在IT中，芯片主要分為兩類，一類是用于提高算力和存儲(chǔ)能力的CPU、GPU、DPU，另一類就是起通信和連接作用的網(wǎng)絡(luò)交換芯片，也叫以太網(wǎng)交換核心芯片。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)交換芯片相當(dāng)于服務(wù)器里的CPU。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，海量數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)交換芯片在數(shù)據(jù)中心、承載網(wǎng)、核心骨干網(wǎng)等“信息高速公路”交流交換。但中高端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的核心芯片市場(chǎng)目前仍被海外企業(yè)壟斷。

啟明創(chuàng)投投資企業(yè)、高端網(wǎng)絡(luò)芯片初創(chuàng)企業(yè)云合智網(wǎng)創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官曹圖強(qiáng)日前在接受澎湃新聞（www.thepaper.cn）專訪時(shí)表示，博通（Broadcom）等美國企業(yè)在這一領(lǐng)域獨(dú)占鰲頭，約占全球市場(chǎng)的80%-90%。中國的系統(tǒng)廠商能提供一些高端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但設(shè)備里的交換機(jī)用的仍是國外芯片。

21世紀(jì)初，數(shù)據(jù)中心的交換機(jī)芯片在美國硅谷也剛開始起步，10多年后國外“已經(jīng)完全起飛了”。曹圖強(qiáng)說，如果用鐵路系統(tǒng)來比較，國外已經(jīng)處在高鐵時(shí)代，而國內(nèi)還是傳統(tǒng)火車時(shí)代。如果想在IT上提高算力、讓AI落地應(yīng)用，沒有一個(gè)核心的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就只是空談。

云合智網(wǎng)創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官曹圖強(qiáng)

曹圖強(qiáng)曾任世界領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)科技公司全球副總裁，并在行業(yè)深耕20多年，去年11月底成立云合智網(wǎng)，今年10月宣布完成兩輪總計(jì)近4億元融資。

網(wǎng)絡(luò)交換芯片是曹圖強(qiáng)的老本行。他認(rèn)為，國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)交換芯片研發(fā)痛點(diǎn)在于沒有經(jīng)驗(yàn)和沉淀，對(duì)芯片架構(gòu)演化的了解較為缺乏，對(duì)芯片的新技術(shù)把握對(duì)標(biāo)國際水平仍有差距。而國產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)交換芯片的發(fā)展要從火車速度提到高鐵速度，不能在傳統(tǒng)架構(gòu)上修修補(bǔ)補(bǔ)，必須采用新的架構(gòu)、新的技術(shù)、新的標(biāo)準(zhǔn)以及先進(jìn)制程工藝。

01/
讓數(shù)據(jù)在信息高速公路暢通流動(dòng)

提起IT，人們往往會(huì)聯(lián)想到服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等。其中，網(wǎng)絡(luò)作為連接者，將服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有機(jī)連接，提高信息處理能力和大數(shù)據(jù)分析能力。

而以太網(wǎng)是應(yīng)用最普遍的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以太網(wǎng)交換機(jī)能同時(shí)連通多對(duì)端口，使每一對(duì)相互通信的主機(jī)都能無沖突傳輸數(shù)據(jù)。

曹圖強(qiáng)介紹，比如在數(shù)據(jù)中心里，一個(gè)機(jī)架有10-15臺(tái)服務(wù)器，100個(gè)機(jī)架就意味著有上千臺(tái)服務(wù)器。這些服務(wù)器依靠以太網(wǎng)交換機(jī)連接，每個(gè)機(jī)架上至少有兩臺(tái)以太網(wǎng)交換機(jī)，由此集中起來的算力才能真正體現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的算力。

這種集中的算力要求網(wǎng)絡(luò)連接高帶寬、低延遲，在高帶寬的“信息高速公路”上以最低延遲的方式將信息匯集起來，讓數(shù)據(jù)中心的算力非線性增長(zhǎng)。而以太網(wǎng)交換核心芯片就像大腦中的血管，在其中起到重要支撐作用。

在IT中，芯片主要分為兩類，一類是用于提高算力和存儲(chǔ)能力的CPU、GPU、DPU，另一類就是起通信和連接作用的網(wǎng)絡(luò)交換芯片。交換機(jī)、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的以太網(wǎng)交換核心芯片相當(dāng)于服務(wù)器里的CPU，它讓網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)得以真正實(shí)現(xiàn)。

海量數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)交換芯片在數(shù)據(jù)中心、承載網(wǎng)、核心骨干網(wǎng)等“信息高速公路”交流交換。為了支持?jǐn)?shù)據(jù)暢通流動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)交換芯片的首要指標(biāo)就是吞吐率。

比如2019年底，美國博通公司支持400GbE以太網(wǎng)端口的Tomahawk 4芯片問世，其25.6Tb/s的吞吐率滿足了高端數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的最高規(guī)格需求。單芯片支持64個(gè)400G端口、128個(gè)200G端口或256個(gè)100G端口。

“今天互聯(lián)網(wǎng)公司已經(jīng)不是萬兆網(wǎng)的連接了，都是25G、100G的服務(wù)器連接。連接以后要保證算力和低延遲，如果每個(gè)交換機(jī)傳送速度太慢，就會(huì)影響算力?！?/span>

網(wǎng)絡(luò)交換芯片的主要影響參數(shù)還有端口，端口數(shù)量提升能提供低延遲等性能。曹圖強(qiáng)介紹，比如互聯(lián)網(wǎng)廠商數(shù)據(jù)中心服務(wù)器對(duì)交換機(jī)的要求是能支持128個(gè)200G端口或64個(gè)400G端口，這意味著要用到全球最領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)交換芯片。

“全球的互聯(lián)網(wǎng)公司對(duì)網(wǎng)絡(luò)交換芯片的需求不斷增長(zhǎng)。25.6Tb/s的前一代是支持128個(gè)100G端口的芯片，所以網(wǎng)絡(luò)交換芯片在不斷增加密度、帶寬，還要降低時(shí)延和功耗?！?/span>

02/
中高端網(wǎng)絡(luò)芯片市場(chǎng)被海外企業(yè)壟斷

據(jù)第三方機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，全球數(shù)據(jù)中心的資本支出將超過2000億美元，其中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支出占比超20%。

市場(chǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)交換芯片的需求越來越高，但中高端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的核心芯片市場(chǎng)目前仍被海外企業(yè)壟斷。全球以太網(wǎng)交換核心芯片主要來自美國科技巨頭博通等企業(yè)，這些企業(yè)在這一領(lǐng)域可謂獨(dú)占鰲頭。

“中國的系統(tǒng)廠商實(shí)際上能提供一些高端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但設(shè)備中最核心的交換機(jī)芯片仍來自于海外企業(yè)?！被乜磭鴥?nèi)以太網(wǎng)交換核心芯片的發(fā)展，曹圖強(qiáng)直言“相對(duì)來說的確非常落后”。

21世紀(jì)初，數(shù)據(jù)中心的交換機(jī)芯片在美國硅谷也剛開始起步，10多年后國外“已經(jīng)完全起飛了”?！澳壳叭蛞呀?jīng)是25.6Tb/s的時(shí)代，但中國還停留在1.8Tb/s和2.4Tb/s的技術(shù)架構(gòu)里?！?/span>

曹圖強(qiáng)說，如果用鐵路系統(tǒng)來比喻網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，那么國外已經(jīng)處在高鐵時(shí)代，而國內(nèi)還是傳統(tǒng)火車時(shí)代。如果想在IT上提高算力、讓AI落地應(yīng)用，沒有一個(gè)核心的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就只是空談。

“大概是2008年到2010年，我們發(fā)現(xiàn)國內(nèi)骨干網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模其實(shí)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了美國。從需求市場(chǎng)的角度來說，我們的規(guī)模已經(jīng)很大了，但在供給角度，當(dāng)時(shí)從系統(tǒng)到系統(tǒng)內(nèi)的芯片和軟件，這些都是國外的產(chǎn)品。”啟明創(chuàng)投執(zhí)行董事陳南對(duì)澎湃新聞（www.thepaper.cn）表示，同樣的事情今天也在發(fā)生。

“云計(jì)算時(shí)代到來，數(shù)據(jù)中心也好，大家熟知的4G、5G也好，都有類似的情況。”陳南說，必須有新的、更高級(jí)的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)和技術(shù)引進(jìn)，做中國自己的網(wǎng)絡(luò)交換芯片和操作系統(tǒng)，而非亦步亦趨。從底層技術(shù)創(chuàng)新構(gòu)建出來的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)或云架構(gòu)，才能更好滿足中國的發(fā)展需求。

“這也是我們的想法，我們的定位就是在中國本土設(shè)計(jì)出能夠?qū)?biāo)國際最領(lǐng)先的高端網(wǎng)絡(luò)芯片?！?020年11月，曹圖強(qiáng)和另外四位創(chuàng)始人共同創(chuàng)立云合智網(wǎng)，到今年10月完成兩輪總計(jì)近4億元融資，分別由啟明創(chuàng)投和中網(wǎng)投領(lǐng)投。

成立半年時(shí)間，云合智網(wǎng)完成芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)，明年夏天將實(shí)現(xiàn)芯片各模塊前端設(shè)計(jì)、驗(yàn)證以及后端的布線，預(yù)計(jì)到明年底網(wǎng)絡(luò)交換芯片開始流片。

03/
國產(chǎn)高端網(wǎng)絡(luò)交換芯片研發(fā)痛點(diǎn)

全球網(wǎng)絡(luò)交換芯片的吞吐率已能達(dá)到25.6Tb/s，曹圖強(qiáng)預(yù)測(cè)，下一代將會(huì)是51.2Tb/s。國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)交換芯片的發(fā)展要從火車速度提到高鐵速度，不能在傳統(tǒng)架構(gòu)上修修補(bǔ)補(bǔ)，而是要采用新的架構(gòu)、新的技術(shù)、新的標(biāo)準(zhǔn)以及先進(jìn)制程工藝。

而國內(nèi)以太網(wǎng)交換核心芯片研發(fā)痛點(diǎn)在于，沒有經(jīng)驗(yàn)和沉淀來開發(fā)這類高端芯片。“怎樣做高端芯片的設(shè)計(jì)，國內(nèi)還是有一定的差距，主要是架構(gòu)問題。”曹圖強(qiáng)認(rèn)為，國內(nèi)對(duì)芯片架構(gòu)演化的了解較為缺乏，對(duì)芯片的新技術(shù)把握同國際相比仍有差距。

“今天我們談到要做25.6Tb/s的芯片時(shí)，談到的是7nm或5nm的技術(shù)。所以技術(shù)需要不斷沉淀，而不是說做了90nm的技術(shù)，第二天就能做5nm的技術(shù)，這之間的差距太大了。”

除了優(yōu)秀架構(gòu)師人才稀缺，在對(duì)國內(nèi)市場(chǎng)一年多的觀察中，曹圖強(qiáng)發(fā)現(xiàn)，開發(fā)工程師和驗(yàn)證工程師也較為缺乏。“現(xiàn)在中國市場(chǎng)非常熱，有很多芯片公司，比如做CPU、GPU和DPU的等等，對(duì)我們市場(chǎng)的消耗很大?！?/span>

但不可否認(rèn)的是，國內(nèi)從業(yè)10年甚至15年以上的工程師數(shù)量龐大，“當(dāng)你把架構(gòu)做好，讓他們進(jìn)來做研發(fā)時(shí)，他們的能力和速度都是非常驚人的。”

高端芯片國產(chǎn)化之路如何開拓？曹圖強(qiáng)認(rèn)為，通過資本運(yùn)作收購國際芯片公司的做法對(duì)芯片國產(chǎn)化的實(shí)際效果并不大。他更看好通過創(chuàng)業(yè)公司的形式，掌握高端架構(gòu)和核心技術(shù)，并同國內(nèi)成長(zhǎng)起來的從業(yè)10年-15年的工程師配合，“他們做了一兩代芯片后，可以成為架構(gòu)設(shè)計(jì)者?！?/strong>