Switch芯片研究框架（一）：GPU-GPU互连，从Scale-Up到Scale-Out的格局如何？

Switch芯片研究框架（一）：GPU-GPU互连，从Scale-Up到Scale-Out的格局如何？ 2025年09月30日 证券分析师陈海进执业证书：S0600525020001chenhj@dwzq.com.cn研究助理李雅文 执业证书：S0600125020002liyw@dwzq.com.cn 增持（维持） ◼Switch芯片厂商有哪些？总体看，NVIDIA以私有协议占据主要市场份额、博通以基于以太网的SUE协议逐渐掌握开源生态话语权、Alab则侧重PCIe/UALink；Marvell、瑞昱也各自发展差异化技术路线。具体来看，Scale-Up方面，NVSwitch目前仍是业界带宽最高、部署最成熟的私有方案。博通在云端数据中心交换机市场市占率为九成，推出基于以太网络的SUE架构。ALAB是唯一一家同时掌握交换芯片+延长线+软件管理平台的厂家，且Scorpio X已通过NVIDIA Blackwell平台验证。Scale-Out方面，博通有诸如Tomahawk 5、Jericho3-AI等布局。Marvell提供51.2Tbps的Teralynx 10交换芯片。瑞昱主攻消费级市场，速率涵盖百兆至万兆。以上都是国际知名的主流Switch芯片厂商。 ◼如何实现Switch芯片的国产替代？独立交换芯片厂商方面，国内玩家主要有盛科通信、数渡科技和澜起科技，整体格局为盛科通信领跑，25.6T交换芯片已量产并导入主流设备商供应链；数渡科技和澜起科技聚焦PCIe，形成多点突破。具体来看，盛科通信主要以太网芯片产品覆盖100Gbps-25.6Tbps的交换容量以及100M到800G的端口速率，在企业网络、运营商网络、数据中心网络等领域得到了广泛应用。数渡科技的PCIe 5.0交换芯片领域率先进入客户导入和小批量阶段，2025年底有望实现国产替代的突破。澜起科技以Retimer为切入点，正逐步构建完整的PCIe/CXL互联产品族。 相关研究 《AI驱动PCB全面升级：材料、工艺与架构革新引领产业新周期》2025-09-28 《模拟反倾销调查启动，多维拆解影响几何？》2025-09-14 ◼大厂自研芯片如何助力Switch芯片的国产替代？大厂自研芯片方面，海光、华为、中兴和新华三等服务器产业链厂商均有布局。其中，华为、中兴和新华三已推出自研交换芯片，并配套自家交换机及超节点方案；海光与华为则通过建设开放生态协议来抢占产业生态制高点。具体看，海光信息已面向GPU、IO、OS、OEM等产业全栈，正式宣布开放CPU互联总线协议（HSL）。华为已发布单芯片51.2T数据中心盒式液冷交换机。中兴通讯的自研交换芯片亦达到业界一流水平。新华三也有自主研发自主研发网络交换芯片。虽然与海外龙头有一定的距离，但国内Switch芯片厂商也逐渐呈现百花齐放的态势。 ◼投资建议：重点推荐海光信息、盛科通信，建议关注中兴通讯、万通发展、澜起科技等。 ◼风险提示：AI应用进展不及预期，技术发展不及预期，市场竞争风险。 内容目录 1.Switch芯片厂商有哪些？...................................................................................................................41.1.Scale-Up.......................................................................................................................................41.1.1.NVSwitch：NVIDIA GPU Scale-Up专用高速交换芯片的多代演进..........................41.1.2.博通：面向AI的开放以太网Scale-Up互连规范与芯片方案...................................41.1.3.Astera Lab：基于PCIe/UALink双模的Scorpio X-Series Scale-Up交换平台............61.2.Scale-Out......................................................................................................................................71.2.1.博通：三大交换芯片系列覆盖全面应用场景...............................................................71.2.2.Marvell：面向高端数据中心与AI驱动网络服务.........................................................82.如何实现Switch芯片的国产替代？.................................................................................................92.1.独立交换芯片厂商.....................................................................................................................92.2.大厂自研交换芯片...................................................................................................................113.风险提示............................................................................................................................................14 图表目录 图1：NVSwitch六代演进方案.............................................................................................................4图2：多家公司主流芯片产品性能对比...............................................................................................4图3：专为Scale-Up设计的博通SUE框架，竞争对手为UALink..................................................5图4：博通Tomahawk Ultra与Tomahawk 6性能对比......................................................................5图5：“芯片+延长线+软件”三位一体示意图......................................................................................6图6：UALink的Scale-Up组网方式.................................................................................................7图7：博通三大交换芯片系列概况.......................................................................................................7图8：博通交换芯片技术路线图（部分）...........................................................................................8图9：Marvell交换芯片技术路线图（部分）.....................................................................................9图10：盛科通信主要以太网交换芯片产品系列...............................................................................10图11：盛科通信2020-2025H1研发投入与交换芯片业务营业收入..............................................10图12：数渡科技产品矩阵...................................................................................................................11图13：海光信息产品矩阵...................................................................................................................11图14：华为2025全连接大会产品路线图.........................................................................................12图15：中兴通讯交换芯片与NP芯片技术路线图...........................................................................13图16：新华三智擎660网络处理芯片结构图...................................................................................13 1.Switch芯片厂商有哪些？ 1.1.Scale-Up 1.1.1.NVSwitch：NVIDIA GPU Scale-Up专用高速交换芯片的多代演进 NVSwitch是NVIDIA专为AI服务器Scale-Up场景设计的GPU-to-GPU高速交换芯片，经历了Pascal→Volta→Ampere→Hopper→Blackwell→Rubin的六代演进，目前仍是业界带宽最高、部署最成熟的私有方案。 1.1.2.博通：面向AI的开放以太网Scale-Up互连规范与芯片方案 博通凭九成市占率称霸云端数据中心交换器市场，推出基于以太网络的SUE架构，主打开放相容与低延迟性能，力守AI时代交换器主导权。51.2Tbps的Tomahawk Ultra与102.4 Tbps的Tomahawk 6共同构成了统一以太网架构的基础：支持面向AI的纵向扩展以太网，以及面向HPC和分布式工作负载的横向扩展以太网。 SUE并非具体芯片，而是一套开放接口规范，涵盖从加速器直连交换机的协议、光 模块到控制栈。博通在2025年OCP峰会上宣布免费开放SUE规范，希望行业共同定义“开放的Scale-Up互连”。例如，SUE规定如何使用200G/400G直连铜缆连接GPU和Tomahawk6，以及拥塞控制、流量管理机制，使以太网在小范围内达到类似NVLink的效果。这与NVIDIA的专有NVLink形