三层交换机之交换芯片市场调研
交换芯片简介
交换机的主要功能是提供高性能和低时延的数据交换，其中高性能交换的功能主要由交换芯片完成，它解决的核心问题是——一个端口到另外一个端口的报文处理和转发。
交换机最早应用于宽带网络领域，为运营商提供数据汇聚功能，主要采用ASIC交换芯片。
随着云计算和数据中心领域的发展，衍生了P4可编程交换芯片，P4可编程模型采用PISA(Protocol Independent Switch Arch)全流水线可编程架构。
实际上，早期交换机厂家都是采购交换芯片供应商的交换芯片，但是随着电信行业利润率的持续减少，再加上交换芯片的使用量不大，导致芯片厂家逐渐无利可图，逐渐退出这个领域，进入蓬勃发展的数据中心领域。芯片厂商可编程交换芯片的研发进度优先于ASIC交换芯片，导致交换机厂家如Cisco、华为、中兴、Juniper、H3C、烽火为了满足运营商不断提高的需求，不得已自研ASIC交换芯片。Cisco在2016年3月自研新一代交换芯片，就是因为当时市场上的Trident II和Tomahawk仍然为28nm工艺，而Cisco希望率先使用16nm交换芯片。
交换芯片厂家
| 公司 | 总部 | 类别 | 应用领域 | 产品系列 |
| 博通 | 美国 | 商用 |
宽带领域 数据中心 |
StrataXGS系列：Trident/Tomahawk 3(4) StrataDNX系列：架构源自Dune Networks Robo系列 |
| 思科 | 美国 | 自研/商用 |
宽带领域 数据中心 |
2016年开始，推出商用Silicon One系列，包括路由芯片Q100/200/201/202，交换芯片Q100L/200L/201L/202L。主要应用于盒式和框式交换机。 此外，推出Cloud Scale系列，主要应用于数据中心交换机。 |
| 盛科 | 苏州 | 商用 |
宽带领域 数据中心 |
2005年成立，推出TransWarp系列CTC5160/5118/7132/7148/8096/8180，架构上模仿博通StrataXGS系列。2016年被CEC旗下的中国振华和中电创新基金控股，目前才筹备创业板上市。 |
| 海思半导体 | 深圳 | 自研 |
宽带领域 数据中心 |
华为从1999年开始自研Solar系列交换芯片，2004年正式商用。目前已演进到NP 5.0架构，如SD5121/SD5122，架构上模仿博通Robo系列。 |
| 中兴微电子 | 深圳 | 自研 |
宽带领域 数据中心 |
中兴通讯在2015年推出首款自研NP芯片SSP-1，经过3年积累又推出集成FlexE和TSN功能的NP芯片，实现MAC、FlexE、转发引擎、查找引擎、交换网介入和TM六合一的高度集成芯片，目前包括ZX279125/27(S)/28(S)/31系列交换芯片。 |
| H3C | 杭州 | 自研 |
宽带领域 数据中心 |
|
| Realtek | 台湾 | 商用 |
工业网络 |
低端千兆/百兆交换芯片 |
| 飞思灵微电子 | 武汉 | 自研 | 宽带领域 | FSL61166/FSL61280/FSL61296，架构上模仿博通Robo系列。 |
| Juniper Networks | 美国 | 自研 | 数据中心 | 1996年2月成立，创始团队源自Cisco（创始人为印度裔），主要研制路由器、防火墙等网络通讯设备，也有高端交换机。 |
| Innovium | 美国 | 可编程交换芯片 | 数据中心 | 2014年12月脱胎于博通，2021年被Marvell收购。针对云计算市场，推出TERALYNX系列。 |
| Barefoot Networks | 美国 | 可编程交换芯片 | 数据中心 |
2016年成立，2019年被Intel收购。采用P4架构，针对云计算市场，推出Tofino系列。 Barefoot开创性地推出了软件定义网络（Software Defined Network），并为此开发了P4编程语言，用来编程自己的芯片去实现各种网络协议。 |
| Mellanox Technologies | 以色列 | 可编程交换芯片 | 数据中心 |
Mellanox早期产品，都是基于InfiniBand技术，这是一种高速网络通信标准，具备高吞吐量和低时延的特点。 2014年以后，逐渐转向以太网技术领域，推出Spectrum-3交换芯片。2020年4月被Nvidia收购，借此推出Spectrun-3 SN4000系列以太网交换机，内置WJH遥测和高级网络虚拟化功能。 |
| Cavium | 美国 | 商用 | 路由器 |
Cavium成立于2000年，主要研发多核MIPS和ARM处理器，应用于网络/通讯、无线、存储和控制等领域的安全产品。2018年7月，被Marvell收购。 其Neuron系列包含查找协处理器，支持ACL、LPM等功能，Nitrox系列包含安全协处理器。主要应用于路由器、网络交换机、网络附加存储等产品中。 |
| Nephos Technologies | 台湾 | 可编程交换芯片 | 数据中心 | 2012年联发科内部成立数据中心部门，并在2016年独立出来成立Nephos。 |
博通
博通毫无疑问是交换芯片领域的王者，目前博通交换芯片大致可分为三条产品线，分别为Tomahawk（超大规模云网络/存储网络/高性能计算等）、Trident（企业数据中心/园区/无线交换等）、Jericho（多用于机框式交换机，2009年收购Dune Networks发展而来）。
1991年，毕业于加州大学洛杉矶分校的Henry Samueli和Henry Nicholas共同创立了博通，为了解决计算机之间的连接问题，博通开发了调制解调器，也就是“光猫”，靠着这款产品，公司规模逐渐壮大起来。
1998年，博通成功上市。从此开始了疯狂的并购之路，如Maverick Networks，Epigram， Altocom, BlueSteel Networks等。
1999年收购Maverick Networks切入交换机/路由器领域，通过ASIC芯片实现二层交换、三层路由的功能。
在通信领域，2000年，博通以4.8亿欧元并购蓝牙和WiFi芯片制造商Innovent Systems、以6.1亿欧元并购电信和互联网提供商Altima Communications、以15亿欧元并购混合信号集成电路供应商Newport Communications、以7.3亿欧元并购电子工程解决方案提供商Element 14 Ltd、以28亿欧元并购面向Internet基础设施提供商市场的微处理器解决方案商SiByte；2004年到2012年间，陆续并购了WIDCOMM、Dune Networks、Beceem Communications、BroadLight等厂商。其中，2009年12月以1.78亿美元收购Dune Networks为博通引入了StrataDNX系列交换芯片。
在多媒体业务上，博通并购了Silicon Spice、Sand Video、Octalica、NetLogic Microsystems等厂商。其中，Silicon Spice主营业务为生产使电信设备在单个网络上处理语音，视频和数据的芯片，交易金额达14亿欧元；NetLogic Microsystems主要设计，开发和销售高性能处理器和高速集成电路，并购金额为28亿欧元。
另外，在存储业务上，博通并购了Gadzoox Networks' assets、RAIDCore、Sunext Design等厂商，逐渐深入布局该领域。
2015年，安华高科技（Avago，前身是惠普半导体的产品部门，1999年拆分成为安捷伦科技公司的一部分，2005年私募基金KKR和Silver Lake银湖资本以26亿美元收购安捷伦科技的芯片部门，成立Avago）以370亿美元收购博通。成为全球有线和无线通信半导体领域的领头羊。
StrataXGS
Trident系列 -> Trident 2(1.28Tb/s) -> Trident 2+(1.28Tb/s) -> Trident 3(3.2Tb/s)-> Trident 4(12.8Tb/s)
Tomahawk系列（3.2Tb/s） -> Tomahawk 2（6.4Tb/s） -> Tomahawk3(12.8Tb/s) >Tomahwak4 (25.6Tb/s)
StrataDNX
Jericho->Jericho2->Jericho2c->Jericho+
Babric Element(FE系列)
Qumran->Qumran MX->Qumran UX
