AI算力系列之交换机：算力网络稳定“核心”，助力AI高效发展

1证券研究报告作者：行业评级：上次评级：行业报告|请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明强于大市强于大市维持2025年06月25日（评级）分析师 王奕红 SAC执业证书编号：S1110517090004分析师 张建宇 SAC执业证书编号：S1110525040002分析师 唐海清 SAC执业证书编号：S1110517030002分析师 康志毅 SAC执业证书编号：S1110522120002AI算力系列之交换机：算力网络稳定“核心”，助力AI高效发展行业深度研究交换机是实现网络互联的关键设备，数据中心建设推动交换机需求增长。以太网交换机是用于网络信息交换的网络设备，并遵从OSI模型，主要工作在物理层、数据链路层、网络层和传输层。国内外数据中心市场规模持续增长，数据中心交换速率不断提升，带动网络设备升级更新。此外，白盒技术推动交换机软硬件解耦，降低购置和运维成本；CPO交换机市场前景广阔，国内外大厂争相布局。交换机市场集中度较高，交换机代工市场较为分散。2024年，全球市场交换机前五厂商为思科、Arista、华为、 HPE、新华三，前五厂商的市场份额为69.60%，市场集中度较高，思科以35.9%的市场份额位列全球第一；中国交换机前五厂商的市场份额为89.7%，华为以32.4%的市场份额位列国内第一。交换机代工模式分为OEM和ODM，ODM合作模式对制造服务商的综合实力要求高，业务合作关系也更加紧密。交换机代工向中国大陆转移。交换芯片为交换机的核心部件，PHY芯片是交换机重要的组成部分。全球以太网交换芯片市场规模持续增长，未来主要规模增量将来自商用厂商；数据中心将成为未来中国商用以太网交换芯片市场增长的主要推动力。交换芯片行业壁垒较高，海外巨头垄断交换芯片市场，国产替代空间较大，国产芯片与海外相比存在代际差异。PHY芯片是以以太网有线传输为主要功能的通信芯片，用以实现不同设备之间的连接。以太网物理层芯片领域集中度较高，欧美和中国台湾厂商拥有较大的领先优势。网络可用性决定GPU集群算力的稳定性，AI推动数据中心交换机向更高速率发展。AI大模型参数量呈指数级增加，算力需求规模持续提升，但大集群不等于大算力。为了缩短训练时间，大模型训练通常采用分布式训练技术，RDMA技术绕过操作系统内核，降低卡间通信时延，主要采用IB和RoCEv2方案。IB方案时延较低，但成本略高，供应商主要以英伟达为主。根据Dell‘Oro Group 预测，预计到2027年，以太网将超越InfiniBand。此外，AI推动数据中心交换机的升级和扩容，且800G端口占比逐步提升。建议关注：盛科通信、裕太微、锐捷网络、紫光股份（与计算机组联合覆盖）、中兴通讯、菲菱科思、共进股份。风险提示：AI应用发展不及预期的风险；中美贸易摩擦升级的风险；市场竞争加剧的风险；新技术和新产品研发失败的风险。摘要2请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明3请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明目录1.交换机行业概况及技术趋势2.交换机产业链分析3.AI发展带动交换机升级4.建议关注的上市公司4请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明交换机行业概况及技术趋势15请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明资料来源：盛科通信招股说明书，灼识咨询，天风证券研究所1.1. 交换机是实现网络互联的关键设备交换机是搭建网络的核心设备之一，主要功能为扩大网络覆盖范围，能为子网络提供更多的连接端口。◆对外提供网络端口：以太网交换设备对外提供高速网络连接端口，直接与主机或网络节点相连，可为接入设备的任意多个网络节点提供电信号通路和业务处理模型，其拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵，可进行多个端口之间的数据传输和数据报文处理。◆遵从OSI模型：以太网交换设备在逻辑层次上遵从OSI模型，主要工作在物理层、数据链路层、网络层和传输层。◆交换设备同步演进：从 1989 年第一台以太网交换设备面世至今，经过 30 多年的快速发展，以太网交换设备在转发性能上有了极大提升，端口速率从 10M 发展到了 800G，单台设备的交换容量也由数十 Mbps提升到了数十 Tbps。早期的以太网设备如集线器为物理层设备，无法隔绝冲突扩散，限制了网络性能的提高。随着技术的发展，如今的以太网交换设备早已突破当年桥接设备的框架，不仅能完成二层转发，也能根据 IP 地址进行三层路由转发，甚至出现工作在四层及更高层的以太网交换设备。表：交换机设备发展过程图：交换机OSI模型阶段产品转发硬件应用场景第一代集线器ASIC共享式局域网第二代二层交换设备ASIC小型局域网第三代三层交换设备ASIC中小型局域网第四代叠加型多业务交换设备 ASIC+多核CPU混合模型各类园区网、城域网6请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明资料来源： 华为官网，天风证券研究所1.2.交换机可按不同维度进行分类交换机从不同角度可分为多种不同的类型，可按照应用场景、网络层次、管理类型、OSI网络模型、端口速率、整机结构等方式进行分类。◆按应用场景划分：园区交换机、数据中心交换机◆按网络层次划分：接入交换机、汇聚交换机、核心交换机◆按管理类型划分：无管理型交换机、Web管理型交换机、全管理交换机◆按OSI网络模型划分：二层交换机、三层交换机◆按端口速率划分：百兆交换机、千兆交换机、万兆交换机、多速率交换机◆按整机结构划分：盒式交换机、框式交换机表：不同维度的交换机分类分类方式具体类别按应用场景划分园区交换机、数据中心交换机按网络层次划分接入交换机、汇聚交换机、核心交换机按管理类型划分无管理型交换机、Web管理型交换机、全管理交换机按OSI网络模型划分二层交换机、三层交换机按端口速率划分百兆交换机、千兆交换机、万兆交换机、多速率交换机按整机结构划分盒式交换机、框式交换机7请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明资料来源： 中商产业研究院公众号，天风证券研究所1.3.数据中心建设推动交换机需求增长根据中国信息通信研究院，数据中心作为承载各类数字技术应用的物理底座，其产业赋能价值正在逐步凸显，国内外数据中心市场规模持续增长。◆国际方面，世界主要国家均在积极引导数据中心产业发展，数据中心市场规模不断扩大，投资并购活跃，竞争日益激烈。全球数据中心市场规模预计从2020年的619亿美元增长到2025年的968亿美元，5年CAGR为9.4%。◆国内方面，“新基建”的发展及“十四五”规划中数字中国建设目标的提出，为我国数字基础设施建设提供了重要指导，我国数据中心产业发展步入新阶段，数据中心规模稳步提升，低碳高质、协同发展的格局正在逐步形成。我国数据中心市场规模预计从2020年的1168亿元增长到2025年的3180亿元，5年CAGR为22.2%。图：我国数据中心市场规模图：全球数据中心市场规模8请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明资料来源： 锐捷网络公告，IDC，华经情报网，天风证券研究所1.3.数据中心建设推动交换机需求增长◆我国数据中心交换机占交换机总量的比例将持续提升：根据 IDC 数据统计，中国数据中心交换机市场规模占交换机市场总规模的比例在 2021 年为 44.4%，预计 2026 年，该比例将上升至 51.7%。根据IDC数据统计，2022