通信行业·交换机专题:数字经济底座核心网元受益AI加速发展_第1页
通信行业·交换机专题:数字经济底座核心网元受益AI加速发展_第2页
通信行业·交换机专题:数字经济底座核心网元受益AI加速发展_第3页
通信行业·交换机专题:数字经济底座核心网元受益AI加速发展_第4页
通信行业·交换机专题:数字经济底座核心网元受益AI加速发展_第5页
已阅读5页,还剩91页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

投资摘要关键结论交换机是新一代基础设施重要网络设备,在网络中负责数据汇聚与转发,主要应用在数据中心、园区、工业等领域,行业正受益政企加速数字产业化转型,互联网大厂加大智算投入、运营商加大算力资本开支。根据我们预测,在AI大模型下A100和H100拉动交换机增量弹性分别为19和10

。2022年我国商用交换机市场规模超510亿元,头部厂商是华为、新华三、锐捷网络。根据IDC数据,2022年交换机全球市场规模超3000亿元(YoY+17

);我国市场规模超510亿元(YoY

+10

)。从竞争格局看,2022年我国交换机厂商市占率前三分别为华为(36

)、新华三(32)、锐捷网络(15)。新华三与华为在数据中心、企业网、运营商市场均有较大优势,且高端产品核心竞争力强;锐捷网络在中小企业客户优势明显,近些年大力发展运营商和中小型企业市场,是较早布局白盒交换机的企业。在AI催化下,短期看英伟达AI方案带动IB交换机需求提升,长期看IB和以太网交换机方案共存。英伟达作为AI领域主流厂商,其推广的IB交换机(子公司Mellanox为IB交换机领先厂商)有望带动IB需求提升;同时,英伟达也推出了以太网交换机方案,思科、博通等近期发布高速率以太网方案应对AI需求,成为IB的另一种网络方案。我国厂商华为、新华三近期也发布了支持800G的数据中心交换机新品,以面对AI智算需求发展。2022年我国工业交换机市场规模超50亿元,头部厂商包括三旺通信、东土科技等。根据我们测算,预计2023年我国工业交换机市场规模达近100亿元,预计2025年市场规模超160亿元。国际厂商仍然占据主要市场份额,国产厂商具备较大国产替代空间。产业链角度看,上游芯片占交换机整体成本近一半,国外头部品牌博通已发布51.2T高端交换芯片,国产自主品牌盛科通信、裕太微加速追赶,国产自主可控逐步成熟。中游在商业模式上主要分品牌交换机和白盒交换机,生产模式主要分自主生产和代工模式,工业交换机设备商盈利能力高于商用交换机设备商。投资建议行业受益数字经济+AI发展,800G新品开启新一轮迭代周期。推荐关注交换机设备商【中兴通讯】、【紫光股份】、【锐捷网络】,代工厂商【菲菱科思】;实体经济有望加大云计算投入,工业交换机厂商国产替代空间大,推荐关注工业交换机设备商【三旺通信】。风险提示:“东数西算”建设进度不及预期;AI应用发展不及预期;上游芯片供应紧缺风险;市场竞争加剧;中美贸易摩擦风险请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容交换机行业概述01交换机市场空间及竞争格局02交换机产业链分析03AI发展对交换机影响探讨04目录投资建议05请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容一、交换机行业概述请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容资料来源:锐捷网络招股说明书,国信证券经济研究所整理资料来源:新华三官网,国信证券经济研究所整理交换机在网络中起转发数据作用交换机是一种用于电(光)信号转发的网络设备,主要作用是转发数据包。交换机在网络中的作用交换机通过在不同设备之间建立一条点对点的连接,从而提供了一种高效的数据交换方式,可以实现数据的快速传输和共享。当交换机接收到一个数据包时,它会读取数据包的目标MAC

地址,然后将数据包转发到目标设备的端口上。交换机广泛应用在数据中心网络、园区网络、工业互联网等各类网络环境。交换机是搭建网络的核心设备之一,能为子网络提供更多的连接端口,以便连接更多的服务器、计算机、移动终端及物联网终端。图1:交换机在网络中的作用 图2:新华三园区交换机产品全家福请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容交换机主要应用在电信网络、园区、数据中心、工厂等交换机作为各种类型网络终端互联互通的关键设备,下游应用场景广泛。根据应用不同场景不同可分为:园区企业交换机作为连接个人、家庭与社会关系的纽带,横跨教育、医疗、金融等多个行业,对核心设备的超宽、融合能力提出更高诉求。数据中心交换机主要用于支持数据中心网络组网,支持较为丰富的数据中心特性。工业交换机针对工业应用需求提供组网设备,要求耐高低温能力强、抗干扰能力更强、更高的可靠性稳定性安全性等,其广泛运用至工业控制、制造业、能源电力、智慧交通等领域。我国交换机2022年市场规模达到510亿元,其中数据中心交换机占比48

,非数据中心交换机占比52。消费级企业级工业级服务商应用场景家庭、个人教育、医疗金融政府煤矿、轨交、智造等电信运营商云厂商市场特点价格相对敏感,定制少注重品牌、产品服务,对价格不敏感注重品牌,

对价格较不敏感,

格局相对稳定定制化需求高,定制化要求高技术要求高集中采购、

高端产品需求高、有一定定制要求、市场规模大市场代表性参与者华为,TP-Link,锐捷网络,新华三锐捷,新华三,思科思科,新华三思科,华为,新华三思科,华为华为、新华三、锐捷网络、中兴通讯新华三,锐捷交换机类型4口交换机为主工业交换机市场空间小一般大设备性能要求低一般企业园区交换机,数据中心交换机大 大高 高较高数据中心交换机较大 较大较高 较高表1:交换机应用场景图3:中国2018-2022年交换机市场规模(单位:亿元)资料来源:IDC,国信证券经济研究所整理;备注:人民币兑美元汇率1:7010020030040050060020182022数据中心交换机园区交换机资料来源:菲菱科思招股书、锐捷网络招股说明书、新华三官网、华为官网、IDC,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容从客户应用看:互联网厂商、金融、电信领域需求较大图4:中国数据中心交换机市场行业变化(单位:百万美元、

)图5:中国园区交换机市场行业变化(单位:百万美元、

)-200-10103020406050708002001003005004006008007009001000互联网金融通信政府制造服务其他20212022增长率-20-10010203040500100200300400500600700800900制造政府教育服务金融医疗其他20212022增长率数据中心资料来源:IDC,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容资料来源:IDC,国信证券经济研究所整理园区金融 数字化转型深入,商用框架持续执行,信创类建设加速运营商

集采规模显著扩大,厂商竞争格局稳定也趋于理性,关注产品稳定性、交付能力和响应速度等指标政府 数字政府信息化改造,超算布局持续落地制造 传统制造、新能源、高端装备制造及电子半导体在加大投资力度政府 财政资金投入偏向防疫卫生,园区建设萎缩教育 贴息贷有带动高校投资的潜力,实际运作中有受到疫情影响服务

商超类面向个人服务行业受疫情和经济形势影响投资下滑较大,信息技术类和综合服务类企业在加大园区建设金融 银行、证券及投资金融机构在有线、无线一体化办公需求下加大园区网络建设表2:各行业近两年网络建设特点场景 应用 网络特点互联网

头部客户投资减少,整体建设逐季度走低数据来源:IDC,国信证券经济研究所整理催化一:数字经济快速发展,政企加大信息化投入机构数据来源:中国政府网、工信部、发改委,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容核心要点2023.02《数字中国建设整体布局规划》中共中央、国务院政务数字化智能化水平明显提升,打通数字基础设施大动脉。加快5G网络与千兆光网协同建设,深入推进IPv6规模部署和应用,系统优化算力基础设施布局,促进东西部算力高效互补和协同联动,引导通用数据中心、超算中心、智能计算中心、边缘数据中心等合理梯次布局。整体提升应用基础设施水平,加强传统基础设施数字化、智能化改造。2022.03《政府工作报告》国务院加强数字中国建设整体布局。建设数字信息基础设施,逐步构建全国一体化大数据中心体系,推进5G规模化应用,促进产业数字化转型,发展智慧城市、数字乡村。加快发展工业互联网,培育壮大集成电路、人工智能等数字产业,提升关键软硬件技术创新和供给能力。2022.02同意启动八大算力枢纽节点建设并规划十大数据中心集群,正式启动东数西算工程2022.01《国家发展改革委等部门关于同意京津冀地区启动建设全国一体化算力网

发改委等络国家枢纽节点的复函》等《“十四五”数字经济发展规划》 国务院布局八大算力枢纽,推进云网协同,统筹算力和智能调度,建设绿色数据中心2021.07《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》工信部计划用三年时间形成与数字经济相适应的新型数据中心发展格局,建设全国一体化算力网络,逐步降低电能利用效率2021.05《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》发改委等建设全国一体化算力网络枢纽节点,加强绿色数据中心建设,推动老旧基础设施转型升级2020.12《关于加快构建全国一体化大数据中发改委等心协同创新体系的指导意见》到2025年,全国范围内数据中心形成布局合理、绿色集约的一体化格局,围绕京津冀等重点区域建设大数据中心枢纽节点,完善配套基础设施,深化大数据应用创新数字经济有望成为我国经济发展的重要引擎,多次被中共中央、国务院、发改委、工信部等重要机构提出。2023年2月,中共中央、国务院印发《数字中国建设整体布局规划》中进一步提到,到2025年,我国要基本形成横向打通、纵向贯通、协调有力的一体化推进格局,数字基础设施高效联通,数据资源规模和质量加快提升,数据要素价值有效释放,政务及企业数字化程度显著提高。到2035年,数字化发展水平进入世界前列,数字中国建设取得重大成就。数字中国建设体系化布局更加科学完备,经济、政治、文化、社会、生态文明建设各领域数字化发展更加协调充分,有力支撑全面建设社会主义现代化国家。表3:政府数字经济政策频出日期

文件名称资料来源:亿欧智库,国信经济研究所整理;备注:调研抽样1203个整体行业样本,846个实体经济样本催化一:数字经济快速发展,政企加大信息化投入目前我国实体经济企业平均上云渗透率约21,其中零售业、制造业达到30平均水平,其余企业尚不足10,数字经济有望全面赋能企业数字化转型,成为企业提升生产效率的重要抓手。根据亿欧智库2021年数据统计,大部分实体经济企业用户选择为云服务投入更多预算。九成以上的实体经济企业选择在云计算方面加大或保持投入力度,其中71的实体经济企业未来将在云计算方面投入更多预算。吉利、浪潮、小鹏等企业分分投入智算中心。图6:2021年实体经济行业上云渗透情况(单位:

) 图7:实体经济企业未来在云计算方面的预算安排及主要用途资料来源:亿欧智库,国信经济研究所整理35%30%25%20%15%10%5%0%零售业制造业

交通运输业

汽车行业

餐饮住宿

建筑&地产

采矿业能源农牧业项目名称资料来源:IDC、国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容项目介绍吉利星睿智算中心2023年1月,吉利汽车集团宣布吉利星睿智算中心正式上线,据悉,吉利长兴数据中心的星睿智算中心位于浙江湖州长兴县,总投资10亿元人民币,占地面积52.12亩,规划机柜5000架。目前,一期已经建成标准5千瓦机柜2520架。目前拥有超算服务器1000多台,云端总算力达81亿次每秒,预计到2025年,算力规模将扩充到120亿亿次每秒,计算能力达到EFLOPS级别。此外,吉利星睿智算中心通信网络传输速度达800GB每秒,存储带宽4.5TB每秒,是业界普遍采用的以太网的400倍。克拉玛依浪潮智算中心项目位于克拉玛依市,投资2亿元。项目于2022年2月揭牌,是浪潮集团投资建设的西北五省区第一个智算中心。表4:部分企业智算中心介绍图8:不同场景下的异构算力需求资料来源:信通院,国信经济研究所整理催化一:数字经济快速发展,政企加大信息化投入长期以来,我国数据中心主要以通用算力为主,超算、智算及边缘数据中心应用和数量还待增长。随着我国AI人工智能应用场景的丰富,智算需求快速增长,根据信通院2022年数据,预期我国智算需求增长速度将达到70。2020年开始,各地方政府开启智算中心的建设热潮。据国家信息中心与相关部门联合发布的《智能计算中心创新发展指南》显示,目前全国有超过30个城市正在建设或提出建设智算中心。政府主导了包括北京、天津、河北、南京、全国一体化算力网络国家枢纽节点、中国智算中心等项目。北京数字经济算力中心 2022年4月,朝阳区北京数字经济算力中心落户朝阳区,该项目将建设1000PFlops以上的人工智能算力平台,采用自主创新CPU为底座,以头部AI企业自主创新的人工智能(规划阶段) 芯片为基础,部署人工智能开发框架,提供城市发展所需算力,打造全球数字经济标杆城市基础底座。天津人工智能计算中心2022年12月30日,天津人工智能计算中心项目一期工程顺利完工,算力设备“Atlas”于31日上线试运行。

该项目位于天津市河北区,总建筑面积1.57万平方米,总投资约12.7亿元人民币,可提供300P人工智能算力系统,1P人工智能算力相当于每秒1000万亿次浮点运算能力。

中心机房建设采用预制模块化方案,通过人工智能训练算力,高效服务人工智能模型训练场景。南京智能计算中心2021年7月,南京智能计算中心在南京市麒麟科技创新园落成并投入运营。该中心采用业界领先的人工智能芯片和算力机组构建,第一期设备已经全部完成上架调试验收。目前已运营系统的AI计算能力达每秒80亿亿次,已与近10家科研院所、人工智能生态企业签署了云平台服务协议,行业涵盖金融、制造及医疗领域,储备算力使用率超过20,已初步形成生态聚集效应。资料来源:IDC、国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容全国一体化算力网络国家枢纽节点2022年8月5日,全国一体化算力网络国家枢纽节点(甘肃

庆阳)智算中心项目开工,2023年1月12日,该项目实现主体结构封顶,该项目是“东数西算”工程的重要组成部分,总投资1.97亿元,计划2023年8月建成投用。项目建成后,将有力提升数据中心承载能力,为打造国家级绿色数据中心集群提供重要支撑。杭州人工智能计算中心 2022年5月20日,浙江省首个人工智能基础设施,基于自主创新的昇腾AI基础软硬件平台建设的杭州人工智能计算中心正式上线。该项目落地于海创基地南楼,一期机房占地2000平方米,建设规模为40P

FLOPS算力。表5:部分政府主导智算中心介绍项目名称 项目介绍简介请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容2022年4月腾讯“混元大模型”该模型包含但不限于:计算机视觉、自然语言处理、多模态内容理解、文案生成、文生视频等多个方向的超大规模AI智能模型。“混元“AI大模型已被广泛应用到广告创作、广告检索、广告推荐等腾讯业务场景中。2023年3月27日百度“文心一言”文心一言是知识增强的大语言模型,基于飞浆深度学习平台和文心知识增强大模型,持续从海量数据和大规模知识中融合学习具备知识增强、检索增强和对话增强的技术特色,能够与人对话互动,回答问题,协助创作,高效便捷地帮助人们获取信息、知识和灵感。2023年4月8日

华为“盘古大模型”盘古系列超大规模预训练模型,包括30亿参数的全球最大视觉(CV)预训练模型,以及与循环智能、鹏城实验室联合开发的千亿参数、40TB训练数据的全球最大中文语言(NLP)预训练模型。2023年4月10日商汤科技“日日新SenseNova”包括1800亿参数中文语言大楼型应用平台“商量SenseChat、文生图生成模型“秒画”、3D内容生成平台“宇”(场景生成》、“格物”(物体生成)。2023年4月11日

阿里巴巴“通义千问”阿里巴巴所有产品未来将接入“通义千问”大模型,目前,钉钉、天猫精灵等产品已接入通义千问测试,将在评估认证后正式发布新功能。2023年4月13日知乎“知海图AI”在热榜上抽取、聚合知乎用户回答的41条内容,“知海图AI”的表现基本接近ChatGPT-4催化二:AI趋势下互联网大厂加大智算中心部署在ChatGPT的带动下,各大互联网厂商掀起研究大型语言模型的热潮。百度、华为、商汤、阿里等公司近期密集发布大模型,预计互联网大模型成熟后会逐步加大算力相关资本开支投入。2023年6月9日 新华三“百业灵犀LinSeer” 私域行业大模型百业灵犀LinSeer,聚焦区域专属、数据专有、行业专注与价值专享的独特性。精耕务实,为时代赋智慧资料来源:各公司官网、国信证券经济研究所整理表7:各大互联网厂商大模型介绍发布时间 厂商及模型图10:阿里云张北超级智算中心资料来源:IDC圈,国信证券经济研究所整理图9:商汤科技人工智能计算中心资料来源:商汤官网,国信证券经济研究所整理催化二:AI趋势下互联网大厂加大智算中心部署阿里云张北超级智算中心2022年8月30日,位于张家口张北县的阿里云张北超级智算中心正式启动。其总建设规模为12000PFLOPS(每秒1200亿亿次浮点运算)AI算力,是目前全球最大的智算中心,可为AI大模型训练、自动驾驶、空间地理等人工智能探索应用提供强大的智能算力服务。阿里云乌兰察布智算中心阿里云乌兰察布智算中心项目位于内蒙古乌兰察布市,建设规模为3000PFLOPS的AI算力,可将自动驾驶模型训练提速近170倍。该项目结合乌兰察布当地的气候优势,采用风冷、AI调温、模块化设计等绿色技术,可实现全年超过80时间全新风运行,年平均PUE小于1.2。商汤科技人工智能计算中心商汤科技智能计算中心项目位于上海市临港区,是华东地区首个落地运营的超大型人工智能计算中心,2022年1月24日,项目启动运营,总建筑面积13万平方米,一期建设5000个机柜,峰值训练算力3740PFLOPS,存储160PB。百度智能云-昆仑芯(盐城)智算中心项目2022年9月,百度智能云-昆仑芯(盐城)智算中心位于江苏省盐城市,该计算中心算力规模达到200PFLOPS,该项目是百度智能云业务基于百度人工智能计算架构、昆仑芯通用AI计算处理器、百度百舸·AI异构计算,打造出的可以服务包括全链路自动驾驶研发在内的人工智能技术研发平台。腾讯长三角(上海)人工智能先进计算中心腾讯长三角人工智能先进计算中心项目位于松江经开区西部园区,预计2023年9月投入使用。园区占地236亩,总建筑面积50万平方米,先进计算中心建成后服务器数量将达到80万台。资料来源:IDC、国信证券经济研究所整理表6:各大互联网厂商智算中心介绍项目名称 项目介绍图11:腾讯长三角(上海)人工智能先进计算中心资料来源:IDC圈,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容互联网大厂资本开支有望触底回升国内互联网厂商资本有所回落,在应用需求爆发时或加大投入。根据BAT三大云厂商数据,2023年一季度BAT资本开支合计82.2亿元(同比-55

,环比-39)。此外,2023年一季度,海外三大云厂商及Meta资本开支合计339.5亿美元(同比-4,环比-13

)。互联网厂商资本开支正触达近三年底部,在AI应用爆发后有望触底回升。图12:BAT资本开支(单位:百万元)图13:BAT资本开支总和及增速(单位:百万元、

)阿里巴巴 腾讯 百度 合计18000 3000016000250001400012000 20000100001500080006000 100004000500020000 02019Q4 2020Q2 2020Q4 2021Q2 2021Q4 2022Q2 2022Q4合计 同比增长 环比增长30,000 140%120%25,000 100%80%20,000 60%40%15,00020%10,000 0%-20%5,000 -40%-60%0 -80%资料来源:各公司官网,国信经济研究所整理资料来源:各公司官网,国信经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容催化三:运营商加大云网投资,交换机采购需求倍增算力需求爆发背景下,运营商成为投资重要力量,2023年三大运营商云网投资大幅提升。以移动为例,中国移动算力网络建设方面不断优化数据中心集约化梯次布局,数据中心交换机采购量大幅增加,近期中国移动发布2023-2024年(一年期)针对数据中心交换机新建部分集采规模为30660台,去年同期集采16420台。开支比例资本开支18329907692023E 算力开支452195149算力占总资本开支比例24.719.719.4资本开支-1.17.03.62022-2023增速算力开支34.939.320.2中国移动

中国电信

中国联通2022资本开支1852925742算力开支335140124算力占总资本18.115.116.7分类产品名称2022-2023 2023-2024需求数量(台)

需求数量(台)数据中心交换机(通用场景)数据中心交换机(接入交换机)1212513100数据中心交换机(出口交换机)16531230数据中心交换机(特定场景)数据中心交换机(接入交换机)137514100数据中心交换机(出口交换机)2671230盒式出口交换机数据中心交换机(盒式出口交换机)10001000总计1642030660表8:三大运营商资本开支、算力开支情况(单位:亿元,

)表9:中国移动2022-2024数据中心交换机采购量情况资料来源:中国移动、中国电信、中国联通官网,国信证券经济研究所整理资料来源:中国移动采购与招标,国信证券经济研究所整理图14:中国移动推进算力网络建设资料来源:中国移动官网,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容技术趋势一:无损数据中心解决方案驱动高速率交换机发展图15:英伟达

infiniband资料来源:通信世界网,国信证券经济研究所整理RDMA(Remote

Direct

Memory

Access)技术为了解决网络传输中服务器端数据处理的延迟而产生的技术。传统TCP/IP协议栈处理时延大,服务器CPU负载居高不下,RDMA可以将用户应用数据直接传入服务器存储区,解决时延问题。RDMA网络目前应用比较广泛的是InfiniBand(英伟达数据中心网络架构核心技术)和RoCE

(RDMA

over

Converged

Ethernet)。华为、新华三、锐捷网络等头部厂商基于RDMA技术发布无损数据中心解决方案。新华三发布SeerFabric智能无损数据中心解决方案,基于云边AI协同架构,借助AI智能学习为不同业务场景构建智能无损控制模型,可提供大带宽、低时延、零丢包的精确转发和可确定性网络体验。华为AI

Fabric基于开放以太网,通过独特的AI芯片和算法,使以太网络同时满足低成本,0丢包和低时延要求。核心交换机CloudEngine16800内嵌AI芯片,提供8TFlops的计算能力。图16:华为AI

Fabric无损数据中心网络解决方案资料来源:华为官网,国信证券经济研究所整理InfiniBand架构RoCE架构请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容资料来源:英伟达官网,国信证券经济研究所整理高速率交换机持续迭代

英伟达英伟达不断迭代IB交换机以及NVLink技术,以支持更高的网络传输速率。H100

GPU使用第四代NVLink技术,每一个lane具有112Gbps带宽,比PCIe

Gen5一个lane带宽高出3倍,H100

GPU使用Quantum

QM9700

InfiniBand交换机,该交换机支持速率400G英伟达同时更新Spectrum系列(支持以太网协议),以支持横向扩展的AI服务。英伟达CEO在宣布GH200的同时还发布了Nvidia

Spectrum-X(一种新型以太网交换机),是世界上第一个专门为AI网络建立的51Tb/sec以太网交换机。图17:英伟达NVLink发展资料来源:英伟达官网,国信证券经济研究所整理型号 光模块端口 800G端口400G端口200G端口100G端口50G端口40G 25/10 最大吞吐端口 /1G 量 单位传输包端口SN2700 32x

QSFP28100GbE326432 64 3.2Tb/s 4.76BppsSN3700 32x

QSFP56326412832 128 6.4Tb/s 8.4BppsSN4700 64x

QSFP56200GbE -326412812864 128 12.8Tb/s 8.4Bpps200GbESN560064x

OSFP800GbE+

1SFP2825GbE64128256256256128256+151.2Tb/s33.3Bpps表12:英伟达Spectrum

X系列以太网交换机资料来源:英伟达,国信证券经济研究所整理图18:英伟达Spectrum-X

网络架构请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容产品系列 产品形态 产品型号交换容量(Tbps)包转发率(Mpps)端口描述设备虚拟化可编程特性VLANIP路由CloudEngine16800系列CloudEngine168161290/3870460800支持576个400GE、2304个100GE、2304个40GE或2304个10GE全线速接口支持VS(VirtualSystem)一虚多技术,最多能虚拟成16台逻辑交换机支持CSS(ClusterSwitch

System)多虚一技术,实现单一界面管理多台设备支持OpenFlow协议支持OPS编程支持Ansible自动化配置,Module开源发布支持Access、Trunk、Hybrid方式支持default

VLAN支持QinQ支持RIP、OSPF、ISIS、BGP等IPv4动态路由协议支持RIPng、OSPFv3、ISISv6、BGP4+等IPv6动态路由协议支持IP分片重组CloudEngine16808645/1935230400CloudEngine16804387/1161115200CloudEngine9800系列CloudEngine9860-4C-EI-A-4C-EI25.680004个插槽,128个100GEQSFP28或32个400GEQSFP-DD支持M-LAG支持DCBX、PFC支持RDMA和RoCE(RoCE

v1和RoCE

v2)支持Access、Trunk、Hybrid方式支持default

VLAN支持GVRP支持RIP、OSPF、ISIS、BGP等IPv4动态路由协议;支持RIPng、OSPFv3、ISISv6、BGP4+等IPv6动态路由协议CloudEngine8800系列CloudEngine8850E

-32CQ-EI10GE

SFP+••支持iStack堆叠支持M-LAGCloudEngine8850-64CQ-EI12.8/204.8448264个100GEQSFP28CloudEngine8850-HAM19.2720032个40/100GE、CloudEngine8851-32CQ8DQ-P192./307.27200/11520032个200GE、8个400GEQSFP-DD接口•支持M-LAG6.4/102.4200332个100GEQSFP28,1个支持OPS编程支持Ansible自动化配置,Module开源发布支持Access、Trunk、Hybrid方式支持default

VLAN;支持QinQ;支持MUX

VLAN;支持GVRP支持RIP、OSPF、ISIS、BGP等IPv4动态路由协议支持RIPng、OSPFv3、ISISv6、BGP4+等IPv6动态路由协议支持Access、Trunk、Hybrid方式支持default

VLAN支持RIP、OSPF、ISIS、BGP等IPv4动态路由协议支持RIPng、OSPFv3、ISISv6、BGP4+等IPv6动态路由协议支持策略路由表13:华为高速率数据中心交换机CloudEngine16800系列与9800、8800系列对比资料来源:华为官网,国信证券经济研究所整理高速率交换机持续迭代

华为华为不断迭代CloudEngine系列数据中心交换机助力客户加速智能化转型。华为于今年4

月发布了首款800GE数据中心核心交换机——CloudEngine

16800-X系列。

loudEngine

16800-X

系列实现了超融合承载,总运营成本降低

36

;超加速网络,全场景应用性能提升

20

;超强悍性能,800GEready

面向未来十年平滑升级。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容高速率交换机持续迭代

新华三新华三在6月9日领航者大会上推出新产品是智算网络“利器”——全球首发51.2T

800G硅光数据中心交换机。在AIGC时代的大规模集群运算背景下,需要万台服务器之间的海量数据交换、亿万计算并行,

如何最大限度降低时延和能耗满足神经网络的高速思考需求,考验着网络链接的能力和智慧。新华三新一代800G

CPO硅光数据中心交换机,采用无阻塞网络架构:一是具备“高吞吐”性能,可满足单个AIGC集群3.2万GPU的容量,是400G交换机的8倍。原来训练一个大模型需要800台交换机,现在仅需100台。二是单端口的传输时延再降低20

,AIGC集群中GPU的数据交互能力提升25

。三是将数据信号从传统的PCB互联,跨越到全光互联,极大降低了功耗,单集群可降低30

的TCO支出。图19:新华三51.2T

800G

CPO硅光数据中心交换机资料来源:新华三官网,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容技术趋势二:白盒技术推动行业充分竞争,良性发展图20:白盒交换机发展历程资料来源:未来网络白皮书,国信证券经济研究所整理白盒交换机采用开放的设备架构和软硬解耦的思想,提升了设备可编程性、灵活性,可以有效支撑未来新型业务对网络可定制、高性能、可编程、确定性的需求,在网络战略发展中具有重要地位。良性发展:白盒交换机在过去三十年间得到了快速发展。1994年,Linux

1.0

版本正式发布,2年后2.0版本正式更新,提供了网络协议/功能控制的开源框架;2010年日本电器(NEC)和惠普(HP)推出基于OVS(OpenVSwitch)的开放软件交换机;2015

年,OCP成功推出第一款白盒交换机;2016年至今,白盒设备、软件操作系统、网络自动化等技术已得到蓬勃的发展。架构:白盒交换机分硬件和软件两个部分,硬件一般包括交换芯片、CPU芯片、网卡、存储以及外围硬件设备等;软件主要是指网络操作系统(NOS)及其搭载的网络应用,NOS一般通过基础软件平台的引导完成安装,芯片接口层则将交换芯片的硬件功能封装为统一的接口,解耦上层应用与底层硬件。具体而言,上层应用通过调用芯片接口定制底层转发逻辑,提供网络的可编程功能。优点:交换机白盒化已得到上下游企业的一致认同,可联动白盒开源生态和产业生态的发展白盒交换机采用开放的设备架构和软硬解耦思想,降低购置开发成本白盒交换机支持硬件数据面可编程和软件容器化部署图21:白盒交换机架构资料来源:未来网络白皮书,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容白盒交换机成本低定制能力强,白盒厂商市场表现好资料来源:Omidia,国信证券经济研究所整理图24:1Q19-4Q22年国内以太网交换机市场格局(单位:

)资料来源:IDC,国信证券经济研究所整理2010030706050408090100华为 新华三 思科 中兴通讯 锐捷网络 其他白盒交换机品牌交换机定义商用硬件和预装的NOS专有的硬件和NOS硬件成本低高硬件组件类型包括ASIC的现货组件专有硬件网络操作系统供应商自己的NOS或者第三方已下载的NOS供应商自己的NOS典型产品Arista

7250X(Broadcom)Nexus7000Dell

S6000(Broadcom)HP

3500/5400/8200(HP

PRoVison)HP

5930(Broadcom)Juniper

9200(Trio)表12:白盒交换机与品牌交换机的区别数据来源:Forrester

Reserach,国信证券经济研究所整理在全球经济增长放缓及AIGC算力成本高昂的背景下,白盒交换机成本低、开放性高、操作难度小的优势将会更加突出。传统交换机的软硬件开发均由设备厂商提供,系统完全封闭,满足新功能快速开发部署需求慢,采购成本久高不下。在白盒交换机架构下增加芯片接口层,将交换芯片的硬件功能封装为统一的接口,采用开放的设备架构和软硬解耦思想,降低购置开发成本。根据Omdia

7月的数据,2022年数据中心以太网交换机中思科市场份额为37,Arista18,华为8,H3C7

,白盒供应商14

,Other16。对比2021年数据,白盒市场份额增长了4pct。锐捷网络等相关厂商重视研发白盒交换机,有望在国内及国际交换机市场上占据更多份额。公司凭借白盒交换机的优势,在国内数据中心交换机中的市场份额迅速提升,由19Q1的4.3

提升至22Q4的15.1

。图22:数据中心交换机市占率21H1 图23:数据中心交换机市占率22H1资料来源:Omidia,国信证券经济研究所整理Cisco40Arista17Huawei11White

BoxVendors10H3C6Juniper43Dell

HPE2Other7CiscoAristaHuaweiWhiteBoxVendorsH3CJuniperDellHPE

OtherCisco37Arista18White

BoxVendors14Huawei8H3C7Other16Cisco

Arista

WhiteBox

Vendors

Huawei

H3C

Other请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容技术趋势三:头部交换机企业积极部署大模型,由硬件向软件发展华为在2021年4月就推出了华为云盘古大模型,该模型是业界首个千亿级生成与理解中文NLP大模型,也是业界最大的CV大模型。新华三于今年6月发布针对行业市场的私域大模型——百业灵犀LinSeer。该大模型主要服务垂直行业、专属地域的客户。主要特点是,可以提供安全、订制、独享、生长的智能化服务,能够满足客户行业专注、区域专属、数据专有、价值专享的需求图25:华为云盘古大模型资料来源:华为,国信证券经济研究所整理图26:新华三私域行业大模型百业灵犀LinSeer请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容资料来源:新华三,国信证券经济研究所整理图29:交换机液冷结构进化资料来源:云知声网络,国信证券经济研究所整理图27:数据中心能耗组成资料来源:云知声网络,国信证券经济研究所整理图28:数据中心IT设备主要散热方式资料来源:云知声网络,国信证券经济研究所整理技术趋势四:液冷交换机助数据中心实现低能耗数据中心能耗占比中,散热系统能耗平均高达33

,因为传统数据中心采用的风冷散热系统是以比热容很低的空气作为载冷媒介。当前液冷技术主要分为单相液冷和两相液冷,单相液冷复杂度更低更易实现,单相液冷分为冷板式液冷和浸没式液冷,沉浸式液冷方案更胜一筹。锐捷采用了冷板式液冷散热器,对MAC芯片和周围的光模块进行一体化覆盖,通过冷却液在板内流道的流动带走热量。server,storage54cooling33tralnisgfhotrimnegrUPS 1111请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容技术趋势五:CPO技术减少高速电通损耗,或成高速交换机核心技术共封装光学(Co-packaged Optics,缩写为CPO)是一种新型的光学封装技术,旨在将光学元件直接封装在芯片内部,可以通过更短的光学路径和更紧密的光学耦合实现更高效的光通信,同时也可以减少光学连接和对准的复杂性,从而实现更高密度的光电集成和更高性能的光通信系统。、全球多家不同背景的大厂商已开始布局该领域研发。目前AWS、微软、思科、博通英伟达均在布局CPO技术和产品。比如:

设备商思科和Juniper未来都将推出51.2T/s的CPO交换机;博通发布了基于光电共封装(Co-Packaged

Optics,CPO)技术的下一代交换机ASIC芯片的发展路线图。国内厂商锐捷网络正式推出首款应用CPO技术兼容液冷散热模式的技术中心交换机。图32:光电共封装技术(CPO)路线图资料来源:《Co-packageddatacenteropticsOpportunitiesandchallenges》IETOptoelectronics,

Volume:

15,

Issue:2,Pages:

77-91,

First

published:

22March

2021,国信图30:博通CPO技术发展路线资料来源:光通信观察,LightCounting,国信证券经济研究所整理图31:锐捷

CPO

光电共封装数据中心交换机资料来源:锐捷网络官网,国信证券经济研究所整理证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图34:TSN+OPCUA统一通信协议资料来源:贝加莱、国信证券经济研究所整理技术趋势六:TSN成为构建工业IT网络与OT网络间的重要桥梁TSN是解决大带宽的新技术,同时TSN+OPC

UA将解决协议碎片化问题,有望加速应用:TSN可以为网络连接提供准确的时间同步和时间关键数据及时性的保证。作为下一代工业以太网技术,保证了来自不同供应商的设备之间的网络级兼容性。在网络系统级,TSN通过标准配置分发给设备的网络调度接口,支持确定性通信。消息的定时释放确保了网络中的延迟可以被确定性地预测和管理。TSN与OPC

UA的融合有助于解决工业通信协议碎片化的问题。TSN技术基于以太网提供了一套数据链路层的协议标准,解决了网络通讯中数据传输及获取的可靠性和确定性的问题;OPC

UA则提供一套通用的数据解析机制,解决系统互操作的复杂性问题。因此TSN

能把PROFINET等实时以太网现场总线和OPC

UA共享到同一个通信设施上,有助于解决工业通信协议碎片化的问题。图33:TSN技术数据流示意资料来源:Intel、国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容技术趋势七:以太网芯片国际厂商主导,国产自主逐步完善图35:中国商用以太网芯片市场竞争格局博通61.70美满20.00瑞昱16.10博盛通科通美信满1.60瑞其昱他0.60盛科通信 其他全球市场中国市场企业名称国家/地区市场份额企业名称国家/地区市场份额博通美国28.00瑞昱中国台湾28.60美满电子美国22.30博通美国23.40瑞昱中国台湾19.00美满电子美国17.70德州仪器美国13.50德州仪器美国10.80高通美国8.20高通美国6.70微芯美国5.80德芯美国5.10其他3.20其他7.70以太网物理层芯片竞争格局高度集中,国内自主逐步完善,提升空间大。根据中国汽车技术研究中心有限公司的数据统计,在全球以太网物理芯片市场竞争中,博通、美满电子、瑞昱、德州仪器、高通和微芯稳居前列,前五大以太网物理层芯片供应商市场份额占比高达91

。在中国市场,以太网物理层芯片市场基本被境外国际巨头所主导。云计算的快速渗透、AI和机器学习的兴起、5G商用、WiFi6等通信技术的升级和企业信息化建设深入将快速推动中国以太网交换芯片市场增长,中国商用以太网交换芯片总体市场规模2016年为54.1亿元,2021年达到122.2亿元。表13:2020年全球及中国以太网物理层芯片市场竞争格局数据来源:裕太微招股书,国信证券经济研究所整理2016 2017 2018资料来源:信通院,国信证券经济研究所整理201920202021资料来源:信通院,国信证券经济研究所整理图36:中国商用以太网芯片销售规模(亿元)商用以太网交换芯片销售规模(亿元)140120100806040200请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容技术趋势七:以太网芯片国际厂商主导,国产自主逐步完善图37:裕太微主要产品资料来源:公司官网,国信证券经济研究所整理图38:盛科通信以太网交换芯片部分产品资料来源:公司官网,国信证券经济研究所整理国内以太网芯片企业逐步完善,发展潜力大:物理层典型国产企业裕太微:成立于2017年,是具备关键技术攻关能力,拥有完全自主知识产权的以太网物理层芯片供应商。公司目前的产品主要为百兆、千兆的单口及多口以太网物理层芯片,可满足信息通讯、汽车电子、消费电子、监控设备、工业控制等多个领域的需求。未来,公司一方面将推出更高速率的物理层芯片产品,其中2.5G物理层产品已量产流片、车载千兆以太网物理层芯片已工程流片,另一方面,在物理层芯片产品的基础上,公司逐步向上层网络处理产品拓展,布局以太网交换芯片、网卡芯片、车载网关等产品线。交换层层典型国产企业盛科通信:公司主营业务为以太网交换芯片及配套产品的研发、设计和销售,公司现已形成丰富的以太网交换芯片产品序列,覆盖从接入层到核心层的以太网交换产品,比如:公司TsingMa.MX系列交换容量达到2.4Tbps,支持400G端口速率,支持5G承载特性和数据中心特性;GoldenGate系列芯片交换容量达到1.2Tbps,支持100G端口速率,支持可视化和无损网络特性;公司在研Arctic系列面向超大规模数据中心,支持最大端口速率800G,搭载增强安全互联、增强可视化和可编程等先进特性。TsingMa.MX系列主要型号:CTC8180交换容量:2.4Tbps最大端口速率:400G请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容TsingMa系列主要型号:CTC8096交换容量:1.2Tbps最大端口速率:100GTsingMa系列主要型号:CTC7132交换容量:440Gbps最大端口速率:100G二、交换机市场空间及竞争格局请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容交换机市场规模持续扩大,22年我国交换机市场规模超500亿元数字经济蓬勃发展,随着AIGC不断发展、云计算产业的发展及渗透率的持续提升,对通信设备需求持续增长,预计交换机规模持续扩大。从市场规模来看:据IDC统计,2022年全球交换机行业市场规模达到3082.3亿元,同比增长17.0

,且预计未来5年的增速稳定在4

左右,预计2027年规模将达到3768.0亿元。据IDC统计,2022年中国交换机行业市场规模达到510.8亿元(其中头部企业华为、新华三、锐捷网络收入分别超过180、160、70亿元),同比增长9.5

,且预计未来5年增速高于全球增速,稳定在7-9

,预计2027年规模将达到749.3亿元。图39:2018-2027年全球交换机行业市场规模及增速(单位:亿元,

)资料来源:IDC,国信证券经济研究所整理;备注:人民币兑美元汇率1:7图40:2018-2027年中国交换机行业市场规模及增速(单位:亿元,

)资料来源:IDC,国信证券经济研究所整理;备注:人民币兑美元汇率1:7-50510152005001000150020002500300035004000201820192020202120222023E202

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论