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中金 | 交换芯片:下贱应用驱动规模及机能双升耐久受益国产替代_芯片_以太网

雨夜梧桐 2024-08-31 08:52:24 0

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交流芯片下贱运用生态丰富,数据中央用交流机贡献紧张增长动能。
交流芯片紧张运用于数据中央、运营商网络、企业网、工业、消费等领域的交流机中。
个中,受益于人工智能、数字化趋势,数据中央发展势头较为强劲,Dell’ Oro估量到2025年数据中央交流机市场规模有望超过200亿美元;根据Lightcounting预测,数据中央用高端交流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,2021-25年CAGR高达28.7%。

数据流量端边际变革及车载新场景演进,推动交流芯片高速迭代及需求发展。
我们认为,数据量攀升以及网络架构转型有望共同驱动交流机数量和端口速率上行,而交流芯片作为交流机的性能锚点,亦将持续向更高密度、更高转发速率演进。
根据Dell’Oro,2019-21年400G端口数量实现每年翻番,到2025年800G端口数量有望超过400G。
此外,汽车智能化发展新浪潮下,车载以太网渗透率提升有望提振交流芯片新的跨界需求。

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政策扶持叠加疫情冲击催生国产替代需求,海内厂商有望凭借技能进步受益。
交流芯片具有平台型、长生命周期等特点,我们估量海内交流机整机厂商在短韶光内将现有产品上运用的芯片全部切换为国产芯片作为替代方案的可行性较低,但在国家政策大力扶持及疫情冲击环球供应链稳定性的背景下,中长期维度看国产交流芯片厂商有望凭借芯片设计和制造技能的升级,加速导入下贱整机客户,并逐步向中高端产品市场渗透。

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(图片来自网络侵删)

风险

数字经济培植不及预期;海内芯片技能迭代不及预期;中美贸易摩擦加剧。

正文

交流设备:实现终端互联互通的关键设备

以太网交流机:当下以太网拓扑构造的中央环节

交流式以太网已取代共享式以太网,成为当下主流网络拓扑构造。
早期的共享式以太网采取总线型拓扑构造,将所有终端设备直接连接到一根共享的总线上。
由于通过同轴电缆接入的终端设备会共享总线的带宽,共享式以太网存在传输速率慢、网络利用率低、易涌现严重网络冲突等毛病。
为应对网络提速和高带宽需求,交流式以太网应运而生。

交流式以太网以交流机为中央构建星型拓扑构造网络。
交流机可以识别从以太端口吸收到的数据帧中的MAC地址信息,并通过自主学习根据该信息建立动态MAC地址表,将数据帧转发到目标主机或网络节点。
由于交流机各个端口之间的帧传输相互屏蔽,分割出更小的冲突域,因此终端设备可以独享端口的带宽,大幅提高了以太网的交流效率并减少了网络冲突。

图表1:共享式以太网vs交流式以太网

资料来源:CSDN,中金公司研究部

图表2:以太网交流机广播帧转发的事情事理

资料来源:以太网交流机的事情事理[J].科技信息(科学教研),2007(17):114-115.,中金公司研究部

以太网交流机下贱运用市场

交流机作为各种类型网络终端互联互通的关键设备,下贱运用处景广泛。
交流机的下贱运用市场可分为消费级市场、企业级市场(包括教诲、医疗、金融、政府等)、工业市场和做事商市场四大类,个中做事商市场为交流机最大的运用领域,又可进一步划分为运营商市场和云打算市场。
四大类市场在市场规模、网络设备办理方案繁芜程度、设备性能哀求、业务回报率、客户壁垒等多方面均存有差异。

图表3:交流机紧张下贱运用细分市场的特点

资料来源:IDC,锐捷网络官网,盛科通信招股书,中金公司研究部

►消费级市场:紧张为家用交流设备,方案繁芜程度及设备性能哀求最低,传输速率一样平常为百兆、千兆级,代价量也相对较低,因此市场容量较小。
由于消费者对产品价格较为敏感,市场准入门槛也较低,因此消费级交流设备的供应商品牌数量浩瀚。

►企业级市场:企业网是传统以太网交流机的紧张运用领域。
企业网市场存在明显的行业构造,百行百业中信息化培植需求市场空间较为突出的有四类用户——政府用户、金融行业用户、教诲行业用户、医疗行业用户:政府、金融行业的网络设备市场容量较大,市场成熟度较高,个中金融客户对价格最不敏感;教诲、医疗行业的网络设备市场容量相对较小,但受益于聪慧校园、聪慧医疗培植浪潮保持快速发展。

►工业市场:工业市场可进一步细分为电力行业、交通畅业、能源行业等,以大规模制造业为主。
近年来随着海内根本举动步伐侧投资力度持续加大以及供给侧构造改革成效初显,工业交流设备市场规模迎来稳健发展。

►运营商市场:运营商市场的采购属于集采类型,确定参数后采购规模较大,标准化相对较高。
我们认为随着通信数据量的持续增长,运营商对付交流设备的需求也将保持稳定增长。

►云打算市场:受益于云打算技能的发展,企业信息化向云端转化的趋势较为明显,新冠疫情则进一步加速企业上云,云打算市场成为交流机增速最快的下贱市场,其特点是门槛高、毛利率低、定制化高、互助稳定。

根据IDC数据,2021年环球以太网交流机市场规模约376亿美元,同比增长9%,IDC预测到2026年环球交流机市场空间有望达到479亿美元,2021-2026年CAGR近5%。
个中,数据中央交流机市场受益于人工智能、数字化趋势,发展势头较为强劲。
根据Dell’Oro预测,环球以太网数据中央交流机市场将持续扩容,估量到2025年市场规模有望超过200亿美元,云厂商、企业和运营商构成其紧张客户。

图表4:环球以太网交流机市场规模及预测

资料来源:IDC,中金公司研究部

图表5:环球数据中央以太网交流机市场构成

资料来源:Dell’Oro,中金公司研究部

以太网交流机家当链

交流机按照外不雅观形状可分为盒式交流机、机架式交流机和机框式交流机。
虽然三类交流机的模块形态和安装位置有一定差异,但三者内部紧张的功能硬件基本相同,均包含以太网交流芯片、CPU、PHY芯片、存储器件、外围硬件(散热器、电源模块等)、接口/端口子系统等。

图表6:某数据中央盒式交流机的硬件构成

资料来源:Facebook,中金公司研究部

图表7:华为某型号机框式交流机的硬件构成

资料来源:CSDN,中金公司研究部

►以太网交流芯片:交流芯片是交流机的核心部件之一,卖力交流机底层数据包的交流转发。

►CPU(中心处理器):CPU也是交流机的核心部件之一,卖力管理登录和协议交互的掌握,通过专门的PCI-E总线与交流芯片互连,从而实现对交流芯片的快速调用。

►PHY芯片:PHY(物理层子系统)卖力将链路层设备(如交流芯片)连接到物理介质(如光纤),并将链路上的仿照旗子暗记转化为数字化的以太网帧。

►端口子系统:端口子系统卖力读取端口配置、检测已安装端口的类型、初始化端口以及为端供词授与PHY芯片交互的接口。

►PCB板:电路板是电子元器件电气相互连接的载体,在机框式交流机中PCB背板紧张用于连接主控单板、交流网板、接口单板、风扇、电源等。

►光模块:光模块可以实现光旗子暗记传输过程中的光电转换和电光转换,保障交流机之间的互换连通。

以锐捷网络为例,根据招股书表露,2021年公司芯片、元器件、光模块、电源模块和PCB板采购金额分别占原材料本钱的51.9%、13.1%、9.9%、6.7%和6.1%。
个中,芯片包括主芯片(涵盖以太网交流芯片、PHY芯片、CPU等)和赞助芯片(其他数字芯片、电源管理芯片、旗子暗记链芯片等),主芯片承担核心转发功能,其采购单价远高于赞助芯片,为交流机硬件中的紧张代价构成。
元器件则紧张包括存储器、接插件、散热器。

图表8:2021年锐捷网络各种原材料采购金额占比

资料来源:锐捷网络招股书,中金公司研究部

交流机整机品牌浩瀚,海内市场集中且国产化程度较高。
根据IDC数据,环球交流机品牌超四十家,近几年各公司的市占率基本保持稳定,竞争相对温和。
再看到海内交流机市场,中国厂商具有显著上风。
根据IDC数据,CR4厂商(新华三、星网锐捷、华为和TP-LINK的市场份额合计达89%)均为国产品牌,海外交换机龙头Cisco在海内的市场份额则持续下滑,2021年市占率不到1%,可见我国在交流机整机环节已基本实现国产替代。

图表9:2018-2021年环球交流机市场竞争格局(按出货量)

资料来源:IDC,中金公司研究部

图表10:2018-2021年中国交换机市场竞争格局(按出货量)

资料来源:IDC,中金公司研究部

交流机家当链上游涵盖各种芯片公司(以太网交流芯片、PHY芯片、CPU)、网络操作系统公司、光模块厂商、PCB公司和其他电子元器件公司。
个中,最核心的芯片环节海内自给率较低,以太网交流芯片和PHY芯片紧张采购自博通、美满电子等外洋龙头,高度依赖入口;CPU侧,Intel、AMD两大外洋巨子领跑,国产CPU厂商正在全力追赶。
软件环节的网络操作系统可以选择第三方或自研,海内外厂商均有参与。
光模块、PCB电路板以及其他电子元器件海内基本可以实现自给自足,但其上游环节(光电芯片等)仍以外洋供应商为主。

图表11:交流机家当链一览

资料来源:Wind,Bloomberg,中金公司研究部

交流芯片:交流机的核心组成部分

交流芯片是交流机实现数据转发功能的主要部件。
交流芯片为用于交流处理大量数据及报文转发的专用集成电路(ASIC),是交流机最核心的部分之一。
为了在协同事情的同时保持较高的数据处理能力,交流芯片内部的逻辑通路由数百个特性凑集组成,架构设计繁芜。

交流芯片的事情事理为:须要传输的数据包由端口进入交流芯片后,首先进行数据包头字段匹配,为流分类做准备;而后经由安全引擎进行硬件安全检测;符合安全的数据包进行二层交流或者三层路由,经由流分类处理器对匹配的数据包做干系动作(如丢弃、限速、修正VLAN 等);对付可以转发的数据包根据优先级放到不同行列步队的缓冲管理中,再由调度器进行行列步队调度,并实行流分类修正动作,终极从目标端口发出。

图表12:Broadcom交流芯片架构

资料来源:Broadcom公司官网,中金公司研究部

图表13:交流芯片事情事理

资料来源:盛科通信招股书,灼识咨询,中金公司研究部

交流芯片是交流机的性能锚点。
交流芯片的主要性能参数包括总带宽、端口数量及速率、缓冲能力:1)总带宽:又称吞吐量,直接决定交流机整机的交流容量,交流容量又直接决定交流机的数据处理能力。
2)端口:端口数量即端口密度,高密度交流芯片能够实现低时延。
3)缓冲能力:以太网的数据一样平常须要在缓冲区进行暂存,交流芯片的高缓冲能力能够承载交流机的大数据流量,从而减少丢包率。

交流芯片下贱运用生态丰富,数据中央用交流机为主要驱动

交流芯片紧张运用于云打算数据中央、运营商网络、企业网、工业、汽车、家用消费领域的交流机中。
根据灼识咨询数据,2021年环球以太网交流芯片总体市场规模为386亿元,同比增长5%;灼识咨询估量2025年该市场规模有望达到434亿元,2021-2025年CAGR约3%。
个中,受益于数据中央交流机市场的发达发展,数据中央用高带宽(12.8Tbps及以上)、低时延交流芯片市场增长态势强劲,Lightcounting预测数据中央用高端交流芯片的市场规模有望从2021年的2.7亿美元快速扩容至2025年的7.4亿美元,2021-2025年CAGR高达28.7%。

图表14:环球以太网交流机芯片市场规模预测

资料来源:灼识咨询,中金公司研究部

图表15:数据中央用高端交流芯片市场规模及预测

资料来源:Lightcounting,中金公司研究部

聚焦海内商用市场,灼识咨询预测到2025年,中国商用交流芯片在数据中央、企业网、运营商和工业运用领域的市场规模占比分别为70%、21%、8%和1%,个中数据中央用交流芯片市场规模2021-2025年CAGR达到15%。
我们认为,数据中央用交流机市场有望成为未来中国商用以太网交流芯片市场增长的紧张驱动力。

图表16:中国商用以太网交流芯片各运用处景市场规模

资料来源:灼识咨询,中金公司研究部

竞争格局:外洋厂商主导,国产化程度低

交流芯片按照用场可分为自用和商用两种。
自用芯片紧张用于自产交流机,一样平常不直接对外发卖,代表厂商为Cisco、华为;商用芯片常日直接发卖予交流机整机厂商,市场参与者包括博通、美满、瑞昱、英伟达、英特尔、盛科通信等。

目前环球以太网交流芯片呈现寡头垄断的市场格局,集中度较高。
Cisco凭借其在交流机整机市场中较高的市占率,在自研芯片领域中霸占主导地位。
商用芯片领域侧,美国博通(Broadcom)为绝对龙头,其次是美满电子,根据650Group,博通和美满在4Q20单个端口速率为50G的环球商用交流芯片市场中的出货份额分别为70%、29%,合计垄断99%的市场。

图表17:4Q20环球商用交流芯片(单个端口速率为50G)竞争格局(按出货量)

资料来源:650 Group,中金公司研究部

图表18:2020年中国商用交流芯片竞争格局(按发卖额)

资料来源:650 Group,中金公司研究部

我国交换芯片尚掉队外洋2~3代,海内市场基本由境外厂商主导。
根据各公司官网,国产品类目前最高的交流容量与之比较仍有2-3代的差距,海内市场被境外品牌垄断。
根据灼识咨询,2020年中国商用以太网交流芯片市场中CR3厂商(市场份额合计98%)均为境外品牌,大陆厂商盛科通信发卖额排名第四,市占率为1.6%。

行业特点:产品规格多样,优质在位厂商拥有多条产品线

交流芯片产品具有多规格、性能跨度大的特点。
由于交流芯片下贱运用广泛,我们在前面也谈论到不同运用处景中所须要的交流设备性能哀求存在差异,因此交流芯片的性能参数迥异。
从总带宽看,交流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。

我们认为,有竞争力的交流芯片公司须要掩护多条不同规格的产品线,以知足下贱不同用户场景的需求,从而得到更多的市场份额。
以美国博通公司为例,公司拥有丰富的交流芯片产品矩阵,拥有StrataXGS和StrtaDNX两大系列,实现低、中、高、超高端市场全覆盖。

图表19:商用交流芯片厂商紧张产品线一览

资料来源:各公司官网,中金公司研究部

行业边际变革:多场景驱动数据流量持续攀升,国产替代机会来临

发展趋势#1:数据流量增长叠加网络架构转型,推动交流芯片高速迭代

5G、物联网、人工智能、云打算及元宇宙等技能家当的发展,共同助推全社会数据量快速增长。
根据IDC数据,2020年环球数据总量为40ZB,华为环球家当链展望报告估量2025年环球数据总量规模有望达到180ZB,2020-2025年CAGR达35%。
随着数据量持续攀高,用户对高带宽、低延迟的数据传输需求日益增长,环球及海内数据中央规模快速扩展,大型和超大型数据中央数量增加。

人工智能发展推动东西向流量增长,驱动数据中央网络构造向二级叶脊架构转型。
随着人工智能的发展,打算资源池化,数据中央内部流量交流快速增长,传统三层网络架构遭遇横向数据传输的瓶颈。
二级叶脊架构下,叶交流机与脊交流机实现全交叉互联,以更扁平的构造、更高的延展性和更短的通信路径知足新型数据中央对高带宽、低延迟及长传输的需求,较传统三层网络架构存在显著上风。

图表20:传统三层网络架构示意图

资料来源:Cisco官网,菲菱科思招股书,中金公司研究部

图表21:二层叶脊架构示意图

资料来源:CSDN,中金公司研究部

META推出三层叶脊架构和F16网络架构,推动数据中央网络架构持续发展。
META于2014年公开三层叶脊架构,并于2019年提出了F16网络架构。
三层叶脊架构在二级叶脊的根本上额外增加中间层的光纤交流机,向下与叶交流机交叉互联,向上与48个脊交流机交叉互联,形成扩展性高的脊平面。
F16网络增加各平面高速交流机的数量来增加上行带宽,将数据中央容量扩大了4倍,从而完成对更高网络流量需求的承载。

综上,我们认为数据中央扩容以及网络架构迭代有望驱动交流机数量和端口速率上行,加速市场对新一代高速交流机的需求,而交流芯片作为交流机的性能锚点,亦将持续向高密度、高转发速率演进。
根据Dell’ Oro数据,当前交流机市场仍以10G/25G/40G的中低速率为主,但100G/200G/400G/800G及以上高速率交流机收入占比持续上升,我们认为400G速率及以上的端口有望成为下一代数据中央网络内部主流端口形态,Dell’ Oro估量到2026年400G及以上端口速率的交流机市场规模将占到环球交流机市场的26.3%。

图表22:环球10Gbps以上端口速率交流机市场规模

资料来源:Dell’ Oro,中金公司研究部

从交流芯片市场看,根据Dell’ Oro数据,2019-2021年数据中央中400G端口数量实现每年翻番,到2025年800G端口数量有望超过400G。
中国商用交流芯片领域中,根据灼识咨询,高密度25G和100G及以上交流芯片的市场规模持续上行,2021-25年CAGR分别为26.8%和23.3%,到2025年100G及以上带宽的交流芯片市场规模占比有望达到44%。

图表23:环球数据中央高端口速率交流芯片端口数量

资料来源:Dell’ Oro,中金公司研究部

图表24:中国商用以太网交流芯片各端口速率市场规模

资料来源:灼识咨询,中金公司研究部

发展趋势#2:车内通信网络变革,催生以太网交流芯片新的跨界需求

车载以太网是承接高速车内通信需求的最优解。
随着智能驾驶的不断遍及,所要传输的数据量呈指数级上升,传统车载网络难以应接智能化时期的高速车内通信需求。
我们认为,车载以太网具备高带宽、经济轻量、软硬件解耦、内外网络顺畅互联等上风,与未来E/E架构的长期演进方向更匹配,长期有望逐步实现对现有整车车内通信技能的全面替代。

车载以太网从打算机以太网的根本上发展而来,因此太网在汽车领域的跨界运用。
和打算机以太网类似,车载以太网亦基于OSI参考模型构建。
打算机领域将运用层、表示层、会话层合并为运用层,提出TCP/IP协议。
基于TCP/IP协议,OPEN、AVnu等同盟对其进行补充,OPEN Alliance关注车载以太网物理层,与IEEE互助将车载以太网标准化,AVnu Alliance关注的AVB、TSN技能则涉及传输层直至数据链路层,办理数据流冲突问题,适宜车载领域的网络通信体系逐渐形成。

图表25:车载以太网网络拓扑构造

资料来源:中国信通院,佐思汽研,中金公司研究部

我们认为车载以太网正在成为新一代车内通信网络,家当内渗透率不断提升。
2013年宝马X5将100Base-TX车载以太网引入360°环视摄像头中,标志着车载以太网的首次“乘车”。
到目前,宝马最新一代汽车架构中已全面采取车载以太网,捷豹、大众帕萨特、奥迪等均纷纭入场。
造车新势力中,特斯拉在Model 3的CCM中采取车载以太网通信,蔚来ES8搭载千兆以太网。
可见,车载以太网陆续从外资车企向自主品牌乃至造车新势力渗透,已成为未来车内通信的发展方向,我们估量到2023年国内外主机厂有望普遍搭载以太网。

由于车载以太网仍属于点对点通信,各种传感器之间的互通互联须要通过交流机实现。
交流机紧张支配在汽车中心网关和每一个分域网关,其事情在Layer2,基于MAC地址进行智能转发。
以Aquantia的ADAS以太网架构为例,单车共计搭载3台交流机,即配备3颗交流芯片。

图表26:ADAS车载以太网架构示意图

资料来源:Aquantia官网(Marvell),中金公司研究部

车载以太网正在成为交流芯片数十亿级的增量市场。
当前车载以太网的运用处景紧张包括主干网和ADAS域、IVI信息娱乐域。
1)我们假设以太网在车载通信的综合渗透率将从2021年的3%提升至2025年的24%;2)结合Marvell和奔驰S级的搭载方案,我们估量未来单车将均匀搭载3颗交流芯片,并随着汽车智能化发展搭载数量有望提升;3)在批发采购条件下,2020年交流芯片的ASP约为70元/个。
我们认为在高分辨率摄像头、激光雷达、ADAS域控等装置上车趋势下,10G以上速率的以太网运用将快速上升,高速率产品的占比有望提升,我们假设交流芯片的ASP在2021-25E年均增长10%。
综上,我们估量海内的车载以太网交流芯片市场规模有望在2025年达到38亿元。

图表27:海内车载以太网交流芯片市场规模(2020-2025E)

资料来源:Mouser,中金公司研究部

发展趋势#3:海内政策加持及疫情冲击下,交流芯片供应链迎来国产替代机会

当前海内交流芯片和外洋最高规格产品比较,在交流容量、端口速率、芯片制程等方面均有一定差距。
交流芯片的技能难点紧张在于高性能交流芯片架构设计、高密度端口设计、针对不同运用处景的流水线设计、配套的SDK软件接口研发以及芯片制程的打破。
根据我们的梳理,紧张外洋芯片产品的交流容量均已迭代至25.6Tbps,博通和英伟达在今年乃至推出面向超大规模数据中央的51.2Tbps超高带宽产品,端口最大速率除Intel外均达到800G,芯片制程则均采取7nm及以下工艺;而国产品类的交流容量与之比较存在代际差异,端口最大速率仅上行至400G,芯片制程工艺还多勾留在28nm。

图表28:国产以太网交流芯片与外洋的性能比拟

资料来源:各公司官网,盛科通信招股书,中金公司研究部

我们认为,海内交流机整机厂商在短韶光内将现有产品上运用的芯片全部切换为国产芯片作为替代方案的可行性较低,但在国家政策扶持及疫情冲击环球供应链背景下,国产替代的需求持续增长,叠加海内芯片技能不断追赶外洋,中长期看国产交流芯片厂商有望加速导入下贱整机客户。

►国家政策大力扶持:2015年至今,我国政府相继出台数字经济、互联网+、新基建、东数西算等一系列政策鼓励和支持网络信息技能家当发展以及推动各行业信息化培植,积极推进5G、物联网、车联网、工业互联网、人工智能等新型根本举动步伐投资。
我们认为,政策面驱动性的持续加强有望为数字经济家当链上游带来良好发展机遇,有助于全面提升我国网络核心芯片、网络设备、模块、器件等环节的研发制造水平。

►疫情影响叠加贸易摩擦:近两年受新冠疫情及贸易摩擦加剧的影响,环球供应链面临一定寻衅,芯片供应形势较为紧张,加强国产供应链保障的需求进一步提升。
我们认为,提高国产交流芯片的自供率有利于交流机供应链的安全稳定,且采取国产芯片有望降落网络设备厂商的原材料采购本钱。

►国产厂商技能追赶:根据盛科通信招股书,Arcitc系列在交流容量、端口速率等性能参数上均对标国际竞品水平,目前正处于研发的后端设计阶段,公司估量该系列将于明年上市。
根据启明创投,网络芯片初创企业云合智网致力于自研国产芯片架构,估量将于今年实现芯片各模块前端设计、验证以及后真个布线,并于年内开始流片。
我们认为,随着国产交流芯片设计商技能不断迭代升级,国产芯片有望进一步导入中端交流产品,并逐步向中高端市场渗透。

图表29:海内鼓励和支持网络信息技能家当发展的干系政策

资料来源:工信部,国务院,中金公司研究部

发展趋势#4:可编程、多芯片领悟为交流芯片未来技能演进方向

“白盒交流机模式”向开放演进,可编程交流芯片占比持续提升

当前网络系统软硬件耦合程度较高,外洋品牌已形成生态。
当前网络系统中仍多采取封闭的专用交流机,软件开拓包(SDK)、操作系统、网络做事等软件运用均是基于交流芯片的特定接口所定制,一体化程度较高。
以博通为例,其商用芯片覆盖范围广泛,在环球市场已形成丰富生态。
我们认为在传统的网络系统中,国产芯片品牌想要突围还需不断积累。

“白盒模式”向开放演进,交流芯片可编程能力的主要性凸显。
白盒交流机支持硬件数据面可编程和软件容器化支配,通过软件定义的办法定制数据面的转发逻辑,具有较高的开放性和灵巧度。
白盒交流机通过芯片可编程化,使得软件运用的搭建不必基于特定型号、特定品牌的芯片。
根据Omdia预测,至2024年可编程芯片在数据中央交流芯片出货占比将达到23%,2019-2024年CAGR达26%,保持持续提升态势。
我们认为开放的网络系统架构将冲破传统封闭架构下先入者的竞争壁垒,为新兴国产品牌发展打开空间。

图表30:网络系统生态演进

资料来源:AT&T官网,中金公司研究部

图表31:数据中央以太网交流机芯片出货量构造

资料来源:Omdia,中金公司研究部

交流芯片领悟PHY、CPU,向集成化发展

集成PHY芯片,简化交流机系统构造。
早期的以太网交流芯片只包含以太网的第二层(MAC),还需通过第一层的PHY芯片来实现物理连接。
随着集成电路制造水平的发展以及用户对系统构造简化需求的提升,集成了PHY的交流芯片出身并逐渐实现广泛运用。
外洋龙头厂商Broadcom率先将MAC与PHY集成在同一颗芯片中,其Roboswitch系列产品支持快速千兆网(FE)和千兆以太网(GbE),将高速交流系统的所有功能(包括数据包缓冲区、PHY芯片、媒体访问掌握器(MAC)等)结合到单个CMOS中,呈现出较高的集成度。

可选择集成CPU,交流芯片集成度进一步提高。
数据中央、深度学习网络等场景对芯片集成度提出更高需求,部分厂商将CPU也直接集成在交流芯片上,在不添加外部处理器的情形下实现支持级联模式的单CPU管理交流平台。

风险提示

数字经济培植不及预期。
随着全社会数字化转型及智能化渗透率的提升,数据量快速增长,用户对高带宽、低延迟的数据传输需求日益增长,对交流机的数量和性能提出更高哀求。
若数字经济培植不及预期,可能会使上游硬件设备受到需求侧的压制,作为交流机核心部件之一的交流芯片亦受到影响,市场规模增长和技能升级的驱动力不敷。

海内芯片技能迭代不及预期。
当前国产交流芯片在交流容量、端口速率等性能上仍与外洋有代际差异,海内技能积累不及国外,且干系企业规模相对较小、产品线丰富度较低。
若海内干系企业研发资源不敷,技能迭代速率放缓,交流芯片国产化进程可能不及预期。

中美贸易摩擦加剧风险。
当前国际场合排场存在不愿定性,中美贸易摩擦加剧背景下,若国际制裁、技能出口限定等方法加剧,或给海内前辈制程扩产、芯片设计企业技能打破带来一定难度。

文章来源

本文摘自:2022年9月7日已经发布的《交流芯片:下贱运用驱动规模及性能双升,长期受益国产替代》

李诗雯 SAC 执证编号:S0080521070008 SFC CE Ref:BRG963

郑欣怡 SAC 执证编号:S0080122070103

陈 昊 SAC 执证编号:S0080520120009 SFC CE Ref:BQS925

彭 虎 SAC 执证编号:S0080521020001 SFC CE Ref:BRE806

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