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以太网交换机行业概述
以太网交换器，一种重要的网络信息交互设备，负责实现各类型网络终端间的无缝连接，其功能在于为接入设备提供高效的网口，实现多个网络节点的迅捷数据流通以及业务处理。它主要遵循OSI开放式通信系统互联模型，并在物理层、数据链路层、网络层及传输层发挥作用。此外，以太网交换器具备一条优质的背板带宽和内部分区交织矩阵，使之能同时处理多个端口间的数据传输和数据报文处理。根据网络结构和应用需求，它被划分为接入层、分布层和核心层交换器；而按照使用环境，又可以细分为数据中心、工业、运营商、企业网等多种用途的交换器。
以太网交换机行业发展历程
以太网日益受到行业认可并逐渐占据网络领域主导地位，以太网交换设备亦随之不断进化。1989年，Kalpana公司首创性的发布了EtherSwitch EPS-700以太网交换机产品，该设备配备有七个固定端口。历经三十余载，以太网交换机在转发性能方面取得显著进步，端口速度已从10M跃升至800G，单台设备的交换能力从数十MBps攀升至数百TBPS不等。早期的集线器等以太网设备仅限于物理层，无法有效隔离冲突，从而制约了网络性能的提升。而以太网交换机凭借其冲突隔离特性，极大地提升了以太网的整体性能。现代以太网交换机，得益于科技快速发展，已然突破桥接设备的连接限制，不仅具备二层数据包转发能力，而且能够根据IP地址进行三层硬件数据包转发，更有四层乃至更高层次的交换机相继问世。
以太网交换机行业产业链
以太网交换设备主要包括以PHY、CPU、PCB、太网交换芯片以及接口/端口子系统等组件，其中以太网交换芯片与CPU作为关键部件。以太网交换芯片专为大规模数据交换与报文转发而设，通过集成数百种特性，满足了网络应用的特殊需求。它的结构设计极为精妙，需要高度抗冲性与可扩展性的支持；另一方面，CPU则用于执行登陆与协议交互的控制操作。同时，PHY负责接收并处理电接口的物理层数据。部分高端以太网交换芯片还将CPU、PHY整合于同一芯片内。
以太网交换机行业市场规模
以太网交换机为市场上最普遍使用的交换设备。2020年新冠疫情全球大流行，各国紧急实施”锁城”措施抗疫，此举直接导致众多厂企的生产与交通运输停滞，项目建设陷入停滞或者推后，整个全球产业链面临空前压力。随之而来的下游需求下降，全球以太网交换机市场销售额大幅缩水。然而，伴随着市场逐渐恢复，以太网交换机行业展现出坚韧而稳定的市场需求。
数据中心和非数据中心均呈现各自独特的发展趋势。在数据中心领域中，以太网交换机具有更高的可靠性及安全性需求，其便捷的组网方式和快速的业务部署效率使之广受好评。而在数据中心以太网交换机技术中，端对端的流控与背压机制以及稳定可靠的数据传输保障则成为了显著特色，它们有效地平息了网络浪涌现象。此外，这种交换系统还创新性的使用分布式缓存结构替代了传统的出端口缓存模式，使得缓存容量得以提升至1G以上，从而具备处理万兆全线速条件下每端口高达200毫秒突发流量的强大能力。因此，尽管面临着数据中心服务器数量庞大且突发流量巨大等挑战，数据中心以太网交换机依然能够确保网络转发零丢包，充分满足了用户的需求。
据统计，2019年全球以太网交换机市场规模达到了2015.65亿元；而预计到2023年，该市场将扩大至3141.47亿元。以下是2019年至2024年间全球以太网交换机市场的具体规模预测：
以太网交换机行业竞争格局
自2010年博通开创性地推出量产型交换芯片以来，交换机市场呈现出令人瞩目的增长势头。2013年1月起，思科在Catalyst 3850系列交换器上采用自主研发的UADP芯片，此举标志着Cisco ONE可编程网络模型的诞生。同年，新兴网络制造商Arista Networks也推出了业内首个拥有100GbE以太网上行链路端口的高效能架顶式交换机。
中国本土企业如华为、锐捷网络等，也在此期间相继发布了众多高性能交换机产品。2019年，锐捷网络首次推出了速率达100Gbps的数据中心核心交换机及相应的25G/100G数据中心解决方案，标志着公司在数据中心市场取得重大突破。在2022财年中，紫光股份所属的新华三集团正式推出了其首款用于大规模园区网络的高端核心交换机产品——400G级别。而在随后的第二年里，亚洲知名电信巨头华为也不甘示弱地发布了全新的800GE级别的数据中心核心交换机CloudEngine16800-X系列。专为大数据与云计算等领域量身打造。在同一个月内，新华三也不甘示弱，全球首次亮相了他们的新一代数据中心交换机新品——S9827系列，其带宽达到了惊人的51.2T。
在全球范围内，大型知名企业在市场竞争中居于优势地位，牢牢掌握着绝大部分市场份额。具体而言，在2023年度，排名前五位的企业便占据了整体市场的77.8%，其中思科公司凭借其高达43.7%的市场占有率，稳坐行业龙头宝座。而来自中国的华为和新华三两家企业，也分别占据了9.4%和4.2%的市场份额，展现出强大的竞争力。
在国内市场方面，根据2023年上半年的统计数据显示，华为公司以35.8%的市场份额再度荣登中国以太网交换机市场的榜首；同时，该公司还以37.5%的市场份额，连续第二年成为中国数据中心交换机市场的领军者。值得铭记的是，紫光股份下属新华三集团以36.6%的市场占有率，荣膺中国园区交换机市场的领导者。
以太网交换机行业市场规模预测
预测，受全球以太网交换机行业市场需求的增长，2025-2031年全球以太网交换机行业市场规模平稳上升。2031年全球以太网交换机行业市场规模7376.19亿元。2025-2031年全球以太网交换机行业市场规模预测如下：
以太网交换机行业发展趋势
1、AI技术深度应用及高性能计算集群扩张，驱动交换机朝着更高带宽进发。
随着人工智能科技水平的持续深化以及其在各个领域中的广泛应用，对于高性能计算集群的需求也呈现出明显的增加态势。在这样的背景下，我们看到200/400G交换机已经开始面临一定程度上的性能瓶颈问题。因此，交换机向着更高带宽的方向发展已经成为了一种不可避免的趋势。据相关数据显示，数据中心交换带宽正以每两年翻一番的惊人速度迅速增长。例如，在2022年8月份，全球知名半导体厂商博通公司就发布了全新的Tomahawk5系列产品，该系列产品的交换带宽得到了显著提升，高达51.2T，而Serdes速率更是达到了惊人的100Gb/sec，单个通道的速率甚至可以达到800G。值得注意的是，目前业界已经有多家企业相继发布了800 Gbps的交换机产品。比如，在2023年6月份，中国著名的通信设备制造商华为公司就推出了专为多元化算力设计的800GE数据中心交换机CloudEngine 16800-X。同样在2023年11月份，中国领先的IT解决方案提供商浪潮信息也发布了其旗舰级别的51.2T高性能交换机（SC8670EL-128QH）。此外，在2024年3月份，全球知名的图形处理器制造商英伟达公司也推出了两款全新的交换机平台，分别适用于InfiniBand网络和标准以太网环境，这两款产品分别名为Quantum-X800和Spectrum-X800。
2、共封装光学（CPO）与硅光等前沿科技在高性能交换机中的应用探讨
随着科技发展日新月异，硅光、共封装光学（CPO）等先进技术已逐渐成为推动高性能交换机发展的重要驱动力。在此期间，共封装光学（CPO）被广泛公认为是未来高速光通信技术领域内的主导性系统解决方案之一。其卓越的节能效果以及低廉的制造成本，使得其在交换机市场上具有广阔的应用前景。值得关注的是，随着交换机带宽从初始的640G逐步提升到51.2T等级，Serdes速率亦相应提升并不断增加。由此导致交换机总能耗大幅上涨，约提高了多达22倍之势。采用CPO（信道功率优化）技术能大幅度减少Serdes中的能耗消耗，因此，此类技术在支持51.2T及以上大容量带宽的交换器市场中极具潜力，可带来实质性的突破成果。此外，硅光芯片作为CPO交换机中光引擎的理想选择，预计在未来将会得到更为广泛的应用。目前，包括海外知名企业如博通、英特尔、Meta等在内的众多厂商都已经开始在CPO交换机产品方面进行积极布局。
3、边缘计算带来节点的增长和新的需求
日益临近的 5G 时代呼唤着传统集中式计算模式向更接近用户且具备高效服务能力的边缘计算模式转型。边缘计算通过提升数据分析速度与降低限制，实现快速响应。展望未来，边缘计算技术将持续演进。作为系统工程的边缘计算需在网络、存储、计算及认证等方面推动资源至边缘端，以缩减承载网的传输距离，为新兴业务提供实时计算支持。这一过程涉及复杂的数据处理、极致的延迟以及庞大的机器间数据交流，可能催生出大量以太网交换机等硬件设备，因此，我们需要建立坚实的平台来支持边缘计算，实现机器性能优化、主动维护以及智能化运营。
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