【摘要】交换芯片作为数据中心的关键组件，通过高效数据处理能力实现快速转发和过滤数据帧，提高网络带宽利用率，成为半导体行业的新增长极。
近年来，以华为为代表的国产厂商逐渐突破技术壁垒与代差，交换芯片国产化有望实现逆势突破。
但同时，全球以太网交换芯片市场仍以Cisco、博通、Marvell等国外企业为主导，交换芯片国产化拓展还面临着技术、客户等多维度挑战。
值得注意的是，互联网厂商暂时还没有明确的国产化要求，大部分仍采购国外产品。由于本身有更高端的使用需求，且不缺资金，互联网玩家往往“只买最好的”。
在已有大环境一视同仁的情况下，未来的格局变化或依赖于谁能率先绑定国内互联网大厂，先一步让产品走进市场检验。
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以下是正文：
根据灼识咨询的预测数据，2025年，全球交换芯片市场规模将达到434亿元；其中，中国交换芯片市场预计将达到225亿元，100G及以上的中国商用以太网交换芯片市场规模将大幅增长。
交换芯片作为AI大爆发时代的关键芯片，凭借高效的数据处理能力，能实现快速转发和过滤数据帧、有效减少网络中的冗余数据、提高网络带宽的利用率，已成为半导体行业的又一全新增长极。
01
数据中心催生新增长极
交换芯片是用于处理大量数据及报文转发的专用芯片，在数据中心里占有重要地位，主要由高速SerDes、表项、逻辑电路与其他关键部件构成。
利用高速SerDes，交换芯片将数字信号转化为电信号，借助MAC进一步将数字信号转换为报文流，通过RAM、SRAM（静态随机存取存储器）与TCAM（三态内容可寻址存储器）进行迅速的查找匹配，并经过逻辑电路进行处理报文从端口进入后的查找、修改和转发等操作。
其中，逻辑通路由数百个特性集合组成，部分交换芯片会将CPU（管理登录、协议交互）、PHY（处理电接口的物理层数据）集成在内部。
在AI、云计算、大数据技术的推动下，传统的数据处理和传输方式已经无法满足日益增长的数据需求，数据中心正在向大规模、高密度的方向发展。这要求交换芯片不仅要有更高的性能，还需要有更强的可扩展性和灵活性，这也意味着芯片设计和制造难度的不断增加。
目前，交换芯片可以分为两大类，即自研型和商用型。
自研芯片由制造商自行设计并专用于其交换机产品，通常不对外销售，主要的生产厂商包括华为、思科和中兴等。而商用型交换芯片则是由芯片制造商生产后，直接面向市场销售给其他厂商，相关厂商包括国际龙头企业博通、Marvell以及国内的盛科通信。
根据灼识咨询数据，2025年国内商用以太网交换芯片市场中，数据中心用、企业网用、运营商用、工业用市场占比分别为70.2%、20.7%、7.8%与1.3%，其中数据中心用市场占比较2020年增长11.7%，占比持续提升。
近几年，在数据中心和网络通信基础设施加快建设推动下，交换芯片价格涨势明显。据公开数据，从今年一季度开始，博通Tomahawk4系列的多款交换芯片价格迅速走高，在其官网和其他交易平台上大多显示无库存，且交货期高达50周，其中BCM56990B0KFLGG 市场报价已达4100美元左右。
作为支持大规模数据传输和处理的关键，数据中心正为国产厂商带来更多新机遇。
02
国际大厂仍然主导市场
全球以太网交换芯片市场中，自用交换芯片市场以Cisco（思科）为主导，商用交换芯片侧Broadcom（博通）与Marvell（迈威）占据绝对地位。
博通于2010年推出业界第一个可量产的以太网交换芯片系列BCM88600,交换容量达到640G，并于22年发布了目前业内最高端的交换芯片Tomahawk 5,是首个量产51.2Tbps交换带宽的芯片，单个端口最高速率达到800G。
英伟达、思科等国外巨头也相继推出以太网交换芯片产品，成为行业的领跑者。如英伟达于22春季发布会推出Spectrum-4交换机，搭载的AI芯片同样为“51.2T+800G”配置，但该芯片并不通过量产对外出售。
23年，Marvell推出Teralynx 10、思科推出Silicon One G200/G202系列网络芯片，均达到目前业内最高性能水准。
相较而言，我国交换芯片厂商发展起步较晚。目前华为、中兴通讯、盛科通信通过攻克技术难点陆续成功研发国产以太网交换芯片。
根据灼识咨询数据，2020年华为与Cisco在中国自研以太网交换芯片市场中份额分别为88.0%与11.0%。其中，华为已发布51.2Tbps以太网交换芯片，成为与博通、Marvell、NVIDIA、思科比肩的企业之一。当前华为交换芯片产品以自用为主。
同时，2020年，Broadcom、Marvell、Realtek在我国商用以太网交换芯片市场和商用万兆及以上交换芯片市场中份额均位列前三，盛科通信成为前五份额中唯一的国产公司。
交换机作为我国企业网、数据中心等各类网络环境中的核心设备，其质量性能及可靠程度直接影响整体网络环境的安全性，因此其核心的交换芯片技术国产化必然成为重中之重。
以太网交换芯片为技术密集型行业，存在技术、客户等多维度的较高壁垒，因此，我国交换芯片国产化仍面临着不小的挑战。
技术层面看，以太网交换芯片技术难点在于高性能交换芯片架构设计、高密度端口设计、针对不同场景流水线设计、配套SDK软件接口等，在此基础上，还需要在产品性能、特性、成本与功耗之间进行平衡，满足大规模验证与量产能力。
客户层面看，产品客户侧应用前需要经历“产品研发-客户验证及导入-匹配软硬件团队”流程。基于此，要成功研发并量产具备竞争力的以太网交换芯片产品至少需要2-3代产品，可能历时5-7年。
相关设备厂商在采购时更关注交换芯片应用性能及与自身产品线、产品战略的契合度，在海外龙头较早切入市场的情况下，客户更换供应商的可能性较低。同时，初创企业的技术迭代更延长了战线，获得大规模采购机会较小。
在极高的技术壁垒与高粘度客户的双重作用下，国产化厂商想从海外大厂的交换芯片市场中分一杯羹并不容易，资金、人员的巨大投入与量产的压力也让国产化替代难上加难。
03
国内外交换芯片玩家盘点
2023年7月，由Linux基金会主办的超以太网联盟（UEC）正式成立，创始成员包括AMD、Arista、博通、思科、Eviden、HPE、Intel、Meta 和微软，这一组织的成立更显示出市场对于HPC和AI分布式计算的高带宽和低延迟的强烈需求。
如博通、Marvel、思科等海外龙头较早开启交换芯片的布局，国产企业如盛科通信相较于行业全球龙头仍有差距，但目前国内外的厂商已然开启了交换芯片布局的热潮，以下是部分国内外代表玩家：
国外交换芯片厂商代表
1）博通
公司已经深耕交换芯片十余年，拥有Tomahawk、Trident、Jericho三大系列交换芯片，分别应用于高、中、低端场景需求，主要发展高端产品线，在高端领域占据较高市场份额。
Tomahawk系列具有带宽较高，适用于超大规模数据中心，Tomahawk 5系列网络芯片是市面上首个可量产的51.2Tbps带宽的交换芯片，主要针对超大规模企业和云构建者商用交换机和路由器芯片市场，可支撑64个 800 G的端口或128个400 G端口。
2）Marvell
公司主打Teralynx、Prestera 两条旗舰产品线，Prestera 面向企业与边缘数据中心市场，Teralynx面向云端数据中心。
2021年，公司收购Innovium补充数据中心产品组合，进一步加强公司在网络交换芯片领域的优势。
2023年，公司推出“业界延迟最低”的可编程交换机芯片Teralynx 10，是一款专为800G时代设计的 51.2Tbps交换机芯片，可应用于数据中心网络中的叶脊交换机，满足高性能计算的需求。
3）英伟达
英伟达同时布局Ethernet和InfiniBand两大技术方案，高端 QM9700系列交换容量达到 51.2T，单端口容量达到 400G。
针对以太网方案，公司于2022年推出Spectrum-X以太网交换平台，核心组成Spectrum-4交换机可为大规模云计算、企业人工智能、模拟仿真提供性能更优化的端到端以太网网络平台，交换机搭载的交换芯片容量51.2Tbps，端口速率800G，基于4nm制程工艺，内部含有超过100亿个晶体管以及简化的收发器设计，功率约为500W。
4）思科
Cisco较早开启交换芯片的自研之路，多次收购半导体相关公司，积累了丰富的人才和技术资源。
2019年末，公司首次推出了Silicon One 芯片架构，应用场景包括模块化系统、中央系统等，并于23年中推出用于AI超级计算机的 SiliconOne G200/G202 系列网络芯片，G200交换容量51.2Tbps，端口达到 800G，采用 5nm 制程工艺，大大增加了使用场景的灵活性。
国内交换芯片厂商代表
1）盛科通信
公司目前主要以太网交换芯片产品覆盖100Gbps-2.4Tbps 交换容量及 100M-400G 的端口速率，在企业网络、运营商网络、数据中心网络和工业网络得到了规模应用。
目前，盛科已推出 TsingMa.MX、GoldenGate等系列，交换容量分别达2.4Tbps、1.2Tbps，且均已导入国内主流网络设备商并实现规模量产。公司面向超大数据中心的高性能交换产品 Arctic系列尚在试生产阶段，最高交换容量达到25.6Tbps。
2）华为
华为推出面向智能时代的数据中心交换机CloudEngine 16800，适用于一体化大数据中心，以及“东数西算”等跨区域算力调度场景。
2023年，CloudEngine 16800 系列进行全新升级，业界首个面向多元算力时代的核心交换机CE16800-X上市，拥有高密400GE与智能调度算法实现算力全面加速，全方位降低CTO。
公司独创iLossless算法，全网流量实时学习训练，实现网络0丢包与E2Eμs级时延，达到最高吞吐量。
3）新华三
公司面向数据中心及大型智慧园区场景推出新一代AI智能交换机H3C S12500G-AF，通过内置的高性能GPU实现浮点运算能力100T+。
同时，公司联合国内顶尖科研机构推出的网络专用AI算法的交换机S125G-AF，可以对网络进行精确流量建模、未知流量分析、安全智能检测；硬件设计上，采用CLOS+正交硬件架构，实现了网络节点和计算节点的速率融合，为网络和AI计算提供了100%无损。
04
尾声：下一步是撬开互联网的大门
随着AI市场的不断发展，交换芯片市场需求旺盛，从国内市场来看，我国服务器侧集采国产化比例不断提升。
值得注意的是，互联网厂商暂时还没有明确的国产化要求，大部分仍采购国外产品。由于本身有更高端的使用需求，且不缺资金，互联网玩家往往“只买最好的”。
但考虑到逐渐加高的贸易壁垒和时刻变动的实体名单，后续由于应对供应链风险的需求，也会率先给国产化厂商一些检验的机会。
从需求端来看，截至目前，我国主要运营商基本都采取国产化交换芯片方案，中国移动、中国联通AI服务器集采中标厂商均为华为昇腾合作伙伴；中国电信服务器（2024-2025）集采项目中AI服务器国产化占比达52.07%。
从供给端来看，华为已成为掌握最新交换芯片技术的厂商之一，或可比肩博通等国外大厂，而以盛科为代表的第三方交换芯片也逐渐将代差缩小至一代的差距，国产交换芯片技术有望实现新突破。
在已有大环境一视同仁的情况下，未来的格局变化或依赖于谁能率先绑定国内互联网大厂，先一步让市场规模化检验产品至关重要。
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