千兆以太网芯片及厂商地位详解

【导读】千兆以太网芯片及厂商地位详解

    以太网芯片市场规模庞大，而且比较稳固，但该市场每隔几年就会出现一次重大技术转变。该产业目前处于从快速以太网(FE)向千兆以太网(GbE)转变过程的末期。2005年，PC出货量超过2亿台，其中半数左右在主板上集成了GbE(LOM)网卡。其中大多数GbE LOM设计采用的是博通(Broadcom)、英特尔、Marvell和瑞昱(Realtek)的单芯片(MAC+PHY)控制器芯片。相比之下，2005年出货的以太网交换机端口中GbE不到三分之一。虽然博通、Marvell、Vitesse和杰尔(Agere)等公司的GbE 交换+PHY芯片组都已相当成熟，但许多企业用户仍愿意继续购买百兆工作组交换机，因此未来GbE交换芯片和PHY芯片出货量将有充足的增长空间。

    台式电脑和笔记本电脑是推动GbE控制器芯片出货量增长的主要因素。企业级PC设计要求具备ASF 2.0支持等远程管理特点，而消费PC设计则主要受成本驱动。博通和英特尔控制着一线PC OEM厂商中的GbE LOM设计，而Marvell则已通过主板ODM厂商的设计打入了白牌电脑(white-box)市场。虽然瑞昱缺乏对ASF 2.0的支持，但该公司正在随着GbE LOM向消费市场渗透而提高自己的份额。一种新的趋势是，通过系统逻辑芯片组集成的方式来替代独立的单芯片控制器芯片。英特尔最新推出的台式电脑和服务器平台集成了GbE MAC，通过一个外部英特尔PHY芯片激活。Nvidia也推出了具有集成式GbE MAC的芯片组，但该公司需依赖Marvell、杰尔、博通、瑞昱和Vitesse等公司的GbE PHY芯片。

2005年千兆以太网交换芯片厂商销售额分布

    在GbE控制器领域，单芯片设计已经出现好几年了。与此不同，集成继续是GbE交换机领域中的主要趋势。在低端SMB设计方面，Vitesse率先推出了一款8XGbE交换机芯片，在所有端口上都有集成的PHY。这款芯片还具有全面的Layer 2功能集，并集成了一个8051微控制器以运行智能交换设计中的Web控制台(web console)。博通随后也推出了一款单芯片8XGbE交换芯片，但芯片还需依赖智能设计中的一个外部处理器。最新的单芯片交换机设计来自杰尔，该公司的8XGbE器件集成了一个ARM7 CPU。杰尔、博通和Vitesse公司的8XGbE芯片还提供一个或多个GMII/RGMII端口，用于和路由器/网关设计中的外部处理器相连。

    由于最新款GbE PHY设计的每端口功耗亦高于500mW，因此目前的GbE交换芯片最多只能集成八个PHY，厂商把交换芯片与外部多端口PHY器件相结合。杰尔、博通和Vitesse推出了八端口PHY器件，而Marvell则提供四端口 PHY芯片组，与其交换芯片相配。所有这四家厂商都能提供具有24个GbE端口或更多端口的交换芯片。Vitesse是唯一一家把八端口 PHY集成到交换芯片上的厂商，因此将它的24XGbE设计的芯片数目减少至三个(一个交换芯片加上两个八端口PHY)。杰尔和博通供应四芯片设计，即一个交换芯片和三个八端口PHY；Marvell公司的四端口PHY使其需要七个芯片。集成对于总体功耗的影响不大，Vitesse的芯片组功耗仅比博通和Marvell的产品约降低了10%。

    在大型企业应用方面，博通、Marvell和杰尔提供具有万兆以太网(10GbE)上行链路端口的GbE交换芯片。博通公司的BCM56405和Marvell公司的DX285集成了24个 GbE端口和四个10GbE端口(24+4)，兼作堆叠端口。在典型的应用中，两个端口用于堆叠，其中两个10GbE端口用于上行链路和冗余上行链路。博通和Marvell公司的芯片是Layer 3交换，支持IPv4和IPv6路由。杰尔的ET5148集成了48个GbE端口和两个10GbE 端口(48+2)，从而更适用于固定配置设计。ET5148还支持少量静态IPv4或IPv6路由。杰尔和博通把它们各自的交换芯片与八口PHY相结合用作GbE端口，而Marvell则供应一种四口PHY。所有这三种芯片都采用XAUI端口用于连接到10GbE光学模块；博通公司的芯片还直接支持CX4布线。

    2005年，少数供应商占了GbE芯片销售额中的绝大部分。博通在GbE LOM控制器芯片和GbE switch+PHY芯片组市场均是龙头厂商。Marvell虽然在GbE商用市场起步较晚，但现在也在GbE switch+PHY芯片组领域稳居第二，在GbE控制器芯片领域排名第三。英特尔在GbE控制器市场占有较大的市场份额，仅次于博通，但它不再提供GbE交换芯片解决方案。Vitesse面向SMB市场推出了一系列有吸引力的交换芯片，但该公司财务状况不佳，可能被迫削减对以太网产品的投资。按销量计算，瑞昱是百兆以太网控制器市场中的龙头厂商，目前正在低端GbE控制器市场夺取份额。杰尔虽然是该市场中的后来者，但推出了业内独一无二的48端口GbE交换芯片。

    总体来看，GbE LOM解决方案正在日益变得通用化，但GbE交换芯片组仍有充足的差异化空间。但由于多家老牌供应商在供应多种GbE产品，所以其它新兴的芯片厂商很难打入GbE市场。因此初创公司的活动已转向10GbE，但该领域的商用化市场目前仍很小很小。