交換機功能、產業鏈及競爭格局如何？

交換機用于轉發傳輸數據并擴大網絡范圍，按場景分為園區和數據中心兩類。

交換機是核心的組網設備，主要用于轉發傳輸數據并擴大網絡范圍。交換機是搭建網絡的 核心設備之一，主要作用是轉發傳輸數據，擴大網絡覆蓋范圍，為子網絡提供更多的連接 端口，以便連接更多的服務器、計算機、移動終端及物聯網終端。具體來看，交換機可實 現以下功能：1）對網絡進行分段和隔離，劃分多個虛擬網段，提高網絡的安全性；2）識 別接收到的數據，精準地向目標設備轉發，提高網絡的性能；3）對不同端口、用戶和應用 進行流量控制和管理，優化網絡環境，提高網絡的可靠性和穩定性；4）優化數據傳輸方式， 提高傳輸速率。交換機除了以上基本作用之外，還具備了一些其他的功能，如對 VLAN（虛 擬局域網）的支持、對鏈路匯聚的支持、防火墻等功能。

交換機可工作在 OSI 模型的第二層或第三層。以往交換機主要工作在 OSI 第二層（數據鏈 路層），第二層交換機根據目標 MAC 地址來進行數據幀的轉發和過濾，具體工作原理如下： 當交換機收到一個 TCP/IP 數據包時，會先確認是否為廣播數據包，如果是則將數據包廣播 到所有端口；如果不是則會在 MAC 地址表中查詢目的 MAC，以確認應該從哪個端口把數 據包發出去。隨著網絡技術的發展，一些交換機已能夠支持在第三層（網絡層）進行工作， 這類交換機被稱為三層交換機，三層交換機不僅可以向普通交換機一樣處理 MAC 地址，還 可以直接根據 IP 地址進行路由選擇，這種能力允許它在多個網絡之間轉發數據，適用于目 前的大型復雜組網場景。

交換機有眾多分類標準，按使用場景可主要分為園區交換機和數據中心交換機。交換機可 以通過應用場景、網絡層次、覆蓋范圍、端口配置、傳輸速率、網關功能等維度分類，其 中更常用的分類是按照應用場景劃分，一般將交換機分為園區交換機和數據中心交換機。 園區交換機是用于園區或辦公樓宇等小型網絡環境的交換機，它們主要連接辦公設備，如 電腦、電話、打印機和攝像頭等，轉發性能相對較低，提供豐富的端口形態和豐富的用戶 接入管理功能；數據中心交換機是專為大型數據中心環境設計的交換機，具備高帶寬、高 密度、低延遲的特點，主要用于連接大量的服務器、計算機和存儲器，并處理海量的數據， 使數據中心提供高性能計算和云服務。

交換機品牌商處于產業鏈中游。交換機產業上游主要為交換芯片、CPU、PHY 芯片、PCB、 電源、接插件以及其他電子元器件等生產商，其中交換芯片為核心上游，又可分為商用交 換芯片（以博通、Marvell、盛科為代表）和自用交換芯片（以思科、華為、英偉達為代表）； 中游可分為代工制造商和品牌商，其中代工制造商主要選擇以代工形式和品牌商進行合作 并推出產品，也可直接向下游客戶推出 ODM 制造的交換機，品牌商有多種技術路徑，常見 可分為白盒交換機廠商和品牌交換機廠商，白盒交換機廠商以 Arista、銳捷網絡為代表，品 牌交換機廠商以思科、華為、Juniper、HPE、英偉達為代表，此外新華三原以品牌交換機 為主，目前也涉獵白盒交換機業務；產業下游為各行業的客戶，包括最主要的云廠商和國 內運營商，以及地方智算中心、政府、金融、電力、能源、教育、交通等行業客戶。

交換芯片是交換機的核心元器件，BOM 成本占比約 30%。從某交換機的 BOM 成本構成來 看，交換芯片為最核心的元器件，成本占比達到 32%，交換芯片是用于交換處理大量數據 及報文轉發的專用芯片，是針對網絡應用優化的專用集成電路（ASIC）。以太網交換芯片內 部的邏輯通路由數百個特性集合組成，在協同工作的同時保持極高的數據處理能力，因此 其架構實現具有復雜性，CPU 是用來管理登錄、協議交互的通用芯片，PHY 芯片用于處理 電接口的物理層數據，CPU 和 PHY 都可集成在交換芯片中。此外光器件、接插件、阻容器 件、PCB 等重要元器件分別占 14%/10%/10%/7%。

交換機行業集中度較高，頭部企業占據絕大部分的市場份額。全球以太網交換機市場呈現 “一超多強”的競爭格局，頭部企業占據市場絕大部分的份額，2023 年全球以太網交換機 市場 CR5 達到 73%，近 5 年 CR5 均保持在 70%以上。其中，2023 年思科、Arista、華為、 HPE、H3C 市場份額分別為 42.0%/10.6%/9.1%/7.2%/4.1%，Arista 市場份額增長 1.3pct， 并首度超越華為位居全球第二。

近年來，Arista 高速交換機份額持續突破，尤其在 200G/400G 領域已完成對思科的超越。 10G 及以上高速交換機領域，根據 Crehan Research 4Q23 數據，以銷售額計，Arista 的 份額從 2012 年的 3.5%提升至 1H24 的 33.2%，而同期思科份額由 2012 年的 78.1%降至 1H24 的 28.9%，24 年上半年 Arista 在該份額上首次完成對思科的超越；以端口數（出貨 量）計，Arista 的份額從 2012 年的 4.9%提升至 2023 年的 28.1%，已經超過思科 2023 年 的份額 27.2%。100G/200G/400G 交換機中，Arista 2023 年三者合計出貨量達到 1300 萬 端口，份額達到 46%，同期思科合計出貨僅 550 萬端口（份額占比為 19%）。