AI大模型Scale up集群推动交换芯片需求快速增长 [page::0]

• 大语言模型参数规模持续扩展，需构建高带宽、低延迟的Scale up网络以解决通信瓶颈。

- 海外AI芯片通过GPU及定制芯片实现数十至千卡互联，Scale up交换芯片逐步应用提升通信效率。

• 预计2025-2027年中国交换芯片市场规模分别为257、356、475亿元，同比增长61%、39%、33%。

交换芯片国产化现状及潜力分析 [page::0]

• 当前交换芯片国产化率较低，高端市场由博通、迈威尔、英伟达等外资厂商占据主导。

- 国内厂商如华为昇腾、百度昆仑、中兴、新华三等积极布局Scale up交换节点，推动市场国产替代。

• 超节点服务器及相关协议支持多种互联标准（以太网、PCIe、私有协议NVLink、UB等）并存。

Scale up与Scale out网络协议共存趋势 [page::0]

• Scale up领域将保持以太网、PCIe及私有协议共存，满足高性能低延时需求。

- Scale out领域以以太网为主，InfiniBand占据部分份额，兼具开放生态与成本优势。

风险提示 [page::0]

• 关注供应链风险、技术突破不及预期、下游需求波动及全球贸易摩擦可能带来的影响。

国泰海通证券研究报告详尽分析——《Scale up带来交换芯片新场景，国产渗透空间广阔》

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1. 元数据与报告概览

报告标题： Scale up带来交换芯片新场景，国产渗透空间广阔
发布机构： 国泰海通证券
发布日期： 2025年8月24日
作者： 舒迪（分析师），李奇（分析师），钟吉芸（研究助理）
报告主题： 本报告聚焦AI芯片领域中的“Scale up”技术趋势带来的交换芯片新需求及国产化渗透机会，重点分析AI大规模集群建设对高速交换芯片的推动作用，评估中国国产交换芯片在高速率芯片领域的突破和市场机遇。

核心论点：

• AI算力扩大特别是“Scale up”集群规模的提升，带来了交换芯片需求的爆发。

- 2025-2027年，中国交换芯片市场预计从257亿元增长到475亿元，年复合增速分别达61%、39%、33%。

• 尽管当前高端交换芯片市场由博通、迈威尔、英伟达等国际巨头主导，但国产交换芯片凭借在高速率技术上的持续突破，拥有广阔的替代空间和市场份额提升潜力。

- 大语言模型（LLM）的发展促使通信带宽及延迟要求激增，Scale up网络以高带宽、低延迟成为主流解决方案。

• 国内相关企业已积极推出超节点产品并布局Scale up交换节点，推动国产芯片进入更高端互联领域。

- 交换芯片协议方面，Scale up网络将并存多种协议（以太网、PCIe、私有协议如NVLink、UB等），Scale out领域开放的以太网仍占主导。

投资建议明确看好AI规模扩展推动下交换芯片需求上扬及国产替代进程，提示关注供应链、技术、需求及贸易摩擦等风险因素。[page::0] [page::1]

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2. 逐节深度解读

2.1 报告导读与投资建议

这一节开门见山点明AI芯片“Scale up”技术带来的交换芯片需求新场景，强调国内厂商在高速率芯片领域的技术突破和市场渗透潜力。

• 交换芯片是AI大规模集群的核心通信枢纽隶属，Scale up集群因节点内高带宽低延迟需求使交换芯片需求激增。

- 预计2025-2027年市场规模高速增长，具体数值257/356/475亿元，三年复合年增长率较高（首年达61%），表明该细分市场正处于爆发期。

• 当前高端产品竞争格局由国际巨头把控，国产化率低但潜力大，市场替代空间广阔。

- 该节明确交换芯片国产化推广有望伴随国内企业不断在高端速率技术上突破，形成未来份额提升动力。

该部分对投资者传达了强烈的增长机会信号，适当强调技术壁垒与国产替代的相互驱动逻辑。[page::0]

2.2 技术背景——大模型与Scale up集群趋势

• 报告详细阐述大语言模型参数数量从千亿级至十万亿级持续攀升的背景，突现模型并行策略（数据、张量、流水及专家并行）以突破单卡容量限制。

- 张量并行与专家并行通信需求大，对网络带宽与延迟有苛刻要求，跨服务器Scale out网络性能不足；Scale up网络提供显著更高带宽，延迟更低，成为首选方案。

• 该节逻辑严密，将算力扩展需求与网络通信瓶颈紧密联系，说明Scale up网络构建的重要性与普及动因。

此分析揭示了AI模型架构升级对底层硬件网络基础的直接带动，强调交换芯片需求由此提升的根本技术驱动。[page::0]

2.3 海外及国内AI芯片产业生态动态

• 海外GPU scale up互联规模已达到几十卡，AI定制芯片可达上千卡，推动Scale up交换芯片需求成长。

- 国内企业华为、百度推出超节点产品，实现大规模多芯片互联——华为昇腾支持384颗芯片、百度昆仑支持32卡/64卡互联，协议技术包括UB协议、PCIe协议。

• 国内厂商（中兴、新华三、超聚变等）推动超节点方案建设，中兴超节点内16计算节点配8交换节点，通信带宽400GB/s至1.6TB/s，兼容多品牌GPU；新华三UniPod支持以太网、PCIe混合互联，灵活适配多芯片系统。

- 这一部分数据体现国产设备向高性能拓展的实际样板和能力展示，从硬件构架、通信协议到带宽指标均突出国产生态布局的多样化和技术进步。

通过列举国内外具体产品及技术规格，报告将理论趋势与产业实践紧密结合，体现国产交换芯片产业链的成长和竞争潜力。[page::0]

2.4 交换芯片协议格局

• Scale up交换芯片领域多协议并存：以太网、PCIe和私有协议（NVLink、UB等）各显优势，满足不同应用需求。

- Scale out领域以太网凭借开放生态和成本优势，占主要市场份额，InfiniBand占部分高性能小众场景。

这说明整个AI数据中心交换生态将是多协议并行的技术格局，而非单一标准，有利于国产方案根据定位灵活布局协议兼容，提高推广空间。[page::0]

2.5 风险因素

• 报告明确列出四大风险点：供应链风险（芯片原材料及制造依赖），技术风险（国产高端芯片研发突破不确定），下游需求不及预期（AI应用扩展放缓），全球贸易摩擦风险（国际贸易壁垒可能影响国产替代节奏）。

- 该部分提示投资者关注外部宏观与技术开发进度的双重不确定性，为理性投资决策注入风险考虑。

报告虽然未对风险的发生概率和缓解措施给出详细量化，但合理提示了重要不确定因素。[page::0]

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3. 图表深度解读

报告正文提供了核心预期数据：

• 2025/2026/2027年中国交换芯片市场规模分别预测为257亿元、356亿元、475亿元，三年规模同比增速分别是61%、39%、33%。此图表或柱状趋势图若存在，将直观展现市场高速成长态势，反映AI需求扩增和Scale up市场逐渐形成规模效应。
• 芯片带宽容量指标，例如中兴超节点400GB/s至1.6TB/s通信带宽，新华三UniPod支持多协议等技术图示，将表明国产设备多样性与实用化程度。

遗憾当前图像未附带具体图表，但报告中此类数据极为关键，支持了产业成长的事实基础。分析应关注这些数字背后是AI模组互联复杂技术的挑战及国产方案的逐步克服。[page::0]

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4. 估值分析

报告中的投资建议基于：

• 交换芯片市场的规模预测，结合行业增长率推断未来市场空间。

- 对国产芯片突破速度及市场份额增长的潜在影响评估。

• 采用的估值或许包含对芯片厂商营收、利润贡献的测算（虽未明显提及DCF或其他模型，但市场规模增速为定量基础）。

目前报告没有具体估值模型（如DCF、PE倍数）细节，但量化市场增速和空间是估值判断重要量化依据。

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5. 风险因素评估

报告详列供应链及技术突破风险，提示全球贸易摩擦对国际芯片供应链环境带来的潜在冲击影响，此外，下游需求若不及预期会直接影响芯片市场规模实现。虽然未深入展开缓解措施，风险识别明确，体现审慎投资视角。

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6. 批判性视角与细微差别

• 报告整体论证清晰，基于行业趋势和国内外生态现状建立判断，十分符合产业发展需求。

- 但报告对国产替代速度的乐观看法可能忽视国际厂商技术封锁和行业高门槛持续带来的竞争压力。

• 规模预测增长率高，但缺乏对于细分市场具体竞争格局及国产厂商财务健康度的深入分析，可能存在一定乐观偏差。

- 在多协议共存的叙述中，协议标准碎片化风险未被充分评价，这可能对互操作性和加速行业统一形成挑战。

• 报告未展示具体估值模型和敏感度分析，令投资者难以全面理解盈利预测的不确定区间。

这些细节提示理解报告时应保持客观审视，警惕潜在偏差和风险。

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7. 结论性综合

国泰海通此次报告系统地分析了AI“Scale up”网络趋势对高端交换芯片市场的驱动力，明确指出该市场在未来三年将迎来高速增长，预计2025年规模达到257亿元，逐步扩展至2027年475亿元，年增长率保持在30%以上。大语言模型参数规模的爆炸，促使网络带宽和延迟需求大幅提升，而Scale up集群以其高带宽低延迟优势成为主流架构。这一趋势的核心催化剂是AI算力集群中交换芯片的关键角色。

报告指出，当前交换芯片市场由国际巨头主导，国产化率低，且主攻高端速率技术，多方案并存。国内厂商已在硬件和通信协议层面不断突破，推出多样化超节点方案，为国产芯片进入高端市场奠定基础。从协议层面看，多种协议共存将是特征，显示产业链成熟度和市场格局的多样性。

风险方面合理揭示了供应链、技术、需求及全球贸易环境的不确定性，提醒投资者警惕潜在波动。报告基于市场规模增长及行业技术发展趋势，给出显著乐观的国产芯片替代前景和投资建议。

综上，该报告为关注AI硬件及芯片产业链的投资者提供了结构清晰、数据详实、技术及市场融合的专业分析指引。其重点在于揭示Scale up作为核心技术驱动，给予国产交换芯片广阔成长空间，同时兼顾风险提示和产业生态视角，具有高度的参考价值和投资指导意义。[page::0,page::1]

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附：报告二维码

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注：本分析严格基于报告内容，所有观点、数据均遵循原文，观点措辞保持客观与中立。

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