智研研判！2024年以太網(wǎng)交換機行業(yè)現(xiàn)狀及競爭格局分析：市場收入保持增長態(tài)勢，行業(yè)集中度較高[圖]

內(nèi)容概況：以太網(wǎng)交換機為用于網(wǎng)絡信息交換的網(wǎng)絡設備，是實現(xiàn)各種類型網(wǎng)絡終端互聯(lián)互通的關鍵設備。以太網(wǎng)逐漸贏得業(yè)界普遍認同，正成為網(wǎng)絡領域的基礎和壟斷承載技術。隨著以太網(wǎng)的發(fā)展，以太網(wǎng)交換設備也在持續(xù)演進。從市場需求來看，2021-2023年以太網(wǎng)交換機領域顯示出穩(wěn)健的市場需求。2023年全球市場收入增長至442億美元，同比增長20.1%。從應用領域來看，數(shù)據(jù)中心和非數(shù)據(jù)中心都展現(xiàn)出了不同的增長趨勢。2023年數(shù)據(jù)中心市場部分收入同比增長13.6%，占全球總收入的41.5%。非數(shù)據(jù)中心領域2023年全年市場收入同比增長25.2%。從企業(yè)格局來看，頭部企業(yè)占據(jù)較大競爭優(yōu)勢，掌握著大部分市場份額，2023年期間，前五家企業(yè)占據(jù)了全球77.8%的市場，其中思科以43.7%的市場份額占據(jù)絕對主導地位，中國企業(yè)華為、新華三分別占比9.4%、4.2%的市場份額。

關鍵詞：以太網(wǎng)交換機市場現(xiàn)狀、以太網(wǎng)交換機競爭格局、以太網(wǎng)交換機未來趨勢

一、基本情況

以太網(wǎng)交換機為用于網(wǎng)絡信息交換的網(wǎng)絡設備，是實現(xiàn)各種類型網(wǎng)絡終端互聯(lián)互通的關鍵設備。以太網(wǎng)交換設備對外提供高速網(wǎng)絡連接端口，直接與主機或網(wǎng)絡節(jié)點相連，可為接入設備的任意多個網(wǎng)絡節(jié)點提供電信號通路和業(yè)務處理模型。以太網(wǎng)交換設備在邏輯層次上遵從 OSI 模型（開放式通信系統(tǒng)互聯(lián)參考模型），主要工作在物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層和傳輸層。以太網(wǎng)交換設備擁有一條高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣，在同一時刻可進行多個端口對之間的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)報文處理。按網(wǎng)絡構成方式劃分，以太網(wǎng)交換機分為接入層交換機、分布層交換機和核心層交換機。按應用場景分，可分為數(shù)據(jù)中心用交換機、工業(yè)用交換機、運營商用交換機、企業(yè)網(wǎng)用交換機等

以太網(wǎng)逐漸贏得業(yè)界普遍認同，正成為網(wǎng)絡領域的基礎和壟斷承載技術。隨著以太網(wǎng)的發(fā)展，以太網(wǎng)交換設備也在持續(xù)演進。Kalpana公司在1989年發(fā)明了第一臺以太網(wǎng)交換機,EtherSwitch EPS-700,對外提供7個固定端口。在30多年的發(fā)展中，以太網(wǎng)交換機在轉(zhuǎn)發(fā)性能上有了極大提升，端口速率從 10M 發(fā)展到了 800G，單臺設備的交換容量也由數(shù)十Mbps提升到了數(shù)十Tbps。早期的以太網(wǎng)設備如集線器為物理層設備，無法隔絕沖突擴散，限制了網(wǎng)絡性能的提高。以太網(wǎng)交換機作為一種能隔絕沖突的網(wǎng)絡設備，極大地提高了以太網(wǎng)的性能。隨著技術的發(fā)展，如今的以太網(wǎng)交換機早已突破了橋接設備的連接限制，不僅能夠完成二層的轉(zhuǎn)發(fā)功能，還能根據(jù)IP地址進行三層硬件轉(zhuǎn)發(fā)，甚至出現(xiàn)了工作在更高級別的四層以上交換機。

以太網(wǎng)交換設備由以太網(wǎng)交換芯片、CPU、PHY、PCB、接口/端口子系統(tǒng)等組成，其中以太網(wǎng)交換芯片和 CPU 為最核心部件。以太網(wǎng)交換芯片為用于交換處理大量數(shù)據(jù)及報文轉(zhuǎn)發(fā)的專用芯片，是針對網(wǎng)絡應用優(yōu)化的專用集成電路。以太網(wǎng)交換芯片內(nèi)部的邏輯通路由數(shù)百個特性集合組成，在協(xié)同工作的同時保持極高的數(shù)據(jù)處理能力，因此其架構實現(xiàn)具有復雜性；CPU 是用來管理登錄、協(xié)議交互的控制的通用芯片；PHY 用于處理電接口的物理層數(shù)據(jù)。部分以太網(wǎng)交換芯片將 CPU、PHY 集成在以太網(wǎng)交換芯片內(nèi)部。

相關報告：智研咨詢發(fā)布的《中國以太網(wǎng)交換機行業(yè)市場競爭現(xiàn)狀及發(fā)展趨向研判報告》

二、市場現(xiàn)狀

以太網(wǎng)交換機是市場最常見的交換機。2020年新冠肺炎疫情在全球肆虐，多國采取“封城”防控以對抗疫情傳播，這些政策也直接導致了眾多工廠生產(chǎn)、物流運輸?shù)闹袛?，建設項目停滯或延遲，全球產(chǎn)業(yè)鏈遭遇巨大挑戰(zhàn)。下游需求放緩導致全球以太網(wǎng)交換機市場收入出現(xiàn)下滑。隨后隨著市場逐步回暖，以太網(wǎng)交換機領域顯示出穩(wěn)健的市場需求，2023年全球市場收入增長至442億美元，同比增長20.1%。

從地區(qū)角度來看，全球大部分地區(qū)的以太網(wǎng)交換機市場收入都實現(xiàn)了增長。其中美國2023年全年增長28.8%，西歐地區(qū)增長19.3%，中歐和東歐地區(qū)增長20.7%，亞太地區(qū)（不包括日本和中國）增長15.0%。這主要是受到AI訓練需求催化，北美云廠商資本開支在2023年進入上升區(qū)間，加大投入AI基礎設施建設。國內(nèi)市場，中國云廠商一方面受制于高性能GPU禁售令，對于配套的高速率以太網(wǎng)交換機的需求放緩，另一方面，傳統(tǒng)的非AI以太網(wǎng)交換機市場需求較弱，致使2023年全年以太網(wǎng)交換機整體收入出現(xiàn)下滑，同比下降4.0%。但市場正呈現(xiàn)回暖態(tài)勢，2023年第四季度收入同比增長9.1%。

從應用領域來看，數(shù)據(jù)中心和非數(shù)據(jù)中心都展現(xiàn)出了不同的增長趨勢。數(shù)據(jù)中心領域，數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換機可靠性、安全性要求更高，組網(wǎng)方式更簡單，業(yè)務部署更快捷。數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換機以高質(zhì)量的業(yè)務保證和控制識別能力為特征，實現(xiàn)端到端的流控與背壓機制，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠，平抑網(wǎng)絡浪涌。數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換機改變了傳統(tǒng)交換系統(tǒng)的出端口緩存方式，采用分布式緩存架構，緩存相較普通以太網(wǎng)交換機更大，緩存能力可達1G以上。對于每端口在萬兆全線速條件下達到200毫秒的突發(fā)流量緩存能力，數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換機在突發(fā)流量的情況下，大緩存仍能保證網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)零丟包，能夠適應數(shù)據(jù)中心服務器量大、突發(fā)流量大的特點。

近年來，云計算、大數(shù)據(jù)快速發(fā)展，以及AI的火爆，成為持續(xù)推動數(shù)據(jù)中心交換機市場快速發(fā)展的主要因素。2023年期間，數(shù)據(jù)中心市場部分收入同比增長13.6%，占全球總收入的41.5%，預計到2025年數(shù)據(jù)中心交換機占比將接近50%。其中100GbE仍是市場主流交換機型，占據(jù)數(shù)據(jù)中心市場總收入的46.3%，全年增長6.4%。同時得益于超大規(guī)模計算公司和云提供商擴建數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡容量，200/400GbE交換機快速放量，2023年市場收入同比激增68.9%

非數(shù)據(jù)中心領域，主要包括部署在企業(yè)園區(qū)和分支機構的低速交換機。2023年全年該市場收入同比增長25.2%，但四季度由于下游客戶以消化產(chǎn)品庫存為主，新產(chǎn)品訂單放緩，收入同比下降1.9%。其中1GbE交換機以56.5%的市場份額占據(jù)主導地位，全年收入實現(xiàn)大幅增長，同比增長24.2%，10GbE交換機占比20.4%，全年收入增長5.3%。

三、市場格局

以太網(wǎng)交換機的市場參與者不斷增加，行業(yè)集中度較高。1994 年，思科基于上一年并購的 Crescendo 的交換 機技術，推出了思科第一款交換機 Catalyst 1200，這款交換機支持 8 個 10M 以太網(wǎng)接口，另有兩個模塊插槽用于上行鏈路，從此正式開啟了全球龍頭廠商交換機的爭鳴時代。1997年12月，華為推出第一款國產(chǎn)以太網(wǎng)交換機QuidwayS2403；2002年10月，中興通訊推出國內(nèi)第一臺符合802.3ae標準的10G以太網(wǎng)高端路由交換機；2006年3月，銳捷網(wǎng)絡全球首發(fā)面向10萬兆平臺設計的RG-S8600、RG-S9600系列。此階段業(yè)界依舊采用大體積硬件耦合的形式來構成交換機進行信息交換，尚無廠商推出標準清晰且可量產(chǎn)的交換芯片。

2010年博通發(fā)布業(yè)界首款可量產(chǎn)交換芯片后，交換機迅速騰飛。2013年1月，思科通過自研UADP芯片推出Catalyst3850系列交換機，該機型支持CiscoONE可編程網(wǎng)絡模型。美國后起之秀Arista Networks于2014年發(fā)布了業(yè)界第一款提供100GbE以太網(wǎng)上行鏈路端口的高性能架頂式交換機。國內(nèi)廠商同樣發(fā)展迅速，華為、銳捷網(wǎng)絡等廠商不斷推出高性能交換機產(chǎn)品。2019年銳捷網(wǎng)絡率先在業(yè)內(nèi)推出100G數(shù)據(jù)中心核心交換機和25G/100G數(shù)據(jù)中心解決方案，打開數(shù)據(jù)中心市場。2022年4月，新華三發(fā)布了業(yè)界首款400G園區(qū)核心交換機；2023年6月，華為推出800GE數(shù)據(jù)中心核心交換機CloudEngine16800-X系列，主要針對大數(shù)據(jù)、云計算等應用場景；同月，新華三全球首發(fā)新一代數(shù)據(jù)中心交換機新品S9827系列，帶寬達到51.2T。

頭部企業(yè)占據(jù)較大競爭優(yōu)勢，掌握著大部分市場份額，2023年期間，前五家企業(yè)占據(jù)了全球77.8%的市場，其中思科以43.7%的市場份額占據(jù)絕對主導地位，中國企業(yè)華為、新華三分別占比9.4%、4.2%的市場份額。國內(nèi)市場，2023年上半年，華為以35.8%的市場份額，蟬聯(lián)中國以太網(wǎng)交換機市場第一;以37.5%的市場份額,蟬聯(lián)中國數(shù)據(jù)中心交換機市場第一。紫光股份旗下新華三集團則以36.6%的市場份額，斬獲中國園區(qū)交換機市場第一。

四、發(fā)展趨勢

1、以太網(wǎng)交換機向更大帶寬發(fā)展已成為必然趨勢

未來隨著AI技術不斷發(fā)展與應用日益深入，對高性能計算集群需求不斷增長，200/400G交換機會遇到一定性能瓶頸。交換機向更大的帶寬發(fā)展已成為必然趨勢，數(shù)據(jù)中心交換帶寬當前處于每兩年翻一番的速度快速增長，2022年8月，博通發(fā)布Tomahawk5，交換帶寬提升至51.2T，serdes速率達到100Gb/sec，單通道速率最高達到800G。目前，業(yè)內(nèi)已有多個企業(yè)發(fā)布800 Gbps交換機，2023年6月，華為推出面向多元算力的800GE數(shù)據(jù)中心交換機CloudEngine 16800-X。2023年11月，浪潮信息發(fā)布旗艦級51.2T高性能交換機（SC8670EL-128QH）。2024年3月，英偉達推出了適用于InfiniBand 的 Quantum-X800 和適用于標準以太網(wǎng)的 Spectrum-X800 兩大平臺。2024年將是800GbE以太網(wǎng)部署的重要一年，預計到2027年400Gbps/800Gbps的端口數(shù)量滲透率將達到40%以上。

2、CPO、硅光等技術將在高端交換機中使用

CPO、硅光等技術將在高端交換機中使用。共封裝光學（CPO）是業(yè)界公認的未來更高速率光通信的主流產(chǎn)品形態(tài)之一，可顯著降低交換機的功耗和成本。隨著交換機帶寬從最初的640G升級到51.2T，Serdes速率不斷升級疊加數(shù)量的持續(xù)增加，交換機總功耗大幅提升約22倍，而CPO技術能夠有效降低Serdes的功耗，因此在51.2T及以上帶寬交換機時代，CPO有望實現(xiàn)突破。硅光芯片是CPO交換機中光引擎的最佳產(chǎn)品形態(tài)，有望在未來得到廣泛應用。海外博通、英特爾、Meta等廠商在CPO交換機產(chǎn)品均有布局。

3、邊緣計算帶來節(jié)點的增長和新的需求

隨著 5G 時代的到來，為了更好地支撐高密度、大帶寬和低時延業(yè)務場景，集中式的計算處理模式需要逐步轉(zhuǎn)化為靠近用戶、就近提供服務的邊緣計算模式。邊緣計算可以提高數(shù)據(jù)分析速度，減少相關限制，從而實現(xiàn)更快的響應速度。未來，邊緣計算技術將不斷發(fā)展。邊緣計算為系統(tǒng)工程，需要將網(wǎng)絡、存儲、計算和認證推到邊緣端，以降低承載網(wǎng)的傳輸距離，為新型業(yè)務提供實時計算能力。該過程需要進行復雜的數(shù)據(jù)處理、超低延遲和大規(guī)模的機對機數(shù)據(jù)交換，將會生成大量包括以太網(wǎng)交換機的額外硬件基礎設施，需要構建強大的平臺為邊緣提供基礎，實現(xiàn)機器性能優(yōu)化、主動維護和智能運營。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（m.yhcgw.cn）發(fā)布的《中國以太網(wǎng)交換機行業(yè)市場競爭現(xiàn)狀及發(fā)展趨向研判報告》。智研咨詢是中國領先產(chǎn)業(yè)咨詢機構，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。