浅析数据中心交换机芯片，中国自主可控国产化交换机已是历史必然

网络芯片与系统是电子信息产业中的核心环节，是新一代信息产业与信息化战争的战略制高点。在该领域，美国长期走在世界的前列，并通过知识产权、法律等途径来控制与限制中国在该领域的发展。虽然当前中国网络通信系统整机能力通过多年的发展已经具备了和国际巨头竞争的能力，涌现了如华为、新华三、中兴、烽火、锐捷等国际性企业，在国内市场也已开始占据主导地位，但是近几年这些企业当前交换机使用的核心芯片仍然依赖国外进口，基本还是采用美国博通的通用交换芯片，核心技术仍受制于人，导致产品没有足够的差异化，路标发展和供货都严重依赖于美国公司。

2014年统计数据显示，思科占据全球交换机市场62%份额，约135亿美元，该金额占思科总销售额的29%（2014年思科全球收入460亿美元）。思科交换机的芯片基本上都采用自研芯片，思科自研芯片达到13.6亿美元规模。除思科外的其他厂商占交换机市场38%，即约84亿美元规模。这84亿美元交换机市场带来约15.48亿美元芯片市场，其中博通占据该芯片市场约75%（11.6亿美元左右）。

在除思科外的全球交换芯片市场中，百兆芯片、千兆芯片、万兆芯片分别是1.65亿美元、10.15亿美元、3.68亿美元。尽管千兆芯片占据主流，但是增长最快的是万兆芯片，万兆芯片蕴含巨大机遇，但是该市场95%以上被博通占据。网络交换芯片处于思科、博通寡头垄断的格局，市场竞争主要在这两家厂商之间。

机遇与挑战并存

目前大数据、云计算和网络功能虚拟化需求催生了软件定义网络（SDN）的实践与成熟。SDN以集中控制、动态优化、业务融合的技术趋势支撑应用需求，是一场前所未有的技术和商业变革。在新时期热门的SDN芯片领域，各芯片厂商几乎站在同一起跑线上。

产业的变革引发了网络应用、网络操作系统、网络硬件及芯片领域新一轮投资热潮，特别是网络芯片领域多年来第一次涌现大量新兴厂商。

博通的商业重心正从“支持思科竞争者”转向“支持思科”。也就是说，博通将优先、大量为思科供货，因此可能会降低给其他网络企业供货速度和服务质量，这就给其他芯片厂商留下市场空档。

与此同时，Avago收购博通，战略从“产品驱动”转向“财务驱动”，其毛利诉求大幅提升，而相应的却大幅调低了研发与市场支持的投入，以换取更高的利润率。这不可避免地造成了其产品布局的缺口，给包括盛科在内的竞争者带来了机遇。

图为：盛科CTC7132交换芯片在海翎光电研制的国产化交换机中的应用

从内因来看，越来越多的国内市场出于国家安全的需要，有着强烈的网络设备国产化需求。只有大力发展核心芯片，我国的通信产业才能掌握主动权，我国的网络信息安全才能得到保障。

预计未来5年自主交换机产品的市场容量平均每年将达到至少80亿元，若自主芯片至少占销售额10%，即市场容量至少为8亿元。但博通在技术、市场方面拥有多年积累，其他芯片厂商挑战博通市场地位，需要跨越巨大“鸿沟”；同时，芯片行业本身具有高技术、高投入、高风险且需长期发展积累的特征，我们看到许多芯片项目由于资金链断裂而夭折于研发过程中。

因此，芯片行业的突破与赶超，并不是想象中那么容易。可喜的是，如今信息行业技术转型和市场环境变化，给挑战者搭建了实现目标的桥梁。数据显示，国家主导行业的交换机市场已达110亿元人民币，对应的芯片市场达11亿元。因此，中国芯片厂商只要抓住“安全可靠”及“SDN”两大市场机会，就有很大机会实现市场“弯道超车”，达到跨越式发展的目标。

交换机-交换芯片

交换机芯片的主要功能

交换芯片为交换机核心芯片之一，决定了交换机的性能。交换机主要功能是提供子网内的高性能和低延时交换，而高性能交换的功能主要由交换芯片完成。同时由于交换机的部署节点多、规模大，需要交换机具备更低的功耗、和更低的成本，对交换芯片功耗和成本提出了更高的要求。

交换芯片分类：

目前交换机芯片主要有商用和自研两种：

自研交换芯片：思科、博通和华为都有自研 400G 交换芯片。

商用交换芯片：

博通：TD 和 Tomahawk3/4，白盒大都选择 TH3/4 推出 400G 交换机；

Barefoot：可编程交换芯片 Tofino，被 Intel 收购；

Innovium：可编程交换芯片 Teralynx，初创公司；

盛科网络：交换芯片 TransWarp 系列，由 CEC 和国家集成电产业基金共同投资。

图为：博通交换芯片与盛科CTC2507在交换机中的应用对比

从交换机厂商市占率以及交换厂商自研交换芯片研发情况来看，市场上交换芯片主要被思科和博通垄断。根据 IHS Market 预测，数据中心以太网交换机市场中，商用芯片出货将在 2023 年达到所有芯片的 62%，高于 2018 年的 56%；与此同时，专有/定制芯片将从 2018 年的 38%下降至 2023 年的 25%左右，可编程芯片将从 2018 年的 6%上升至 2023 年的 13%。

目前主流的交换芯片厂家及芯片介绍

盛科成中国“芯”样板

在中国，盛科的方案正在全面进入一线客户，应用也从传统的网络通信延伸到安全、云计算、流媒体等多个领域。在全球，盛科也通过与本地化合作伙伴的紧密配合，借助SDN、白牌等定制化方案，打造出具有差异化的品牌特色。在以太网交换芯片“一家独大”的全球格局下，盛科正在成为一股不可忽视的挑战力量迅速崛起。打破了国际巨头长期垄断的格局，弥补了我国在该领域的技术空白，为我国构建网络安全提供了坚实的保障。全国产交换芯片的在交换机中的应用，推广三款机型

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