商用交换芯片容量处于每两年翻一番的快速增长

图24：商用交换芯片容量处于每两年翻一番的快速增长图25：交换机密度每两年翻一番 102400 76800 51200 25600 0

3nm

数据来源：菲魅通信官网、开源证券研究所资料来源：菲魅通信官网、开源证券研究所

高性能交换芯片和光模块的使用导致网络设备功耗大幅增加。光模块速率的提升带来功耗大幅增加。400G早期功耗为10-12w，预计长期功耗为8-10w，800G功耗约为16w。以英伟达QM9700交换机为例，具有64个400G端口，若满载光模块，单台交换机对应的功耗就高达640w以上。

50 40 30 20 10 0 40080016003200

以太网模块单位bit功耗（pJ/bit）

相干模块单位bit功耗（pJ/bit）

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交换芯片数据吞吐量提升带动SerDes速率的提升，SerDes功耗也呈上升趋势。

SerDes是网络设备的核心器件，负责光模块和网络交换芯片的连接。将交换芯片输出的并行数据，转换成串行数据进行传输。在接收端，再将串行数据转换成并行数据。在102.4Tbps时代，SerDes速率需要达到224G，芯片SerDes功耗预计会达到

300W。受PCB材料工艺的限制，当SerDes速率增加时，为了保障信号的高质量传

输，信号传输距离将会相应缩短。当SerDes速率达到224G时，最多只能支持5-6

英寸的传输距离，这使得交换芯片和光模块之间的封装距离需要进一步缩短。

综上所述，AI算力的发展导致高性能交换芯片、高速率SerDes及光模块的渗透率加速提升，带来数据中心网络设备的功耗大幅提升。设备厂商Cisco的数据显示，2010-2022年全球数据中心的网络交换带宽提升了80倍，背后的代价是交换芯片功耗提升约8倍，光模块功耗提升26倍，交换芯片SerDes功耗提升25倍。