扒一扒PCIe Switch

如果说GPU是AI集群的心脏，那PCIe Switch就是服务器机箱里的交通路口，CPU、GPU、网卡、SSD的每一次数据交换，都要从它这里过闸。过去它不过是服务器里的沉默配角，直到大模型把单卡算力喂到极限、集群规模一路膨胀，这个常年被一家公司垄断的细分芯片，才以卡脖子的姿态站到聚光灯下。

PCIe Switch到底是什么？

要理解PCIe Switch，得先知道PCIe是个什么东西。PCIe（高速外围互连）是一套串行点对点、全双工的计算机总线协议，负责把CPU这个大脑和所有外设连起来。问题在于，CPU的根端口通道数量是有限的，而一台服务器要挂的GPU、网卡、SSD往往远超这个数，通道不够用了怎么办？PCIe Switch就是为解决这件事而生的。

它相当于一根总闸前的分配器，做三件核心的事：一是扩展（Fan-out），把CPU有限的x16/ x8上行通道，扩展成几十甚至上百条下行通道，去挂载更多终端设备；二是点对点直连（P2P），让GPU之间的数据交换可以直接走Switch、不必绕道CPU，大幅压低延迟；三是多主机（Multi-Host）与NTB（非透明桥），把一个I/O资源动态分配给多个主机、实现设备共享。

放在AI服务器里，它往往以星形拓扑出现：CPU接上行口，GPU、网卡、SSD挂在下行口。面向AI的高规格产品以104通道、144通道为主，典型代表是博通的PEX89104 与PEX89144。与之相对的是直连方案，CPU直接拉线到GPU，省去Switch，成本最低，2024年至2025年有很多的8卡服务器采用这种设计。

AI浪潮里，它从“配角”变成了“咽喉”

AI大模型时代彻底改写了PCIe Switch的身位。主流8卡训练服务器里，几乎所有的训练数据、模型参数、网卡通信请求，都必须经过PCIe Switch完成数据交换，没有旁路，没有备选路径，这就是产业界反复强调的“咽喉效应”。

国内PCIe Switch市场以算力场景为核心，AI服务器是最主要的应用市场，高通道Gen5芯片基本都落在这个赛道，企业全闪存存储是第二大应用场景，其余通用服务器、HPC高性能计算等领域整体占比较小。

根据赛迪顾问数据，2025年中国PCIe Switch市场规模约45.3亿元，其中AI服务器场景占76.7%，是市场增长的重要驱动力；预计2025年到2028年国内PCIe Switch市场规模的年复合增长约29.3%。而驱动逻辑也很直白：除了AI服务器市场的系统性增长外，过往训练或推理阶段CPU与GPU配比约1:4，推理阶段正向1:1乃至更高演进，服务器内部互联节点数量大幅增加，PCIe Switch的刚性需求被成倍拉动。

产业生态：博通独大，掉队者与闯入者

中国PCIe Switch市场正经历从“外资绝对垄断”向“国产加速替代”的格局重构。2025年，国内市场呈现“一超多强、梯队分化”的竞争态势，以AI服务器应用场景为例，博通以85%的份额居中国市场榜首；众星微、数渡等中国厂商紧随其后。

博通是全球绝对霸主，在国内PCIe 5.0 Switch细分市场，其市场份额达到89%，在国产芯片出现前甚至接近100%垄断。目前博通的技术护城河在于112G SerDes的Gen6能力和完整的产品线，以及与全球头部云服务商的生态关系。

全球市场份额第二名是Microchip，其在PCIe 4.0时代曾占优势，但在5.0这一代基本掉队、AI服务器市场几乎没有份额。

真正的新变量来自PCIe 6.0：Astera Labs（PCIe Retimer龙头）已于2024年10月发布Scorpio Smart Fabric Switch系列，宣称是业内首款PCIe 6.0交换芯片； Microchip也于2025年10月，发布了PCIe 6.0 Switch，产品系列名为 Switchtec™ Gen6，最高支持160 Lane；Marvell通过收购一家CXL厂商卡位，2026年3月在OFC发布Structera™ S 60260，260 Lane PCIe 6.0 Switch。

国产梯队：量产已破零，正在抢窗口。 国产替代从2025年开始实质推进，进度分化明显：

• 众星微作为光合组织核心成员，专注于服务器高速互连技术研发，其PCIe Gen5 Switch芯片已在国产AI服务器训练场景下实现规模出货，国内首个十万卡集群的应用是其代表应用之一。值得一提的是，10月15日，众星微发国内首款PCIe 6.0 144 Lane Switch，依托原生Fabric支撑XPU高速互连，CXL3.1提供内存池化能力。
• 数渡科技，已被万通发展收购，其PCIe5.0 Switch SD85系列已发布，包含48/104/144通道版本，104通道SD85104在2025Q4量产；
• 芯动科技已推出104/120通道的PCIe Gen5 Switch芯片GX9104/GX9120；
• 青芯半导体的PCIe Gen5 Switch WL-G5144，于2026年4月正式发布，144通道。

从工艺代差层面能够直观看到差距，国内厂商当前制程水平整体落后海外头部厂商；面向下一代产品，双方依旧会维持一代左右的工艺差距。在核心 IP 层面，高速 SerDes 与 PCIe 控制器的成熟商用方案仍以海外厂商为主，国内相关 IP 企业虽已实现布局，但产品成熟度仍有待提升。

PCIe开放生态 vs 各大厂私有生态

PCIe依然是所有算力系统的通用地基，只是它的角色正在被更清晰地定义。

在今天的AI服务器里，PCIe承担的职责高度一致：设备枚举、控制面交互、外设接入。GPU、NPU、网卡、SSD上电后被谁发现、地址空间如何分配、CPU如何下发指令，这套流程仍由Root Complex—Switch—Endpoint的树形拓扑完成。它是开放生态的最大公约数。

而在决定算力上限的那条链路上，私有协议确实已经接手。

英伟达是典型样本：GPU之间的高带宽Scale-up由NVLink+NVSwitch承担，CPU与GPU的紧耦合封装则依赖NVLink-C2C。

国产厂商也陆续交出了各自的答卷。

华为昇腾遵循同样的分层逻辑，CPU与NPU的设备枚举、控制交互及外设接入依托 PCIe，多卡机型还会搭配PCIe Switch​扩展通道，但柜内AI ASIC芯片之间的大规模算力数据传输走自研HCCS（新一代升级为灵衢互联）​私有链路，卡间高带宽Scale-up流量不跑在PCIe上。

海光信息的HSL（Hygon System Link）着力点不在替代某一条链路，而在统一GPU-to-GPU、CPU-to-GPU、CPU-to-CPU、GPU-to-NIC、GPU-to-SSD全部收敛到同一协议体系下，配套HySwitch交换芯片，是一条以CPU为中心、半开放的国产总线路线。

摩尔线程的MTLink​走专有Scale-up协议，从S4000的240 GB/s演进到第二代支持的单机8卡全互联，并以MTLink Bridge​兼容标准PCIe服务器.

沐曦的MetaXLink​在单芯片集成7个互连接口，支持2-128卡的Full-Mesh、Hybrid Cube Mesh等拓扑，突破 PCIe在带宽与延迟上的限制。

壁仞科技的BLink​单组×8链路双向带宽64GB/s，最高8卡全互联，其BLink 2.0进一步引入内存语义互连与在网计算，并用NPO光互连、分布式解耦架构把超节点扩展到1024卡。

由此可以观察到一条清晰趋势：柜内xPU高速互联正越来越多地采用自研私有路线，不再单纯依赖PCIe承载卡间高带宽算力流量。

但把这理解为“开放生态退潮”并不准确。更贴切的说法是分工线在重新划定：PCIe管“接入与可管理”，私有协议管"性能与规模"。两者不是替代关系，而是叠层关系，任何一台 AI服务器，PCIe树依然完整存在，只是高带宽数据找到了更短的旁路。

值得指出的是，开放一侧也并未停步：PCIe向Gen6/Gen7持续提速，PCIe Switch因 AI服务器的扇出与池化需求而市场快速扩容，CXL在PCIe物理层之上构建内存池化，UALink则以开放标准正面切入Scale-up层。

对国产算力而言，真正的考题不在选哪条路，而在于：走私有路线的，能否同时把带宽、时延和软件栈一起做出来；走开放路线的，能否在生态协同中兑现规模。

供需撕裂：缺货、涨价与替代窗口

PCIe 与各类私有互联协议并行演进，二者并非此消彼长。相反，AI算力建设的爆发催生海量硬件需求，进一步放大了底层互连芯片的供给缺口，PCIe Switch的供需矛盾也随之凸显。

博通主力型号PEX89104、PEX89144长期处于供货紧张状态，其中PEX89104凭借均衡的通道规格与成本优势，是单机8卡AI服务器方案的首选，采用两颗芯片即可满足绝大多数整机的互联需求，也是市场需求量最大的单品。

博通该系列产品常规标准交付周期约52周，2026年供应链紧张加剧阶段，部分订单交付周期甚至拉长至一年以上。供需失衡之下，现货市场价格持续上行，自2026年起PEX89104现货涨幅至少达到50%。

芯片缺货与国产化进程呈现相互咬合的联动关系。一方面，GPU算力卡、以太网交换芯片、PCIe Switch等数据中心核心互连芯片同步紧缺，下游服务器厂商出于供应链安全考量普遍加大备货、超额锁单，进一步放大供需缺口；另一方面，海外芯片供应的不确定性，也成为国产PCIe Switch实现替代的重要催化剂。当前OEM与ODM厂商大多采用双路线备货策略，同步储备“博通方案+国产方案”两套技术选型。一旦海外供应链出现波动，或是产业政策对国产算力硬件形成倾斜，国产芯片的市场份额将从低基数起步稳步提升。

以国内AI服务器存量与新增规模测算，若国内AI服务器总量约50万台，单机平均使用2颗芯片，以及未来推理需求带来CPU：GPU比例提升对PCIe Switch的增量需求，对应的年需求总量即可突破100万颗，国产替代的市场空间清晰可观。

结语

算力竞争不止于AI芯片，服务器内部的互连通信同样决定集群上限。PCIe与私有互联协议各司其职、叠加共存，共同支撑大模型时代海量的数据交互。

PCIe Switch这枚曾经的配角，如今成为算力供应链的关键卡点。在海外供给波动与国内智算建设的双重驱动下，国产厂商迎来难得的产业窗口期。但替代并非一蹴而就，从芯片设计、高速IP到整机适配、大规模集群验证，仍需长期持续投入。