下周北美AI算力链有两家核心公司（博通、Marvell）即将公布财报

他们的特点都是涉足于以太网交换机，且在外售以太网芯片方面几乎垄断

其中博通在以太网交换机商用外售芯片中占据全球龙一的位置，市占率高达70%，光通信DSP芯片（光模块核心零部件）和Marvell形成双寡头格局

博通在23年H1的财报会中提到，2023财年博通AI相关营收将占公司半导体解决方案的15%，2024财年将超25%，而在2022财年，比重仅为10%

博通近期股价表现

Marvell业务包括了以太网交换机/PHY芯片以及光模块中的DSP芯片，其中以太网交换机/PHY芯片市占率分别高达 29%、22.3%

Marvell在近期的财报会中提到，“预计FY2024财年，从后面两个季度开始产生明显收入贡献，对应AI相关收入超过4亿美金（每个季度2亿美金以上），FY2025财年AI相关收入有望翻倍至8亿美金以上水平”

Marvell近期股价表现

他们的财报以及业绩指引对于AI算力行业未来的股价走势判断尤为关键

由于A股上市公司中受益于高性能交换机标的实在是太稀缺了，研究程度相较于光模块行业来说较少，这里尽可能的给家人们梳理一下基本概念和行业情况

先说结论

看好的核心受益标的为：HDGF

看好的映射标的为：SKTX

【仅作为研究分享，绝不是投资建议，请注意风险】

我们常听到的以太网是什么？

以太网是Ethernet的英译名，是IEEE电气电子工程师协会制定的一种有线局域网通讯协议，应用于不同设备之间的通信传输

以太网交换机中的PHY芯片又是啥？（感兴趣可以去阅读裕太微招股说明书，这里简要说明）

以太网PHY芯片工作于OSI网络模型物理层，是以太网传输的基础芯片之一，PHY（物理层子系统）负责将链路层设备（如交换芯片）连接到物理介质（如光纤），并将链路上的模拟信号转化为数字化的以太网帧。在某些交换机设计中，PHY芯片可集成到交换芯片上

简单理解就是连接用的芯片，AI数据中心中的交换机性能提升，PHY的底层支持尤为重要

全球以太网PHY芯片市场规模高达300亿元

市场格局方面如下（Marvell就是美满电子，数据中心领域的外售的PHY芯片基本都是博通和Marvell）

性能速率方面，博通和美满电子全球领先

以太网交换机中的交换机芯片是什么，行业情况是怎么样的？（详情可阅读盛科通信招股说明书）

以太网交换芯片为用于交换处理大量数据及报文转发的专用芯片，是针对网络应用优化的专用集成电路（ASIC）

以太网交换机芯片全球市场规模（商用+自用）达到400亿RMB

交换机芯片技术门槛高，呈现寡头格局。自研自用侧，思科占主导地位（思科本身就是交换机领域的龙头，芯片自研自用为主），外售商用侧，博通是龙头其次是Marvell（博通占比70%，Marvell占29%）

性能方面，我们常说的800G交换机指的是端口最大速率，通常交换机有64个端口（800G*64=51.2T），而51.2T指的是交换机容量，容量越大、端口速率越大，意味着交换机性能越强

全球来看，能生产800G速率达到25.6TB容量以上的交换机并有大客户的企业并不多

800G交换机的渗透率情况如何？

如下图所示

AI对于以太网交换机及产业链的影响

AI网络有高带宽、低延时的需求，因此通常采用胖树架构的网络拓扑结构，需要更多的服务器、交换机之间连接。根据康奈尔大学测算，在胖树架构当中，假设系统有k个服务器单元，每个单元数量如果为(k/2)^2个，每个单元对应的边缘层与聚合层将总共需要k个交换机，核心层另外需要（k/2）^2个交换机。假设单个集群有1.6万台服务器，即k=40，则对应交换机数量为k*k+(k/2)^2=2000个，服务器与交换机比例为8:1

（下图中，core为核心层，Aggregation为汇聚层，Edge为边缘层，性能方面，Core交换机速率和容量要求最高，其次是Aggregation和Edge）

英伟达A100、H100的组网方式如下

英伟达IB交换机和以太网交换机之争

目前AI网络主要基于Infiniband协议（英伟达主推），但Infiniband相较以太网价格更高，对于英伟达的依赖度较高，同时以太网具备长期在大型数据中心以及远距离传输的部署经验，为了成本以及供应链安全考虑，目前国外厂商也在探索以太网AI网络

23年7月UEC（超以太网联盟成立），创始厂商包括芯片厂商英特尔、AMD、博通，设备厂商Arista、思科，以及云厂商微软、Meta等。UEC 的目标是超越现有的以太网功能，提供针对高性能计算和人工智能进行优化的高性能、分布式和无损传输层，将在AI领域与InfiniBand展开竞争。

英伟达方面同样也打入敌营，在最新的财报会上透露，推出了全新的Spectrum-X以太网交换机产品（为AI优化网络而设计），在本季度出货，支持128个400g端口或64个800g端口

从以太网交换机阵营来看，800G以太网交换机在B100及以后时代，或将大放异彩

预计23年之后，以太网和IB将会齐头并进

DSP芯片又是什么？

在光模块中，DSP芯片主要用于处理调节衰减光信号，是高速光模块中最核心的电芯片。当光传输速率达到50Gb/s以上，光纤偏振模色散影响加剧，严重影响链路有效传播距离与信号质量，因此业界最常用的方法是通过DSP对抗与补偿，来降低失真造成的系统误码率。业界一度认为在200G以上光模块中，DSP基本属于必备器件

以800G光模块为例，DSP芯片占原材料成本的15~20%，是光模块中成本占比最高的，目前DSP芯片主要为5~7nm

格局方面Marvell和博通为双寡头格局，国内只有华为海思参与，可以说被Marvell和博通垄断

DSP因高功耗未来可能被LPO、CPO等硅光方案取代

功耗方面，DSP由于引入了DAC/ADC与算法，功耗高于传统基于模拟技术的CDR芯片。16nm DSP解决方案的400G OSFP/QSFP-DD的设计功耗在12W左右，而DSP降低功耗的方法比较有限，主要依靠流片工艺的提升，如果从16nm升级到7nm，约能实现65%的功耗降低

详情可看此前文章

《AI加持，硅光加速》

《守得云开见月明，硅光或许不再是概念》

800G交换机和800G光模块的关系

可以简单理解为，如果交换机端口支持800G，用800G光模块则可以充分发挥交换机的性能

回顾交换机芯片及光模块部署历程，交换机芯片升级是光模块升级部署的先行条件：

2014 首款 100G 交换芯片（Tomahawk）送样，2016 年 100G 交换机开始规模部署

2017 年 12 月首款 400G 芯片（Tomahawk3）送样，2019 年 12 月推出 Tomahawk4（支持双倍端口和容量），2020 年起 200G 和 400G 光模块开始上量

当前800g光模块放量大部分是因为英伟达的IB交换机组网需求，另一部分则是800g交换机正在放量中（富联23.11的投资者交流纪要及23h1财报）

关于HD

AI组网用的以太网交换机方面，A股真正受益的公司就是我们前面一直提到的HD股份，其为英伟达GPU基板（UBB）和白牌交换机厂商提供高层的PCB板，许多人对HD的感受还停留在5G时代，认为PCB板是个烂大街的电子材料，实际上从他的毛利净利率对比就可看出端倪，下游是高增高壁垒的AI服务器行业和拥有全球顶尖的客户，同时具备良好的成本管控能力，才成就了今天的HD

根据HD的投资者交流纪要，800G交换机产品已批量出货，下半年B100、H100驱动下，传输速率提升，800G交换机PCB板项目在今年会快速上量

除了交换机外，HD是英伟达UBB第一大供应商（UBB可以理解为一台服务器中数张GPU集成的基板）

关于SKTX

作为A股唯一的纯交换机芯片厂商，在中端交换机芯片领域正在快速放量，努力追赶海外龙头，公司已推出TsingMa.MX（交换容量2.4Tbps）、GoldenGate（交换容量1.2Tbps）等系列，且导入国内主流设备商并规模化量产，目前积极研发25.6T容量的高端芯片，支持800G端口，进展顺利，预计今年推出，纸面数据看已能满足部分AI交换机的需求了（AI交换机基本需要用到200G及以上端口速率，普遍需要使用12.8T及以上速率的交换芯片），但软件适配方面还需观察，关注客户导入情况