半导体行业跟踪报告之二十四:络交换是AI集群互联核心,盛科通信交换芯片国内领先
光大证券·2024-11-19 15:04

报告行业投资评级 - 电子行业买入(维持)[1] 报告的核心观点 - AI大模型发展迅速,模型参数规模扩大使数据量快速增长,给AI数据中心网络带来压力,网络交换成为AI领域发展的底层重要支撑技术,以太网交换和GPU卡间互联尤为关键,英伟达、博通等全球领先厂商积极布局,盛科通信 - U作为国内领先的以太网交换芯片供应商打破国外垄断并积极参与国内互联标准建设,值得重点关注[56] 根据相关目录分别进行总结 一、InfiniBand与以太网是AI大模型训练集群的主要互联技术 - AI模型参数规模不断扩大,以自然语言处理(NLP)为例,模型参数已达千亿级别,计算机视觉(CV)、广告推荐、智能风控等领域的模型参数规模也在不断扩大,这对大模型训练网络提出更高要求[1] - 大模型训练中大规模的参数对算力和显存提出更高要求,为缩短训练时间,通常采用分布式训练技术,InfiniBand与以太网RoCEv2是当前智算网络互联主要方案,InfiniBand网络的关键组成包括Subnet Manager(SM)、InfiniBand网卡、InfiniBand交换机和InfiniBand连接线缆,支持InfiniBand网卡的厂家以NVIDIA为主,交换机方面,NVIDIA在2021年推出了400Gbps的Quantum - 2系列交换机,RoCEv2网络是一个纯分布式的网络,由支持RoCEv2的网卡和交换机组成,支持RoCE网卡的厂家比较多,主流厂商为NVIDIA、Intel、Broadcom,支持RoCE的交换机厂商中,市场占有率排名靠前的包括新华三、华为等,高性能交换机的核心是转发芯片,当前市场上的商用转发芯片用的比较多的是博通的Tomahawk系列芯片[3][6][10] - 博通、Marvell主导全球商用交换芯片市场,以太网交换芯片领域集中度较高,2020年中国商用以太网交换芯片市场以销售额口径统计,博通、美满和瑞昱分别以61.7%、20.0%和16.1%的市占率排名前三位,合计占据了97.8%的市场份额,盛科通信的销售额排名第四,占据1.6%的市场份额,在中国商用以太网交换芯片市场的境内厂商中排名第一,中国商用万兆及以上以太网交换芯片市场方面,盛科通信的销售额排名第四,占据2.3%的市场份额,在中国商用以太网交换芯片市场的境内厂商中排名第一[13] 二、龙头公司布局GPU卡间互联技术标准 - 2024年GTC大会,英伟达发布B200系列GPU与NVL72机柜,推出名为Blackwell的新一代AI图形处理器(GPU),发布了GB200 NVL72,包含9个NVLink交换节点,每个交换节点配置2颗NVLink Switch芯片,向外提供14.4TB/s的聚合带宽,GB200 NVL72训练和推理性能相比于等同数量的H100 GPU表现提升4倍和30倍,英伟达推出了全新的NVLink 5.0技术,单个Blackwell Tensor Core GPU支持多达18个NVLink 100GB/s连接,总带宽达到1.8TB/s,较上一代产品提升了两倍之多,NVLink技术的应用使得服务器平台能够支持更为复杂的大型模型,并提供了更高的可扩展性[15][16][20] - 谷歌、Meta、微软、AMD、英特尔、博通、思科、惠普在内的科技巨头联合宣布成立Ultra Accelerator Link(UALink)联盟,致力于开发人工智能数据中心GPU网络通信系统的全新行业开放标准,UALink联盟计划推出的首个UALink 1.0版本将实现AMD的Instinct GPU和英特尔的Gaudi等专用处理器之间的直接数据传输,UALink专家组将负责制定管理数据中心中不同GPU之间连接的标准,并预计于2024年第三季度向联盟成员提供这些标准[21][22] 三、盛科通信 - U:以太网交换芯片国内领先,助力国产AI集群互联方案发展 - 盛科通信为国内领先的以太网交换芯片设计企业,主营业务为以太网交换芯片及配套产品的研发、设计和销售,经过十余年的技术积累,形成丰富的以太网交换芯片产品序列,多款产品获得中国电子学会“国际先进、部分国际领先”科技成果鉴定,产品覆盖从接入层到核心层的以太网交换产品,打破了国际巨头长期垄断的格局,2024年前三季度实现营收8.08亿元,同比减少7.95%,归母净利润亏损0.76亿元,在具体收入拆分方面,2024年上半年公司以太网交换芯片业务实现营收4.29亿元,以太网交换芯片模组业务实现营收0.60亿元,以太网交换机业务实现营收0.41亿元,定制化解决方案服务业务实现营收0.02亿元[26][29][36] - 公司凭借高性能、灵活性、高安全、可视化的产品优势,与国内主流网络设备商和信息技术厂商建立了长期稳定的合作伙伴关系,自主研发的以太网交换芯片已进入国内主流网络设备商的供应链,以公司芯片为核心生产的以太网交换设备已在国内主要运营商以及金融、政府、交通、能源等各大行业网络实现规模现网应用,公司全系列以太网交换芯片具备高性能、灵活性、高安全、可视化的产品优势,充分融合企业网络、运营商网络、数据中心网络和工业网络各应用领域的增强特性,具备全面的二层转发、三层路由、可视化、安全互联等丰富的特性[36] - 公司TsingMa.MX系列交换容量达到2.4Tbps,支持400G端口速率,支持5G承载特性和数据中心特性,GoldenGate系列芯片交换容量达到1.2Tbps,支持100G端口速率,支持可视化和无损网络特性,TsingMa系列芯片集成高性能CPU,为企业提供安全、可靠的网络,并面向边缘计算提供可编程隧道、安全互联等特性,公司在研Arctic系列面向超大规模数据中心,支持最大端口速率800G,搭载增强安全互联、增强可视化和可编程等先进特性,公司以太网交换机产品基于公司自主研发的高性能以太网交换芯片进行构建,目前已在分流领域、安全领域、云计算领域和SDN领域建立了应用样板,实现了现网应用,公司高端产品可对标国际领先厂商同类产品,达到国际先进水平,公司在研Arctic系列对标国际当前最高水平,交换容量最高将达到25.6Tbps,支持最大端口速率800G,将进一步降低我国以太网交换芯片行业与国际最先进水平的差距[38][43][46][50] - 盛科通信加入高通量以太网联盟,该联盟由阿里云和中国科学院计算技术研究所联合发起,成员还包括北京大学、平头哥、腾讯、字节跳动等40余家机构,2024年全国高性能计算学术年会上发布了1.0版本的高通量以太网协议标准,ETH+协议较标准以太网大幅提升性能,可实现一个高载荷比、高可靠、低时延、高效率的开放以太网[50][52]