部件供應商,主要包括交換機芯片、交換機產業鏈的上游是部件供應商,主要包括交換機芯片、CPU 芯片等芯片等。其中,以太網交換芯片是以太網交換機的核心部件。全球以太網交換芯片自用廠商以思科思科、華為華為等為主,其自研芯片用于自產交換機并對外銷售。全球以太網交換芯片商用廠商主要包括博通博通、美滿美滿、瑞昱瑞昱
25、、英偉達英偉達、英特爾英特爾等。交換機產業鏈的中游是交換機設備商交換機產業鏈的中游是交換機設備商。根據 IDC 數據,2021 年行業內主要廠商思科思科、華為華為、Arista、新華三新華三、HPE、Juniper 的以太網交換機在全球的份額分別為 45.3%、10.2%、7.6%、6.1%、6.1%、2.9%。此外,銳捷網絡銳捷網絡也是交換機領域的重要設備商之一,2021 年銳捷網絡以太網交換機在中國的份額為 14.6%,僅次于華為和新華三。交換機產業鏈的下游包括運營商、云廠商、大型企業等交換機產業鏈的下游包括運營商、云廠商、大型企業等。根據 Arista 預測,大型云廠商將是驅動數據中心交
26、換機市場規模擴大的核心。10/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 按部署場景來分,交換機市場主要分為非數據中心交換機和數據中心交換機兩大細分市場按部署場景來分,交換機市場主要分為非數據中心交換機和數據中心交換機兩大細分市場。非數據中心交換機主要是企業網交換機,主要服務于各企業、高校、政府部門等客戶的內部組網需求,單個客戶體量較小,重點在于形成規模效應;而數據中心交換機則服務于數據中心的基礎設施建設,單場景需求較大。從功能上來講,企業網交換機主要用于連接 PC,實現有源以太網(POE),主流架構為萬兆骨干+千兆到 PC;數據中心交換機則主要用于連接服
27、務器/存儲/數據中心互聯,功能更為豐富,主要架構為10G/25G 接入+40G/100G 骨干。兩類交換機在功能和架構上的基本區別決定了這兩個跑道分別能容下不同的廠商。數據中心交換機收入占比超數據中心交換機收入占比超 40%,平均單價高。,平均單價高。根據 IDC 報告,2021 年數據中心交換機業務收入同比增長 8.5%,達 131.5 億美元,在全球交換機市場規模占比 42.8%。數據中心交換機平均單價顯著高于非數據中心交換機。2021Q4,數據中心以太網交換機端口出貨量占比僅 12%,但收入占比卻高達 43%。2、數據中心交換機是數據中心產業鏈的重要環節數據中心交換機是數據中心產業鏈的重
28、要環節 數據中心交換機是數據中心產業鏈的重要環節,其大規模應用可進一步提升網絡傳輸速度,保障網絡的高效和穩定。數據中心交換機增長的基本邏輯為:流量爆發、數字經濟高速發展、企業上云需求提升,云計算廠商、互聯網企業、運營商等加快云計算業務發展,從而拉動數據中心相關投資,最終推動數據中心交換機的增長。2、多應用場景疊加增長驅動,有望維持中長期景氣多應用場景疊加增長驅動,有望維持中長期景氣度度 11/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 交換機下游的應用場景主要集中在數據中心、電信運營商(5G)、園區(IoT)、云計算等。受科技發展推動,下游各細分領域的數據
29、吞吐量需求進一步上升,同時對于硬件設備的性能(靈活性/安全性/可擴展性/)提出了更高要求。交換機下游將仍具備潛在的成長空間,近來大火的人工智能概念便是有力佐證。下游驅動的邏輯將在中長期保持穩定,并維持較高景氣度。數據中心:近年來增速較快,北美地區數量顯著大于世界其余地區數據中心:近年來增速較快,北美地區數量顯著大于世界其余地區。數據中心泛指用以在網絡基礎設施上對數據信息進行處理的設備集群,包括傳遞、計算、存儲數據。其需求直接受到下游數據量級的驅動。根據 Gartner 的數據,在 IT 設施的各個細分子類別中,近年來數據中心一直保持著較快的增長,并在2022 年以 12.2%的年化增速成為增速
30、最快的細分品類。Cloudscene2022 年數據顯示,在數據中心數量方面,美國以 2701 個遠勝其余國家與地區,德國和英國分別以 487 和 456 個位列第二、第三。美國在數據科技產業上的競爭力,以及互聯網和云計算巨頭在美國的布局有力地拉動了美國數據中心的需求,并向交換機產業鏈上游傳導。數據中心目前規模相較其余板塊依舊具有充分的成長空間,從需求端分析,預計數據中心增長趨勢將延續,將在中長期持續拉動上游數據中心交換機賽道的規模擴張。云計算:北美市場仍是中長期云計算發展中堅力量,云計算:北美市場仍是中長期云計算發展中堅力量,AIGC 發展引發需求側邊際變化發展引發需求側邊際變化。根據 ID
31、C 數據,全球云基礎設施年度支出將保持持續增長。2013 年以來,平均復合年增速約為 14.7%,預計至 2026 年將達約 1.33 千億美元。2022 年業績雖較為疲軟,但當下 AIGC 熱點或將引發云計算領域激烈競爭,具體表現在對于 AI 算力的需求及數據處理需求增加,當下云廠商紛紛布局,預計在中長期該需求將向上游傳導。12/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 電信運營商:電信運營商:5G 驅動下,規模不斷上升,基礎設施投入增速高企驅動下,規模不斷上升,基礎設施投入增速高企。相比 4G 網絡,5G 網絡具有高帶寬/低延時/大連接的特點,峰值速
32、率可達 10Gbit/s。通過 5G 新型無線電接口以及其他新技術,利用更高的無線電頻率,可以做到以指數方式在空中傳輸更多數據。對 5G 的部署已經成為電信運營商的新一代解決方案。IDC 預計,隨著 5G 的普及,數據量水平或將從 2018 年的 33ZB 增長至 2025 年的 175ZB。從全球范圍內來看,推出商用 5G 服務的運營商已接近 230 家,5G 網絡的覆蓋率及用戶規模均處于不斷增長狀態。根據愛立信數據顯示,5G 用戶訂閱數將保持增長,東北亞為規模最大的市場。全球范圍來看,Ericsson 預計在 2027 年 5G 市場將達到約 3 億訂閱規模。商用 5G 服務的大規模鋪開將
33、有力拉動相關的基礎設施建設,相關企業資本開支預計將不會走低,利好包括交換機在內的通信設施產業。根據Next Move 戰略咨詢的預測,5G 基礎設施將呈現爆發式增長態勢;2030 年,全球 5G 基礎設施市場規模將達 1.3 千億美元,在 2030 年前將維持年均超 50%的增速。園區:基于園區:基于 IoT 概念的智慧園區將以互聯互通作為未來的發展方向概念的智慧園區將以互聯互通作為未來的發展方向。物聯網(IoT,Internet of Things)可分為感知層、網絡層、平臺層、應用層等層次。Transforma Insights 預計至 2030 年,物聯網行業規模將達到 6210 億美元
34、,年均復合增速約為 13%。在園區應用場景中,不同設備聯網的必要性和需求日益加強,物聯網可實現園區內設備的協同控制,高效完成網絡管理/應用協同/碎片化整合等目標,將成為未來園區建設中的關鍵概念。五、競爭格局五、競爭格局 1、從競爭格局看:國內市場國產品牌快速崛起從競爭格局看:國內市場國產品牌快速崛起 交換機行業集中度較高,思科、華為、新華三等少數幾家企業占據著絕大部分的市場份額,呈現寡頭競交換機行業集中度較高,思科、華為、新華三等少數幾家企業占據著絕大部分的市場份額,呈現寡頭競爭的市場格局爭的市場格局。全球市場方面,至 2022 年思科思科是交換機市場的絕對龍頭,市場份額占有率為 41.1%;
35、5家龍頭企業占據全球市場的 70%以上。中國市場方面,2022 年華為華為和新華三新華三是市場的絕對龍頭,星網星網銳捷銳捷是市場第二梯隊的領頭企業;思科思科、中興中興和深信服科技深信服科技等企業爭奪剩余小部分市場。早期國內交換機市場主要被思科思科、Arista 等外資廠商占據,伴隨近年來國產設備商的快速崛起,海外交換機設備商在中國的份額快速縮小,當前國內交換機市場雙龍頭格局特征顯著。銳捷網絡銳捷網絡份額快速提升。13/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2、我國數據中心交換機競爭格局:華為、新華三、銳捷主導我國數據中心交換機競爭格局:華為、新華三、
36、銳捷主導 中國市場方面,至 2022 年華為華為和新華三新華三是市場的絕對龍頭,數據中心交換機市場份額占有率分別為35.3%和 28.9%,兩者共占中國市場的 64.2%且相互差距較小,同時又與其他競爭者拉開明顯差距;星星網銳捷網銳捷是市場第二梯隊的領頭企業,市場份額占有率為 14.9%;思科思科、中興中興和深信服科技深信服科技等企業爭奪剩余小部分市場。據 IDC 統計,2022 年華為、新華三、銳捷網絡數據中心交換機業務營收分別為 87.2/71.2/36.9 億元,同比增速分別為 11.8%/2.1%/17.6%。3、我國企業園區交換機競爭格局:華為、新華三、銳捷主導我國企業園區交換機競爭
37、格局:華為、新華三、銳捷主導 從市場競從市場競爭格局來看爭格局來看,行業集中度較高,華為華為、新華三新華三、銳捷銳捷等少數幾家企業占據著絕大部分的市場份額,呈現寡頭競爭的市場格局。中國市場方面,至 2022 年華為和新華三是市場的絕對龍頭,園區企業交換機市場份額占有率分別為 36.2%和 35.7%,兩者共占中國市場的 71.9%且相互差距較小,同時又與其他競爭者拉開明顯差距;星網銳捷是市場第二梯隊的領頭企業,市場份額占有率為 14.2%;思科思科、中中興興、神州數碼神州數碼和深圳普聯技術深圳普聯技術等企業爭奪剩余小部分市場。從國內交換機行業主要企業的園區企業交換機營收狀況來看從國內交換機行業
38、主要企業的園區企業交換機營收狀況來看,據統計,2022 年華為華為、新華三新華三、銳銳捷網捷網絡絡園區企業交換機業務營收分別為 95.5/94.2/37.5 億元,同比增速分別為 2.4%/7.4%/15.5%,近幾年銳捷網絡增長較為明顯。14/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 4、工業交換機競爭格局:國際品牌主導市場,國產廠商逐漸發力工業交換機競爭格局:國際品牌主導市場,國產廠商逐漸發力 工業交換機市場主要是思科、西門子、工業交換機市場主要是思科、西門子、moxa 等國際品牌占據主要市場,國產廠商近年來逐步發力提升等國際品牌占據主要市場,國產廠
39、商近年來逐步發力提升份額份額。根據 Omdia 數據,層二交換機全球市場前三公司為思科思科、西門子西門子、MOXA,層三交換機全球市場前三公司為思科思科、Bleden、Westermo。據 ARC Advisory Group 數據,2018 年全球工業以太網交換機市場空間約 16.3 億美元,亞洲市場空間 4.2 億美元,其中中國品牌如 MOXA、東土科技東土科技、研華科研華科技技和卓越信通卓越信通等在亞洲工業以太網交換機份額靠前。六、相關六、相關上市上市公司公司 1、銳捷網絡銳捷網絡 銳捷網絡股份有限公司是領先的銳捷網絡股份有限公司是領先的 ICT 基礎設施及行業解決方案提供商基礎設施及行
40、業解決方案提供商,主營業務為網絡設備、網絡安主營業務為網絡設備、網絡安全產品及云桌面解決方案的研發、設計和銷售全產品及云桌面解決方案的研發、設計和銷售。銳捷始終致力于將技術與應用充分融合,通過對客戶需求的敏銳洞察、對行業趨勢的準確把握,依托強大的研發實力和雄厚的技術積累,快速開發出有針對性、創新性的產品方案。貼近用戶的創新成果已廣泛應用于政府、運營商、金融、教育、醫療、互聯網、能源、交通、商業、制造業等行業信息化建設領域,助力各行業客戶實現數字化轉型和價值升級。銳捷與各行業頭部客戶建立了深度合作關系,服務 1000 多家金融機構、100%的雙一流高校、60%的全國百強醫院、超 200 家中國
41、500 強企業。憑借強大的自主創新實力、貼近用戶的解決方案和專業快捷的服務,銳捷在網絡設備及云桌面業務領域穩居市場前列。15/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 增加研發投入增加研發投入,營收有所上升營收有所上升。2023H1,公司面對復雜局面,著眼未來持續投入創新研發、完善管理體系建設、加快市場布局,為公司長遠發展打好基礎。報告期內,公司實現營業收入 48.3 億元,同比增長 6.8%,隨著公司經營規模擴大,人工等管理費用有所上升,研發投入增加,實現歸屬于上市公司股東的凈利潤 1.4 億元,同比減少 46.4%。數據中心領域和園區領域雙管齊下,穩
42、步成長數據中心領域和園區領域雙管齊下,穩步成長。在數據中心領域,面向下一代 AI 云服務的數據中心網絡建設,推出包含多款核心產品在內的 AI Fabric 智算中心網絡解決方案,為智算數據中心網絡提升通信帶寬利用率、降低動態時延、提高網絡傳輸可靠性發揮積極作用。在園區網領域,極簡以太全光解決方案持續精進邁向 3.0 階段,為園區業務提供高帶寬、高靈活、簡運維的獨享千兆/萬兆網絡承載服務,可支撐園區網未來十年業務演進。積極拓展數據中心市場以及海外市場積極拓展數據中心市場以及海外市場。2023 年 Q1,公司數據中心交換機在中國運營商行業市場份額由上年同期的 17.3%提升至 24.2%。2023
43、H1 公司海外業務銷售收入 4.9 億元,較上年同期增長 16.4%,海外業務范圍已拓展到亞洲、歐洲、美洲、非洲等 70 多個國家和地區。2、共進股份共進股份 通信業務競爭優勢明顯,持續加快傳感器封測、汽車電子通信業務競爭優勢明顯,持續加快傳感器封測、汽車電子新業務外延步伐新業務外延步伐。共進股份專注通信產品和先進移動通信設備及應用產品的制造和銷售。在坪山、太倉、越南、海寧四地工廠合計擁有 90 條 SMT 生產線,具備精密和高效的貼片和組裝能力,能夠滿足各類高端電子產品的制造需求,與國內外眾多優質通信設備商建立了長期、穩定的合作關系。2022 年實現營業收入 109.74 億元,同比增長 1
44、.53%,凈利潤 2.26 億元,歸母凈利潤 2.27 億元。16/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 數字經濟不斷發展,公司交換機業務市場需求持續高景氣增長數字經濟不斷發展,公司交換機業務市場需求持續高景氣增長。據 IDC 數據,2022 年全球以太網交換機收入增速達到 18.7%。其中,非數據中心以太網交換機收入增幅 15.7%,數據中心以太網交換機收入同比增長 22.6%。分地區看,2022 年以太網交換機市場收入在亞太、美國、加拿大、拉丁美洲、西歐、中東及非洲地區均實現兩位數增幅,中國市場全年增長 9.2%,日本、中歐及東歐地區略有下滑。2
45、022年公司交換機業務收入超過 18 億元,較上年增幅 9.40%。目前公司交換機業務主要以國內客戶為主,同步覆蓋海外優質客戶,包括數據中心交換機、園區交換機等,以 100GbE、400GbE 為主,2022 年內公司園區交換機收入增幅超過 30%。預計隨著數字經濟的不斷發展,公司數通業務市場需求將持續高景氣增長。3、菲菱科思菲菱科思 深耕新一代通信行業,提供交換機全方位解決方案深耕新一代通信行業,提供交換機全方位解決方案。公司主要以 ODM(含 JDM)和 OEM 模式與網絡設備品牌商進行合作,為其提供交換機、企業級路由器、wifi 無線產品、5G 小基站類、防火墻、VPN產品、通信設備組件
46、等產品的研發和制造服務。截至 2022 年,公司 ODM 產品占營業收入比例為80.31%,交換機產品為公司的主要產品,占公司營業收入比例為 89.11%。2022 年實現營業收入 23.52億元,同比增長 6.54%,歸母凈利潤 1.95 億元,同比增長 15.68%。緊跟行業技術發緊跟行業技術發展趨勢,提升自主研發設計能力展趨勢,提升自主研發設計能力。經過二十多年的發展和沉淀,公司已經能夠自主完成產品的結構設計和硬件設計,并具備系統軟件、驅動程序及應用程序的開發能力。我國網絡設備行業品牌商競爭格局較為穩定,其中,在交換機市場,新華三新華三、華為華為、星網銳捷星網銳捷占據市場主導地位,合計占
47、據國內市場份額約 80%左右,公司實施大客戶戰略,致力于為客戶提供網絡設備研發設計、生產制造、銷售服務的一站式服務,已成為新華三、S 客戶等知名網絡設備品牌商的合作伙伴。推進募投項目建設,邁進中高端交換機市場推進募投項目建設,邁進中高端交換機市場。傳統數據中心主要基于 10G 網絡架構,伴隨后 5G 時代流量高速增長,來自應用和數據的網絡壓力愈發明顯。根據 IDC 預測,我國 25G/100G 數據中心交換機的市場規模將由 2017 年的 1.08 億美元增長至 2024 年的 25.13 億美元,復合增長率高達 56.86%;另外據 DellOro Group 預測,未來 400G 及以上速
48、率交換機將成為市場主流。公司目前已具備 400G 核心交換機產品硬件開發能力和制造能力,依托深圳、浙江海寧和武漢三地的生產基地和研發基地,形成了以企業級網絡設備為主、加快推進數據中心交換機和智能終端無線產品類等的多元化產品布局。4、三旺通信三旺通信 深圳市三旺通信股份有限公司創建于 2001 年,是國家級高新技術企業,面向工業經濟數字化、網絡化、智能化的基礎設施需求,秉持研發驅動的發展理念,致力于工業互聯網通信產品研發、生產和銷售。深耕工業級市場 20 年,擁有較為齊全的產品體系,主打產品囊括工業以太網交換機、嵌入式工業以太網模塊、設備聯網產品、工業無線產品等領域,涉及上千種產品類別,應用涵蓋
49、智慧城市、綜合管廊、智能制造、軌道交通、智能電力、煤炭石化等行業領域。業務遍布 30 多個海內外國家和地區,市場業績連續 19 年超 30%快速增長。聚焦工業交換主航道聚焦工業交換主航道,夯實解決方案新夯實解決方案新模式模式。公司初步實現從產品型企業發展為端到端全棧式解決方案型企業,由過往單一的通信產品提供商轉變為場景化的軟硬件產品解決方案提供商。2023H1 公司解決方案實現營業收入 3409.3 萬元,占公司營業收入的 17.1%。以解決方案為落腳點以解決方案為落腳點,實現存量市場、增量市場同步發展實現存量市場、增量市場同步發展。2023 年以來,公司以 HaaS 平臺為支點,以工業網絡、
50、TSN、采集物聯、人工智能、工業安全等新技術、新產品為依托,打造了全棧式工業互聯 17/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 網整體解決方案、端到端 TSN 解決方案。存量市場和核心市場穩步增長,智慧能源、工業互聯網、智慧交通、智慧城市以及其他行業板塊分別實現主營業務收入 6500.1 萬元、5705.2 萬元、3875.5 萬元、1432.2 萬元、2039.7 萬元。公司主動把握海外市場機遇公司主動把握海外市場機遇,開啟海外新征程開啟海外新征程,力求實現國內和海外雙輪驅動、快速發展力求實現國內和海外雙輪驅動、快速發展。公司加快海外市場渠道的布局與
51、拓展,采用直銷和代理商經銷相結合的模式。2023H1 海外市場業務實現營業收入2385.1 萬元,同比增長 105.6%。5、東土科技東土科技 北京東土科技股份有限公司是全球工業互聯網技術創新引領者,制定了中國工業網絡通信國家標準。東土科技通過技術創新和標準制定,致力于推動工業互聯網在通信協議、工業 APP 軟件承載平臺以及控制硬件平臺三個層面的技術統一。東土科技工業互聯網全棧解決方案,實現軟件定義網絡、軟件定義控制和軟件定義城市功能,推動 5G 和人工智能在工業、城市及防務等領域的深度應用,已廣泛應用于飛機、船舶、高鐵/地鐵、智能電網、能源、石油化工、冶金、工廠自動化、智能交通、城市管理、運
52、營商通信等領域,全球累計近 200 萬臺設備實時運行,并獲得了商務部 CTEAS 服務體系完善程度七星級卓越認證。公司利用工業互聯網自主可控市場機遇,工業網絡通信、操作系統與智能控制等工業互聯網底層技術的公司利用工業互聯網自主可控市場機遇,工業網絡通信、操作系統與智能控制等工業互聯網底層技術的行業導入行業導入。2023H1 營收 4.1 億元,同比增 27.2%。強化精益管理,費用率下降。鞏固傳統業務,拓展智能控制在各工業應用場景,謀求重點行業突破。18/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 公司不斷拓展工業軟件產品市場空間公司不斷拓展工業軟件產品市
53、場空間。公司專注防務、智能工業、電力、軌道交通領域,拓展工業軟件產品應用,加強合作生態,覆蓋主流芯片,收入較去年同期增長 11.6%。在數控機床、機器人、智能汽車、軌道交通等行業實現深度應用合作,操作系統與多款主流芯片適配完成。公司致力于自主可控技術和工業網絡安全,在工業互聯網領域取得領先地位公司致力于自主可控技術和工業網絡安全,在工業互聯網領域取得領先地位。2023 年上半年,工業網絡通信收入同比增長 25.3%至 2.7 億元,全自主可控交換機應用于多領域增長超 100%。公司擴展清潔能源、半導體裝備、機器人領域,智能控制器業務增長 35.9%。同時,推動數字工廠和能源礦山業務發展,自主研
54、發工業互聯網+數智化工安全生產管控平臺。七七、發展趨勢、發展趨勢 1、產業趨勢、產業趨勢(1)AIGC 背景下行業大模型推動算力需求擴張,我國交換機市場有望迎來上升周期背景下行業大模型推動算力需求擴張,我國交換機市場有望迎來上升周期 在數字經濟及 AIGC 浪潮下,人工智能已經成為各行業發展的重要推動力,打造基礎大模型和行業大模型已成為互聯網、運營商等企業的重要發展方向?;ヂ摼W公司層面互聯網公司層面,華為華為“盤古”大模型、騰訊騰訊“混元”大模型、阿里阿里“通義”大模型及百度百度“文新一言”等大模型已在多個應用場景實現落地應用,在大模型蓬勃發展背景下,互聯網廠商將在市場競爭中不斷開拓 AI應用
55、場景,算力需求持續提升,互聯網企業數據中心方向資本開支有望不斷增加。19/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 運營商層面運營商層面,中國移動中國移動“九天”大模型、中國電信中國電信“云驍”智算平臺、中國聯通中國聯通“鴻湖圖文大模型”等也在不斷擴展生成式人工智能在各行業的應用領域,根據三大運營商披露,2023 年三大運營商用于算力建設的資本開支將增至 796 億元,其中中國移動、中國聯通、中國電信分別為 452/149/195 億元,預計未來五年資本開支將持續保持高位。隨著大模型及更多隨著大模型及更多 AI 產品落地,我國智能算力需求有望持續高速增長
56、態勢產品落地,我國智能算力需求有望持續高速增長態勢。根據2022-2023 中國人工智能計算力發展評估報告預測,2021-2026 年中國智能算力年復合增長率為 52.3%,人工智能市場規模五年復合增長率有望達到 19.6%,預計在 2026 年達到 266.9 億美元。在我國算力需求持續增長的背景下,交換機作為數據交換的核心網絡設備,有望迎來上行周期,在互聯網公司、運營商、數據中心為代表的下游市場中均具有較大的想象空間。(2)標準持續完善,數據中心交換標準持續完善,數據中心交換機集采規模不斷提升,行業機集采規模不斷提升,行業邊際向好邊際向好 近日,中國通信標準化協會聯合主辦 23 年可信云大
57、會在北京召開。大會以“云領創新,算啟新篇”為主題,發布云計算白皮書、中國算力服務研究報告等專題白皮書和行業標準。大會啟動可信算力服務平臺、央國企高質量用云創新賦能計劃、一云多芯應用創新生態社區等,并公布可信云最新評估結果。云計算不斷催生新興產業,助力企業上云,有望激發傳統產業的發展活力。中國聯通中國聯通牽頭的算力網絡服務部署信令要求(Q.4140)標準,開啟了 Q.4140-Q.4159(算力網絡協議與信令)新序列。此標準基于聯通聯合牽頭的首個算力網絡國際標準(Y.2501)的架構,規范算力網絡服務部署信令要求。工信部及相關各方修訂形成了國家車聯網產業標準體系建設指南(智能網聯汽車),充分發揮
58、標準的引領和規范作用,不斷提升我國智能網聯汽車發展新階段的新需求。進一步鞏固智能網聯車良好發展勢頭,搶抓戰略發展機遇夯實車網新基建。中國移動中國移動公示 23-24 年數據中心交換機集采結果,新建部分集采中標金額約 23.42 億元,華為華為、中興中興、新華三新華三、銳捷網絡銳捷網絡、烽火通信烽火通信五家企業中標,交換機行業集中度不斷提升??傮w來說,通信行業在“新基建”、數據要素、AI 應用等推動下穩步發展,算力網絡基礎能力持續增強,數字經濟需求不斷增長,相關通信公司業績有望逐步向好。(3)數據流量急劇增長,高速以太網產品、數據流量急劇增長,高速以太網產品、Leaf-Spine 架構快速發展架
59、構快速發展 數據量急劇增長,高速以太網產品數據量急劇增長,高速以太網產品&Leaf-Spine 架構快速發展架構快速發展。近些年來,伴隨著新的應用及數據量急劇增長,數據中心的規模不斷膨脹,交換機行業以及對應的數據中心網絡架構亦迎來新的變化。具體表現為:20/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 高速以太網產品出貨量持續提升高速以太網產品出貨量持續提升。伴隨著千行百業數字化的轉型,全球數據量呈現井噴式爆發,超過100G 的以太網速度需求正在呈指數級增長,帶動了 100G 以上交換機出貨量的持續提升。IDC 數據顯示,全球數據中心用 100Gb 交換機出
60、貨量由 2018 年的 1190 萬個增長至 2022 年的 3560 萬個,全球數據中心用 200/400Gb 交換機出貨量由 2018 年的 0 萬個增長至 2022 年的 540 萬個,高速以太網產品出貨量持續提升。Leaf-Spine(葉脊結構)網絡拓撲架構迎來新發展(葉脊結構)網絡拓撲架構迎來新發展。傳統的數據中心計算網絡由接入層、匯聚層和核心層組成,以南北流量為主,該網絡結構在很長一段時間內支撐了各種類型的數據中心。但隨著新的應用及數據量急劇增長,數據中心的規模不斷膨脹,對于網絡架構的要求也不斷提升,東西流量逐漸成為數據中心內部的主流方式,因此數據中心中誕生了新的網絡拓撲架構lea
61、f-spine(葉脊)結構。Spin-Leaf 結構可以很好地解決數據中心內部高速互聯的需求,被大型數據中心結構可以很好地解決數據中心內部高速互聯的需求,被大型數據中心&云計算數據中心采用云計算數據中心采用。伴隨著 IoT、云計算等新型技術興起帶來的大量東西向流量,傳統架構中匯聚層及核心層的數據吞吐壓力愈發沉重,其性能提升已成為交換效率提升的瓶頸,企業往往面臨著性能和價格的兩難選擇。Spine-Leaf 拓撲網絡結構的出現,可以很好地解決“數據中心內流量的快速增長和數據中心規模的不斷擴大,滿足傳統的三層網絡拓撲結構不能滿足的數據中心內部高速互連的需求”。同時,葉脊拓撲結構(Spine-Leaf
62、)因其可擴展性、高可靠性和高性能而被大型數據中心/云計算數據中心廣泛采用,亦成為包括Arista 在內交換機巨頭近年來的重點發力方向。在葉脊拓撲結構中,傳統的三層架構被簡化成兩層(脊層和葉層)。葉交換機與服務器相連接受數據輸入,且每臺葉交換機都與脊交換機相連。21/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 相比傳統三層拓撲結構,相比傳統三層拓撲結構,Spin-Leaf 結構具有如下優點結構具有如下優點:低延遲性:因葉/脊交換機間的扁平連接結構,傳輸延遲大幅縮小??蓴U展性:當面臨帶寬瓶頸時,只需增加脊交換機,并連接至下一層的 n 個葉交換機。層級間帶寬的擴
63、展變得更靈活。高可靠性&容錯性:葉脊拓撲結構中,一臺設備故障時數據傳輸將不受影響地繼續從其他通路進行。綜上,借助葉脊結構,可更高效地實現低延時和高頻次數據吞吐。2、技術趨勢、技術趨勢(1)無損數據中心解決方案驅動高速率交換機發展無損數據中心解決方案驅動高速率交換機發展 RDMA(Remote Direct Memory Access)技術是為了解決網絡傳輸中服務器端數據處理的延遲而產生的技術。傳統 TCP/IP 協議棧處理時延大,服務器 CPU 負載居高不下,RDMA 可以將用戶應用數據直接傳入服務器存儲區,解決時延問題。RDMA 網絡目前應用比較廣泛的是 InfiniBand(英偉達數據中心
64、網絡架構核心技術)和 RoCE(RDMA over Converged Ethernet)。華為、新華三、銳捷網絡等頭部廠商基于華為、新華三、銳捷網絡等頭部廠商基于 RDMA 技術發布無損數據中心解決方案技術發布無損數據中心解決方案。新華三發布SeerFabric 智能無損數據中心解決方案,基于云邊 AI 協同架構,借助 AI 智能學習為不同業務場景構建智能無損控制模型,可提供大帶寬、低時延、零丟包的精確轉發和可確定性網絡體驗。華為 AIFabric 基于開放以太網,通過獨特的 AI 芯片和算法,使以太網絡同時滿足低成本,0 丟包和低時延要求。核心交換機 CloudEngine 16800 內
65、嵌 AI 芯片,提供 8TFlops 的計算能力。(2)白盒技術推動行業充分競爭,良性發展白盒技術推動行業充分競爭,良性發展 白盒交換機采用開放的設備架構和軟硬解耦的思想,提升了設備可編程性、靈活性,可以有效支撐未來新型業務對網絡可定制、高性能、可編程、確定性的需求,在網絡戰略發展中具有重要地位。良性發展良性發展:白盒交換機在過去三十年間得到了快速發展。1994 年,Linux1.0 版本正式發布,2 年后 2.0版本正式更新,提供了網絡協議/功能控制的開源框架;2010 年日本電器(NEC)和惠普(HP)推出基于 OVS(Open VSwitch)的開放軟件交換機;2015 年,OCP 成功
66、推出第一款白盒交換機;2016 年至今,白盒設備、軟件操作系統、網絡自動化等技術已得到蓬勃的發展。架構架構:白盒交換機分硬件和軟件兩個部分,硬件一般包括交換芯片、CPU 芯片、網卡、存儲以及外圍硬件設備等;軟件主要是指網絡操作系統(NOS)及其搭載的網絡應用,NOS 一般通過基礎軟件平臺的引導完成安裝,芯片接口層則將交換芯片的硬件功能封裝為統一的接口,解耦上層應用與底層硬件。具體而言,上層應用通過調用芯片接口定制底層轉發邏輯,提供網絡的可編程功能。22/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 優點優點:交換機白盒化已得到上下游企業的一致認同,可聯動白盒
67、開源生態和產業生態的發展;白盒交換機采用開放的設備架構和軟硬解耦思想,降低購置開發成本;白盒交換機支持硬件數據面可編程和軟件容器化部署。(3)頭部交換機企業積極部署大模型,由硬件向軟件發展頭部交換機企業積極部署大模型,由硬件向軟件發展 華為華為在 2021 年 4 月就推出了華為云盤古大模型,該模型是業界首個千億級生成與理解中文 NLP 大模型,也是業界最大的 CV 大模型。新華新華三三于今年 6 月發布針對行業市場的私域大模型百業靈犀 LinSeer。該大模型主要服務垂直行業、專屬地域的客戶。主要特點是,可以提供安全、訂制、獨享、生長的智能化服務,能夠滿足客戶行業專注、區域專屬、數據專有、價
68、值專享的需求。(4)CPO 技術減少高速電通損耗,或成高速交換機核心技術技術減少高速電通損耗,或成高速交換機核心技術 共封裝光學(Co-packaged Optics,縮寫為 CPO)是一種新型的光學封裝技術,旨在將光學元件直接封裝在芯片內部,可以通過更短的光學路徑和更緊密的光學耦合實現更高效的光通信,同時也可以減少光學連接和對準的復雜性,從而實現更高密度的光電集成和更高性能的光通信系統。全球多全球多家不同背景的大廠商已開始布局該領域研發家不同背景的大廠商已開始布局該領域研發。目前 AWS、微軟微軟、思科思科、博通博通、英偉達英偉達均在布局CPO 技術和產品。比如:設備商思科思科和 Junip
69、er 未來都將推出 51.2T/s 的 CPO 交換機;博通博通發布了基于光電共封裝(Co-Packaged Optics,CPO)技術的下一代交換機 ASIC 芯片的發展路線圖。國內廠商銳捷網絡銳捷網絡正式推出首款應用 CPO 技術兼容液冷散熱模式的技術中心交換機。(5)TSN 成為構建工業成為構建工業 IT 網絡與網絡與 OT 網絡間的重要橋梁網絡間的重要橋梁 TSN 是解決大帶寬的新技術,同時是解決大帶寬的新技術,同時 TSN+OPCUA 將解決協議碎片化問題,有望加速應用將解決協議碎片化問題,有望加速應用:TSN 可以為網絡連接提供準確的時間同步和時間關鍵數據及時性的保證可以為網絡連接
70、提供準確的時間同步和時間關鍵數據及時性的保證。作為下一代工業以太網技術,保證了來自不同供應商的設備之間的網絡級兼容性。在網絡系統級,TSN 通過標準配置分發給設備的網絡調度接口,支持確定性通信。消息的定時釋放確保了網絡中的延遲可以被確定性地預測和管理。TSN 與與 OPCUA 的融合有助于解決工業通信協議碎片化的問題的融合有助于解決工業通信協議碎片化的問題。TSN 技術基于以太網提供了一套數據鏈路層的協議標準,解決了網絡通訊中數據傳輸及獲取的可靠性和確定性的問題;OPCUA 則提供一套通用的數據解析機制,解決系統互操作的復雜性問題。因此 TSN 能把 PROFINET 等實時以太網現場總線和
71、OPCUA 共享到同一個通信設施上,有助于解決工業通信協議碎片化的問題。23/24 2023 年年 11 月月 3 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 (6)以太網芯片國際廠商主導,國產自主逐步完善以太網芯片國際廠商主導,國產自主逐步完善 以太網物理層芯片競爭格局高度集中,國內自主逐步完善,提升空間大以太網物理層芯片競爭格局高度集中,國內自主逐步完善,提升空間大。根據中國汽車技術研究中心有限公司的數據統計,在全球以太網物理芯片市場競爭中,博通博通、美滿電子美滿電子、瑞昱瑞昱、德州儀器德州儀器、高通高通和微微芯芯穩居前列,前五大以太網物理層芯片供應商市場份額占比高達 91%。在中國市場,
72、以太網物理層芯片市場基本被境外國際巨頭所主導。但云計算的快速滲透、AI 和機器學習的興起、5G 商用、WiFi6 等通信技術的升級和企業信息化建設深入,將快速推動中國以太網交換芯片市場增長。國內以太網芯片企業國內以太網芯片企業逐步完善,發展潛力大逐步完善,發展潛力大。物理層典型國產企業裕太微物理層典型國產企業裕太微:成立于 2017 年,是具備關鍵技術攻關能力,擁有完全自主知識產權的以太網物理層芯片供應商。公司目前的產品主要為百兆、千兆的單口及多口以太網物理層芯片,可滿足信息通訊、汽車電子、消費電子、監控設備、工業控制等多個領域的需求。未來,公司一方面將推出更高速率的物理層芯片產品,其中 2.
73、5G 物理層產品已量產流片、車載千兆以太網物理層芯片已工程流片,另一方面,在物理層芯片產品的基礎上,公司逐步向上層網絡處理產品拓展,布局以太網交換芯片、網卡芯片、車載網關等產品線。交換層交換層典型國產企業盛科通信典型國產企業盛科通信:公司主營業務為以太網交換芯片及配套產品的研發、設計和銷售,公司現已形成豐富的以太網交換芯片產品序列,覆蓋從接入層到核心層的以太網交換產品,比如:公司TsingMa.MX 系列交換容量達到 2.4Tbps,支持 400G 端口速率,支持 5G 承載特性和數據中心特性;Golden Gate 系列芯片交換容量達到 1.2Tbps,支持 100G 端口速率,支持可視化和
74、無損網絡特性;公司在研 Arctic 系列面向超大規模數據中心,支持最大端口速率 800G,搭載增強安全互聯、增強可視化和可編程等先進特性。八、參考研報八、參考研報 1.西南證券-人工智能行業專題研究:交換機,算力基座迎來新機遇 24/24 2023 年年 11 月月 3 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2.安信證券-通信行業深度分析:AI 產業熱潮帶動服務器、交換機、光模塊及相關芯片行業蓬勃發展3.光大證券-AI 行業跟蹤報告之二十:交換機,數字經濟底座,AI 驅動成長4.國信證券-通信行業交換機專題:數字經濟底座核心網元,受益 AI 加速發展5.信達證券-電子行業:AI 持續演進,服務器與交換機景氣提升6.中泰證券-通信行業周報:交換機市場增長強勁,AI+數字經濟驅動發展7.銀河證券-通信行業周報:算力標準不斷完善促發展,交換機集采帶來行業邊際向好8.中信證券-Arista-ANET.US-投資價值分析報告:全球高性能交換機領導者,持續受益于云計算&AI9.中信證券-銳捷網絡-301165-投資價值分析報告:ICT 設備龍頭,敏捷創新驅動快速增長免責聲明:以上內容僅供學習交流,不構成投資建議。