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Agent推理时代,交换芯片持续通胀

电子设备 2026-05-28 薛宏伟,蒯剑,雷星宇,李晋杰 东方证券 心大的小鑫
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Agent推理时代,交换芯片持续通胀 核心观点 ⚫Scale In+ ScaleUp+存储,三轮驱动PCIe Switch需求增长。部分投资者认为,PCIe Switch的作用在于扩展PCIe端口数量,场景仅限于8卡/16卡AI服务器,而我们认为PCIe Switch除了服务器内部Scale In互联外,还能用于支持多种GPUScale Up拓扑、CXL拓展等,未来有望广泛应用GPU超节点服务器、CPU通算超节点以及CXL存储扩展、边缘计算等AI Infra基础设施当中。伴随AI大模型逐步进入Agent推理应用阶段,CPU承担大量的数据前处理和KV Cache存储任务,不但可通过PCIeSwitch互联CPU与GPU,而且还可通过支持CXL协议的PCIeSwitch进行内存扩展,提升集群的推理性能。Scale In+ Scale Up+存储,三轮共同驱动PCIe Switch需求加速增长。 薛宏伟执业证书编号:S0860524110001xuehongwei@orientsec.com.cn021-63326320蒯剑执业证书编号:S0860514050005香港证监会牌照:BPT856kuaijian@orientsec.com.cn021-63326320雷星宇执业证书编号:S0860526040001leixingyu@orientsec.com.cn021-63326320 ⚫PCIe Switch是数据中心网络的“交通枢纽”,广泛应用于HPC、超节点服务器、存储等领域。PCIe Switch高速交换芯片是一种基于PCIe协议实现设备拓展以及设备间高速数据传输的核心硬件,作为PCIe总线的核心交换组件,它在系统中承担数据路由、带宽分配和多设备互联的重要角色。其核心功能是通过多端口架构实现高效通信,并支持复杂的拓扑结构(如树状、星形或多级连接),大幅提升系统的灵活性和可扩展性。其广泛应用于传统服务器/HPC、AI服务器、存储、车载等领域,以阿里磐久超节点服务器为例,单个Compute tray内配备2颗PCIe Switch,再通过PCIe Switch连接GPU、NIC网卡等组件。 ⚫国产芯片逐步商用落地,高端PCIe Switch替代空间广阔。高端PCIe交换芯片领域主要被博通等美国厂家高度垄断,据DigiKey、ShengyuIC信息,单颗高端Switch芯片单价可达上千美元(如博通PEX89000系列),货期约为50周或者处于受限供货状态,随着国产芯片陆续商用落地,有望逐步打破海外厂商垄断格局,国产替代空间广阔。国内数渡科技(万通发展旗下子公司)已推出PCIe 5.0交换芯片,具有48lane、104lane、144lane规格,支持灵活Fabric组网、国密算法等;澜起科技在PCIe/CXL互连领域,已实现PCIe Retimer和CXL MXC两款产品量产,并持续推进PCIe Switch芯片的研发,进一步完善产品矩阵。 李晋杰执业证书编号:S0860125070012lijinjie@orientsec.com.cn021-63326320 国产算力加速启航2026-05-25玻璃基板性能优异,先进封装、存储等下游打开应用空间2026-05-25继续把握存储产业链高确定性成长机遇2026-05-19 投资建议与投资标的 投资建议:PCIe Switch除了服务器内部Scale In互联外,还能用于支持多种GPU ScaleUp拓扑结构,未来有望广泛应用GPU超节点服务器、CPU通算超节点以及CXL存储扩展、边缘计算等AI Infra基础设施当中,随着国产芯片陆续商用落地,有望逐步打破海外厂商垄断格局,国产替代空间广阔。 相关标的:交换芯片相关厂商万通发展(600246,未评级)、盛科通信-U(688702,未评级)、澜起科技(688008,买入)、裕太微-U(688515,未评级)等。 风险提示 AI发展不及预期,行业竞争加剧风险,地缘政治风险 目录 Scale In+ Scale up+存储,三轮驱动PCIe Switch需求增长..........................4 风险提示........................................................................................................7 图表目录 图1:PCIe带宽保持三年翻倍增长...............................................................................................4图2:PCIe连接能力覆盖数据中心内部与外部.............................................................................4图3:PCIe Switch是数据网络的“交通枢纽”.................................................................................4图4:AI服务器通过PCIe switch实现内部互联...........................................................................5图5:阿里磐久超节点compute tray配备2颗PCIe Switch.........................................................5图6:通过CXL Switch进行内存扩展..........................................................................................5图7:磐久CXL超节点服务器......................................................................................................5 Scale In+ Scale up+存储,三轮驱动PCIe Switch需求增长 PCIe始于2003年,是第三代I/O总线。PCIe(Peripheral Component InterconnectExpress)是继ISA和PCI总线之后的第三代I/O总线,是一种设备高速连接标准,具备数据传输速率高,抗干扰能力强,传输距离远,功耗低等优点。2003年,PCle 1.0标准推出,正式开启PCle时代,从技术路线图来看,PCIe带宽维持每三年翻倍的节奏。2025年底,PCIe 5.0技术已走向成熟,PCIe 6.0进入规模化部署阶段,PCIe 7.0规范正式定稿(芯片与测试设备研发同步推进),其中,PCIe 7.0实现了128 GT/s每通道的原始速率,x16链路带宽可达512 GB/s,而PCIe 8.0的预研工作已启动。 数据来源:PCI-SIG、东方证券研究所 数据来源:PCI-SIG、东方证券研究所 PCIe Switch是数据中心网络的“交通枢纽”,广泛应用于HPC、超节点服务器、存储等领域。PCIeSwitch高速交换芯片是一种基于PCIe协议实现设备拓展以及设备间高速数据传输的核心硬件,作为PCIe总线的核心交换组件,它在系统中承担数据路由、带宽分配和多设备互联的重要角色。其核心功能是通过多端口架构实现高效通信,并支持复杂的拓扑结构(如树状、星形或多级连接),大幅提升系统的灵活性和可扩展性。其广泛应用于传统服务器/HPC、AI服务器、存储、机器人、车载等领域。 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 AIGC持续发展,PCIe Switch在AI infra中承担三大角色: (1)Scale In互联,作为CPU、GPU、存储的连接枢纽,解决CPU PCIe通道数量不足的问题,支撑低延迟推理工作负载。以8卡GPU服务器为例,每颗CPU分别各自连接1-2颗PCIe Switch,CPU:PCIe switch配比为1:1-2,再通过PCIe Switch连接GPU、NIC网卡等组件;以阿里磐久超节点服务器为例,单个Compute tray内配备2颗PCIe Switch。 数据来源:智东西、东方证券研究所 数据来源:PCI-SIG、东方证券研究所 (2)Scale Up互联,构建专用高速网络,满足训练工作负载的GPU间低延迟通信需求。PCIe是最早应用于Scale-Up的互联总线,PCIe 6.0单Lane提供64 GT/s。国产GPU厂商中,PCIe Switch互联因其较低的延时以及成熟的生态,仍是重要的基础方案,部分厂商在此基础上叠加自研桥接技术以提升卡间带宽(如壁仞BLink 448 GB/s、沐曦MetaXLink >1 TB/s等)。此外,行业内也采用“以太增强”方案,将标准以太网"改造"为接近专有总线性能的Scale-Up协议,例如盛科通信等企业携手参与由中国移动发起的OISA 2.0协议,提升GPU片间互联带宽,将超节点互联高带宽域扩展至1024卡,盛科通信12.8Tbps及25.6Tbps的高端旗舰芯片已进入市场推广和逐步应用阶段。 (3)存储优化,支撑“Storage Next”架构,让GPU直接发起存储访问,突破DDR/HBM容量限制,实现百万级IOPS。此外,在AI推理场景下,CPU承担大量的数据前处理和KV Cache存储任务,可通过支持CXL协议的Switch进行内存扩展,提升推理性能。例如磐久CXL超节点服务器,为CPU节点提供了百ns级延迟,百GB带宽,10TB级内存容量的弹性内存池。 数据来源:阿里云、东方证券研究所 数据来源:阿里云、东方证券研究所 国产芯片逐步商用落地,高端PCIe Switch替代空间广阔。Scale In+Scale up+存储需求有望持续拉动PCIe Switch需求,高端PCIe交换芯片领域主要被博通等美国厂家高度垄断,据DigiKey、ShengyuIC信息,单颗高端Switch芯片单价可达上千美元(如博通PEX89000系列),货期约为50周或者处于受限供货状态,随着国产芯片陆续商用落地,有望逐步打破海外厂商垄断格局。国内数渡科技(万通发展旗下子公司)已推出PCIe 5.0交换芯片,具有48lane、104lane、144lane规格,支持灵活Fabric组网、国密算法等;澜起科技在PCIe/CXL互连领域,已实现PCIe Retimer和CXL MXC两款产品量产,并持续推进PCIe Switch芯片的研发,进一步完善产品矩阵。 风险提示 AI发展不及预期:若AI大模型发展不及预期,可能导致云厂商削减资本开支,进而导致算力产业链需求增长不及预期。 行业竞争加剧风险:若多个厂商持续进入PCIe Switch相关产业链,将对产业链相关公司盈利能力产生负面影响。 地缘政治风险:若各国贸易摩擦加剧,可能会影响到相关产业链上游原材料的获取、关键技术或设备的获取、相关订单的获取。 分析师申明 每位负责撰写本研究报告全部或部分内容的研究分析师在此作以下声明: 分析师在本报告中对所提及的证券或发行人发表的任何建议和观点均准确地反映了其个人对该证券或发行人的看法和判断;分析师薪酬的任何组成部分无论是在过去、现在及将来,均与其在本研究报告中所表述的具体建议或观点无任何直接或间接的关系。 投资评级和相关定义 报告发布日后的12个月内行业或公司的涨跌幅相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅为基准(A股市场基准为沪深300指数,香港市场基准为恒生指数,美国市场基准为标普500