Scale-Up 互联产业深度研究报告
摘要
Scale-Up（纵向扩展）互联是指在单一高带宽域（High-Bandwidth Domain, HBD）内，将数十至数千张 AI 加速卡以内存语义、超低时延、超大带宽的方式直接互联的技术体系，与之相对的是以以太网/InfiniBand 跨机柜组网的 Scale-Out（横向扩展）。随着大模型进入万亿参数 MoE 时代，All-to-All 通信成为主要瓶颈，Scale-up 域的规模直接决定单个大模型可高效训练与推理的边界，“超节点”由此成为 AI 基础设施竞争的核心战场。本报告的核心结论如下：
•技术格局：NVIDIA NVLink 仍是当前最成熟、份额最高的 Scale-up 方案（第五代 NVLink 单 GPU 双向带宽 1.8 TB/s，NVL72 域内聚合带宽 130 TB/s）；开放阵营中，UALink（AMD、Intel、Google、Microsoft 等九家发起）、博通主导的 SUE（Scale-Up Ethernet）与 OCP 的 ESUN 正在合流，以太网路线成为对抗 NVLink 封闭生态的产业共识 (Obsidian Publish) 。•市场规模：LightCounting 预测 2027 年全球 Scale-Up 交换芯片市场规模达 140 亿美元，对应约 438 亿美元的 Scale-Up 交换机增量市场，届时将超过以太网与 InfiniBand 市场之和；Astera Labs 预计开放（merchant）Scale-up 交换市场 2030 年将达 200 亿美元。•投资主线：竞争已从”芯片算力”延伸到”互联标准与平台整合”——NVIDIA 以 50 亿美元入股 Intel、20 亿美元入股 Marvell，以 NVLink Fusion 收编第三方 XPU 生态；AMD 则以 UALink + Helios 机架绑定 OpenAI、Meta 各 6GW 订单；Marvell 以 32.5 亿美元收购光互联公司 Celestial AI (NVIDIA Newsroom) 。•国内外差距：国内在系统架构层面已局部反超（华为 Atlas 950 SuperPoD 支持 8192 卡全光互联，域规模是 NVIDIA NVL144 的 56.8 倍），但在单芯片带宽、SerDes IP（112G 刚突破、224G 依赖海外授权）、高端交换芯片量产节奏上仍落后海外一至两年；国内渗透率节奏被券商判断为”较海外晚一年” (ifeng.com) 。•演进方向：带宽每一至两年翻倍（NVLink 6 → 3.6 TB/s）、域规模从机柜走向多机柜、介质从铜走向光（CPO/NPO/全光 Mesh）、协议从封闭走向开放与融合，Scale-up 与 Scale-out 边界正在消融 (PhotonCap) 。一、Scale-Up 互联的基本概念与背景
1.1 定义：Scale-Up 与 Scale-Out 的分野
AI 集群的网络通常被划分为两张物理与逻辑特性截然不同的 fabric。Scale-up（纵向扩展） 解决”一个计算域内部”的互联问题：在一个机柜或相邻几个机柜之内，让多张 GPU/NPU 之间以接近访问本地显存的语义互相访问对方的高带宽内存（HBM），其典型特征是内存语义（load/store 直接寻址）、亚微秒级时延、每卡 TB/s 级带宽、全互联（all-to-all）拓扑。Scale-out（横向扩展） 解决”域与域之间”的互联问题：通过以太网或 InfiniBand 网卡、以 RDMA 报文方式把成千上万个节点连成集群，其单链路带宽通常只有 Scale-up 的约八分之一，时延高一个数量级以上 (Obsidian Publish) 。两者之间的”带宽悬崖”决定了：凡能放进 Scale-up 域内完成的通信（尤其是 MoE 专家层的 All-to-All 与推理 Decode 阶段的逐 token 同步），就不应溢出到 Scale-out 网络上，否则吞吐将出现断崖式下跌 (Obsidian Publish) 。“超节点”（SuperPoD/Supernode）是 Scale-up 技术的产品化形态。这一概念最早由 NVIDIA 提出，指以超大带宽互联 16 卡以上 GPU 的 Scale-up 系统；其 NVL72 超节点将 36 颗 Grace CPU 与 72 颗 Blackwell GPU 集成进一个液冷机柜，构成一个行为上”像一颗巨型 GPU”的统一计算实体 (搜狐) 。此后”超节点”被产业界泛化为一切具备超大带宽、超低时延、统一内存编址的 Scale-up 高带宽域产品，国内华为、中兴、新华三、超聚变、中科曙光等厂商均推出了各自的超节点方案 (搜狐) 。
1.2 大模型时代为什么必须 Scale-Up
Scale-up 需求的爆发根植于模型架构的变迁。混合专家（MoE）模型的专家层需要任意 GPU 上的 token 都能路由到任意其他 GPU 上的专家，天然对应 All-to-All 通信模式，而这恰好只能由全互联的 Scale-up fabric 高效承载；Scale-up 域的大小因此事实上限定了单个 MoE 层可以做到的规模——Hopper 时代 8 卡 × 80 GB HBM 的域只有 640 GB 显存，难以容纳超大专家层，Blackwell NVL72 的 72 卡 × 192 GB 提供约 13 TB 域内显存，才使数万亿参数 MoE 的训练与推理具备工程可行性 (Obsidian Publish) 。推理侧同样如此：Decode 阶段每生成一个 token 都要求域内全部加速卡完成一次同步，最慢的一条链路决定整域的步长时间，Scale-up fabric 的带宽与时延直接换算成 token 产出速率与推理性价比 (Lightmatter) 。NVIDIA 的实测数据显示，GB200 超节点相较 H100 单卡算力提升 2.5 倍，训练效率提升 4 倍，推理效率提升高达 30 倍，这是”谁先做出超节点，谁就先把成本和性能打下来”的直接依据。从系统视角看，Scale-up 还是对冲单芯片算力受限的系统级杠杆。当先进制程受限、单卡性能难以继续线性提升时，“算力 = 单卡性能 × 卡数 × 互联效率”，把后两项拉满成为可行路径——这正是华为在昇腾芯片受制程约束下选择”超节点+集群”路线的底层逻辑 (eastmoney.com) 。因此 Scale-up 互联已从一种”锦上添花”的架构优化，演变为决定 AI 基础设施竞争力的战略技术，其上游牵动 SerDes IP、交换芯片、光器件/CPO、高速铜缆与连接器，下游决定万卡乃至十万卡集群的有效算力利用率（MFU）。
1.3 技术栈与关键评价指标
评价一套 Scale-up 方案的核心指标可归为四类。带宽：包括单卡互联带宽（如 NVLink 5 的 1.8 TB/s 双向）与域内聚合带宽（如 NVL72 的 130 TB/s） (PhotonCap) ；时延：跨柜卡间时延是当前工程极限所在，业界最优水平已从约 3 微秒压向数百纳秒——华为灵衢 2.0 宣称单跳时延从 2 微秒降至 200 纳秒，博通 Tomahawk Ultra 在 SUE 模式下可实现低于 400 纳秒的 XPU 间通信 (电子工程专辑 EE Times China) ；域规模：单一高带宽域可互联的加速卡数量，从 8 卡一路演进至 512–1024 卡乃至 8192 卡 (setloop.io) ；语义与拓扑：是否原生支持内存语义、集合通信硬件卸载（in-network compute）、统一内存编址与全对等（无收敛）互联 (新浪财经) 。协议栈层面，当前方案可分为三代技术源流：一是私有总线系（NVIDIA NVLink/NVSwitch、华为 UB/灵衢、AWS NeuronLink、Google ICI），性能领先但生态封闭；二是开放标准系（UALink、OISA），由产业联盟定义，强调跨厂商互通；三是以太网改造系（Broadcom SUE、OCP ESUN、腾讯 ETH-X、阿里 ALS 等），复用最成熟、参与者最多的以太网 PHY 与生态，通过精简报文头、内存语义扩展与低时延 FEC 来满足 Scale-up 要求 (MDPI) 。此外，PCIe/CXL 作为 CPU-GPU 间互联的存量标准，仍在中小规模 Scale-up 域中扮演过渡角色，Astera Labs 的 Scorpio 系列 PCIe 6 交换芯片即定位于此，并已扩展至 320 通道的内存语义 AI fabric (Astera Labs) 。
二、主要厂商、市场份额与投资关系
2.1 产业格局总览：三大阵营
全球 Scale-up 互联产业已形成清晰的三大阵营，其核心玩家、代表协议与商业状态如下表所示。 | 主导厂商 | 代表协议/产品 | 域规模目标 | 单通道/单卡带宽 | 商业状态（截至2026年中） |
私有封闭 | NVIDIA | NVLink 5 + NVSwitch（GB200/GB300 NVL72） | 72卡（NVL72）→ 144卡 → 576卡（Kyber）<o:page data-nest-level="8"> | 单卡双向 1.8 TB/s（NVLink 5）；3.6 TB/s（NVLink 6） | 已大规模量产出货，绝对主导(PhotonCap) |
私有封闭 | 华为 | 灵衢 UB 1.0/2.0（Atlas 900/950） | 384卡 → 8192卡 | 单卡互联带宽 2 TB/s（昇腾950DT） | CloudMatrix 384 已商用部署 300 余套(新浪财经) |
开放标准 | UALink 联盟（AMD/Intel/Google/Microsoft/Meta/AWS 等九家发起，成员超百家） | UALink 200G 1.0（2025年4月发布）、UALink 2.0 | 最多 1024 加速器 | 200 Gbps/lane | 规范已发布，首批 UALink 交换芯片 2026 年面世，收入贡献自 2027 年起(Business Wire) |
开放标准 | 中国移动牵头的 OISA 生态 | OISA 1.1/2.0 | 最多 1024 卡 | TB/s 级卡间带宽 | 2.0 协议 2025 年 8 月发布，商用 IP 已推出(新浪财经) |
以太网系 | 博通 | SUE + Tomahawk Ultra（51.2 Tbps，250 ns） | 最多 1024 加速器 | 51.2 Tbps 交换容量 | 2025 年 7 月发货(IT之家) |
以太网系 | OCP/ESUN（Meta 联合博通、NVIDIA、AMD 等） | ESUN（数据链路层标准） | 跨厂商互通 | — | 2025 年 OCP 全球峰会推出(sdyanbao.com) |
以太网系（国内） | 腾讯/信通院（ETH-X）、阿里（ALS）、字节（自研） | ETH-X、ALink System、EthLink | 128–256 卡级 | 单柜百 TB/s 级吞吐 | ETH-X 原型机 2025 年 4 月点亮(微信公众平台) |
需要强调的是，三大阵营并非彼此隔绝：UALink 的物理层兼容标准以太网（IEEE 802.3dj），ESUN 只是数据链路层标准、其传输层可以选择 SUE 也可以选择 UALink 协议，因此”以太网化”与”UALink 化”正在同一条 PHY 生态上合流，共同对抗 NVLink 的封闭体系 (MDPI) 。
2.2 NVIDIA：从技术垄断到生态收编（NVLink Fusion）
NVIDIA 是 Scale-up 领域事实上的规则制定者。NVLink 自 2014 年提出、2016 年随 P100 商用以来保持约两年一代的节奏，单 GPU 双向带宽从 NVLink 1 的 160 GB/s 提升至 Blackwell 时代 NVLink 5 的 1.8 TB/s，GB200 NVL72 机柜内 72 卡全互联聚合带宽达 130 TB/s；Rubin 代际的 NVLink 6 将单卡带宽翻倍至 3.6 TB/s，Vera Rubin NVL72 机柜提供 260 TB/s Scale-up 带宽；2027 年下半年的 Rubin Ultra 将以”Kyber”机架把域规模推至 NVL576（144 颗四芯粒封装、576 个计算芯粒），2028 年 Feynman 代际已在路线图之上 (MDPI) 。NVIDIA NVLink 单GPU互联带宽演进
更具产业意义的是 NVIDIA 自 2025 年起从”封闭自用”转向”生态收编”。2025 年 5 月 Computex 上发布的 NVLink Fusion 允许第三方芯片厂商通过授权 NVLink/NVLink-C2C IP 与桥接芯粒，把自研 CPU/XPU 接入 NVIDIA 的机架级 Scale-up 体系，首批伙伴包括联发科、Marvell、世芯（Alchip）、Astera Labs、Synopsys、Cadence，富士通与高通则计划以定制 CPU 搭配 NVIDIA GPU；此后 Intel、三星代工、创意电子（GUC）相继加入，2026 年 6 月光互联公司 Lightmatter 也宣布将其 Passage CPO/NPO 产品纳入 NVLink Fusion 生态 (nvidia.com) 。这意味着 NVLink 正从”NVIDIA 私有互联”演变为”AI 基础设施的通用底座”，其战略意图是在 UALink 成熟之前，先把第三方定制芯片的设计入口锁定在自己的互联标准上。
2.3 开放阵营：UALink、SUE 与 ESUN
UALink 联盟于 2024 年 5 月发起、2024 年 10 月注册成立，发起董事会成员为 AMD、Astera Labs、AWS、思科、Google、HPE、Intel、Meta、微软九家，2025 年 1 月阿里巴巴、苹果、Synopsys 加入董事会；至 2025 年中成员已超百家，覆盖云厂商、芯片商、IP 商与整机 OEM，国内盛科、联想、澜起科技等也以贡献者身份参与 (Business Wire) 。UALink 200G 1.0 规范于 2025 年 4 月正式发布，单通道 200 Gbps、单域最多 1024 个加速器，支持原生内存语义与显存共享；2026 年联盟进一步发布 UALink 2.0，新增在网计算（In-Network Compute）、机密计算与多路径路由能力 (MDPI) 。商业化方面，AMD 已宣布 MI430X/MI440X/MI455X 将成为首批支持 UALink 的 GPU，Astera Labs 预计首批 UALink 交换芯片 2026 年面世、2027 年起贡献收入 (DatacenterDynamics) 。以太网路线由博通率先破局。2025 年 7 月博通发布并发货 Tomahawk Ultra 交换芯片：在 51.2 Tbps 吞吐下实现 250 纳秒交换时延，报文头从 46B 压缩到 10B 仍保持以太网合规，支持其主推的 SUE（Scale-Up Ethernet）规范，SUE 模式下 XPU 间通信时延低于 400 纳秒、可扩展至 1024 个加速器，并另提供精简变体 SUE-Lite (IT之家) 。2025 年 10 月 OCP 全球峰会上，Meta 联合博通、NVIDIA、AMD 等主要玩家进一步推出 ESUN（Ethernet for Scale-Up Networking），将以太网在 Scale-up 场景的标准化推向产业共识；云厂商中 Google 与 AWS 正逐步转向以太网 Scale-up，Meta 与 Microsoft 则原生支持该路线 (sdyanbao.com) 。以太网路线的核心竞争力不在于单点性能，而在于生态：最成熟的供应链、最多的参与者、与 Scale-out 同构组网带来的网卡与运维成本节约 (小牛行研) 。
2.4 交换芯片与互联芯片厂商：份额与卡位
Scale-up 的核心增量在交换环节。GB200 NVL72 机柜相较传统 8 卡服务器新增 9 个 Switch Tray，价值量显著提升，交换芯片由此成为”再造一个市场”的赛道 (查股网) 。当前全球高端以太网交换芯片市场几乎被博通与 Marvell 两家美企垄断，合计市占率超过 60%，若仅计商用（第三方）芯片则份额超过 90% (雪球) 。在 Scale-up 专用方向：博通以 Tomahawk Ultra 卡位 SUE 路线；Astera Labs 从 PCIe retimer 起家，其 Scorpio X 系列 320 通道 AI fabric 交换芯片 2026 年一季度开始出货，公司预计开放 Scale-up 交换市场 2030 年将达 200 亿美元，并给出了”2030 年 Scale-up 为公司带来 50 亿美元收入机会”的指引；Marvell 则凭借超过 50 个、总价值 750 亿美元的定制芯片管线，同时为以太网与 UALink fabric 设计 Scale-up 交换芯片 (Astera Labs) 。国内厂商中，盛科通信 25.6T 芯片已量产并在国产 Scale-up 柜内以太网芯片市场占据领先份额、51.2T 于 2026 年 6 月完成回片，中兴通讯凌云 51.2T 芯片 2025 年底实现量产（以自用为主），二者构成国产交换芯片双雄 (tgb.cn) 。互联芯片/器件层面同样值得记录：Astera Labs 2026 财年 Q1 营收 3.084 亿美元、同比增长 93%，PCIe 6 产品已占收入三分之一以上，是 Scale-up 开放生态景气度的直接风向标 (Astera Labs) ；澜起科技正从 PCIe retimer 向 PCIe Switch 延伸，数渡科技等则切入 PCIe Switch 国产替代；光互联方向上，Lightmatter、Celestial AI（已被 Marvell 收购）、曦智科技等把 CPO/光交换引入 Scale-up 域，曦智联合壁仞、中兴在 2025 年 WAIC 推出了分布式光互连 GPU 超节点方案”光跃 LightSphere X” (The Next Platform) 。
2.5 市场规模与份额测算
权威机构对 Scale-up 市场的量化预测高度一致地指向”爆发前夜”。LightCounting 预测 2027 年全球 Scale-Up 交换芯片市场规模 140 亿美元，对应约 438 亿美元的 Scale-Up 交换机增量市场，届时纵向扩展交换机市场规模将超过以太网与 InfiniBand 市场之和。Astera Labs 引用行业预测称开放（merchant）Scale-up 交换市场 2030 年将达 200 亿美元(Astera Labs) 。从需求侧看，Dell’Oro 预测全球数据中心加速器市场 2029 年达 4460 亿美元、定制加速器占比届时将达一半，后端网络用以太网适配器市场年复合增长率达 59%——加速器与配套互联的同步放量构成 Scale-up 市场的总量基础 (Dell’Oro Group) 。Dell’Oro 已在其 AI 后端网络研究中将 Scale-up 单独列类，跟踪以太网、InfiniBand、UALink 与 NVLink 四条技术线的厂商收入与份额，侧面印证该市场已进入可统计的产业规模阶段 (Dell’Oro Group) 。中国市场方面，浙商证券测算 2028 年国内 Scale-Up 交换机市场规模 669 亿元、交换芯片 214 亿元，对比 2024 年国内交换机整体约 400 亿元、以太网交换芯片约 191 亿元的存量规模，相当于”再造一个市场”；另一份产业测算给出国产交换芯片（Scale-up+Scale-out）2028 年约 242 亿元的可触达空间，2026–2028 年 CAGR 约 96% (洞见研报) 。渗透率维度，券商预计海外超节点渗透率 2025–2027 年从 19% 升至 72%，国内晚一年、2025–2028 年从 5% 升至 72% (查股网) 。份额结构上，当前 Scale-up 市场由 NVIDIA NVLink 体系绝对主导，华为 UB 在中国运营商与政企市场快速上量（CloudMatrix 384 一年内部署超 300 套），开放方案（UALink/SUE/以太网）预计自 2026–2027 年起开始分食增量 (新浪财经) 。
超节点渗透率预测
中国 Scale-Up 交换设备市场空间
2.6 投资与并购关系图谱
Scale-up 互联已成为 AI 巨头资本运作的焦点，标志性交易可按三条主线梳理。NVIDIA 的生态绑定型投资：2025 年 9 月 NVIDIA 宣布以 50 亿美元入股 Intel（每股 23.28 美元、约 4% 股权，2025 年 12 月 26 日完成交割），Intel 将为 NVIDIA 定制集成 NVLink 的 x86 数据中心 CPU 与融合 RTX GPU 芯粒的 PC SoC，这笔交易同时把 x86 生态与 NVLink 体系深度耦合 (NVIDIA Newsroom) ；2026 年 3 月 NVIDIA 再向 Marvell 战略投资 20 亿美元，合作覆盖定制 XPU、NVLink Fusion Scale-up 架构与硅光互联，NVIDIA 从”供应商”转变为”投资人+平台方” (与非网) 。AMD 的订单绑定型合作：2025 年 10 月 AMD 与 OpenAI 达成 6GW GPU 供应协议并授予 OpenAI 最多 1.6 亿股认股权证，2026 年 2 月又与 Meta 达成同规模 6GW 合作（基于 MI450 架构定制 GPU + Helios 机架），Helios 机架同时是 OCP 开放机架宽体（ORW）规范的产物；此外 Oracle 已锁定 5 万张 MI450 的首批部署（2026 年三季度起） (DatacenterDynamics) 。互联环节的能力补强型并购：Marvell 于 2025 年 12 月以 32.5 亿美元收购光互联公司 Celestial AI，获得可跨机柜扩展的内存一致性的”光子 fabric”技术；Astera Labs 收购 aiXscale Photonics 补强光互联封装能力；国内方面，海光信息与中科曙光 2025 年 12 月宣布终止吸收合并，但”芯片设计+系统集成”的协同关系延续，海光 2025 年推出的 HSL 互联协议（起步速率 112G、带宽较 PCIe 提升 8 倍、时延降低一半）与曙光 scaleX640 超节点、scaleFabric 400G 网络继续构成国产最全互联体系 (The Next Platform) 。这些交易共同揭示了一条清晰的产业逻辑：互联标准正在成为比单颗芯片更深层的护城河。NVIDIA 用股权把潜在对手变成生态伙伴，AMD 用开放标准换取云厂商的联合设计与大额订单，博通/Marvell/Astera 则在”卖铲人”位置同时下注多条协议路线。对中国厂商而言，华为以灵衢 UB 构建自主体系并向产业开放 2.0 规范，中国移动以”链长”身份聚合 OISA 生态，腾讯/阿里/字节各自扶持以太网超节点方案，投资与合作关系的密度在 2025–2026 年显著上升 (新浪财经) 。
三、国内外的研发和应用差距
3.1 海外：体系化领先，量产节奏清晰
海外阵营的领先是体系化的。NVIDIA 已走完”8 卡 HGX → 72 卡 NVL72”的完整量产周期，GB200/GB300 NVL72 是当前全球超大规模训练集群的标准配置，Rubin（NVLink 6、NVL144）2026 年下半年进入量产爬坡，Rubin Ultra（NVL576、Kyber 机架）与 Feynman 代际的年度节奏已经排到 2028 年 (setloop.io) 。围绕 NVLink 已形成”GPU+NVSwitch+ConnectX 网卡+BlueField DPU+整机柜参考设计（MGX/OCP）“的全栈闭环，生态伙伴只需按接口接入。开放阵营虽然起步晚约两年，但节奏同样清晰：UALink 1.0 规范 2025 年 4 月发布、2.0 于 2026 年推出，AMD Helios 机架（72 颗 MI455X、31 TB HBM4、FP4 算力 2.9 EFLOPS）2026 年三季度上市并锁定 OpenAI、Meta、Oracle 三大客户，博通 Tomahawk Ultra 已于 2025 年 7 月发货，Astera 的 UALink/PCIe 交换芯片 2026 年开始出货 (MDPI) 。换言之，海外已呈现”私有旗舰（NVLink）+ 开放标准（UALink/SUE/ESUN）“双轮驱动、芯片—交换—整机—云客户全链条齐备的成熟产业结构。3.2 国内：多路线并进，系统架构敢于”换道”
国内的 Scale-up 布局呈现”一个自主闭环 + 多个开放生态”的格局。华为灵衢（UB，UnifiedBus） 是最完整的自主体系：因 2019 年被列入实体清单后无法继续参与 PCIe 等国际标准组织，华为自研统一总线替代以太网与 PCIe，UB 同时覆盖 Scale-up 与 Scale-out；基于灵衢 1.0 的 Atlas 900 超节点（CloudMatrix 384）2025 年 3 月起交付、已商用部署 300 余套，384 卡组网的总算力较 NVL72 高 67%、互联总带宽高 107%、内存总带宽高 113%；2025 年 9 月全联接大会发布的 Atlas 950 SuperPoD 基于灵衢 2.0 全光互联，以单柜 64 卡为基本单元、最大支持 8192 张昇腾 950DT 卡无收敛全互联，FP8 算力 8 EFLOPS、互联带宽 16.3 PB/s、内存容量 1152 TB，单跳时延降至 200 纳秒，预计 2026 年四季度上市，华为同时宣布开放灵衢 2.0 技术规范。运营商与互联网阵营则选择开放与以太网路线。中国移动牵头的 OISA（全向智感互联架构）2024 年 6 月发布 Gen1（128 卡、800 GB/s），2025 年 8 月发布 OISA 2.0：支持 1024 张 AI 芯片互联、TB/s 级带宽、数百纳秒时延，具备原生内存语义、TLP 报文重构、智能在途感知与集合通信硬件卸载四大特性，并已推出商用 OISA IP——实测在 DeepSeek-V3 万卡训练中 MFU 提升 1.53 倍 (eastmoney.com) 。腾讯与中国信通院牵头的 ETH-X 开放超节点（ODCC 体系）2024 年 9 月发布整机柜设计规范、2025 年 4 月点亮原型机，256 卡 Scale-up 训练成本降低 38%、128 卡推理性能提升 40%；阿里 ALink System（ALS）兼容 UALink 协议、单柜百 TB/s 级吞吐；字节跳动自研超节点架构（EthLink）并在火山引擎部署超万卡集群。芯片与整机层，海光 2025 年推出 HSL 芯片级互联协议（112G 起步、带宽较 PCIe 提升 8 倍、时延减半），联合十余家厂商构建生态；中科曙光 scaleX640 为全球首个单机柜 640 卡超节点（单机柜算力超 600 PFLOPS、卡间互连总带宽超 570 TB/s、PUE<1.04），并自研 scaleFabric 400G RDMA 无损网络补齐 Scale-out；盛科通信 25.6T 交换芯片已量产并批量供货阿里、字节、腾讯等超节点项目，51.2T 芯片 2026 年完成回片并进入客户组网验证；中兴凌云 51.2T 芯片 2025 年底量产，原生兼容 OISA 并适配 ALink、EthLink (搜狐) 。
3.3 差距的量化对比
综合公开参数，国内外代表性方案的关键指标对比如下表。 | 海外标杆（NVIDIA/博通/AMD） | 国内标杆（华为/移动/腾讯/盛科） | 差距判断 |
单卡互联带宽 | NVLink 5：1.8 TB/s（双向）；NVLink 6：3.6 TB/s(PhotonCap) | 昇腾 950DT：2 TB/s(ifeng.com) | 当代产品基本持平，代际演进落后约一代 |
交换时延 | Tomahawk Ultra：250 ns 交换时延、SUE 模式 <400 ns(IT之家) | 灵衢 2.0 单跳 200 ns；OISA 数百 ns(ifeng.com) | 基本同档，华为全光方案指标领先 |
域规模 | NVL72 量产；NVL576 2027 年(setloop.io) | Atlas 950：8192 卡（2026Q4）；OISA/UALink 目标 1024 卡(ifeng.com) | 国内在域规模上实现反超 |
SerDes | 224G 已规模应用（51.2T/102.4T 芯片）(Labo LLM)<o:page data-nest-level="8"> | 112G 刚突破，224G 依赖海外 IP 授权风险(与非网) | 落后约一代，为最硬约束 |
高端交换芯片 | 博通 Tomahawk Ultra 51.2T 已发货；102.4T（TH6）2025 年 10 月出货(IT之家) | 盛科 51.2T 2026 年回片验证；中兴 51.2T 已量产(tgb.cn) | 落后约一至两年 |
量产/部署 | NVL72 全球大规模出货；CloudMatrix 384 部署 300+ 套(新浪财经) | 国内超节点 2025 年起规模集采（中移动 6208 卡/20 亿元）(雪球) | 应用节奏晚约一年 |
软件生态 | CUDA/NCCL 全栈成熟 | CANN 已开源、适配 50+ 主流开源项目(ifeng.com) | 生态厚度仍有显著差距 |
可以看到，国内外的差距呈现出结构性不对称：在”协议与系统架构”层面，国内不仅没有落后，反而以更大域规模（8192 卡）、全光互联、运营商牵头的开放标准实现了局部反超；但在”芯片与物理层”层面——SerDes IP、交换芯片制程与量产良率、HBM 供给、CUDA 级软件生态——差距依然刚性存在。国内产业的实际策略也因此高度一致：用以太网/开放协议绕开私有生态壁垒，用系统架构创新（超节点）对冲单芯片性能差距，用国产化集采拉动芯片侧爬坡(与非网) 。
Scale-up 域规模对比
3.4 差距的成因与追赶路径
差距的根源可归结为三点。其一是基础 IP 与制程的累积差距：224G SerDes 需要在信号完整性、先进 DSP/FEC 与封装热设计上同时突破，国内 112G 刚完成自主化，若下一代继续依赖海外 IP 授权则存在”卡脖子”风险，这直接决定了国产交换芯片向 102.4T 演进的时间表 (与非网) 。其二是生态锁定：NVLink 的竞争力不止于带宽数字，而在于与 CUDA、NCCL、整机柜参考设计的十年协同；国内 UALink、OISA、ALS、UB、ETH-X 多标准并存，交换芯片厂商需适配多个生态、研发成本被摊薄，标准碎片化本身即是追赶成本 (与非网) 。其三是应用侧的规模验证差：超节点方案的价值需要万卡级真实训练负载验证，海外依托 OpenAI/Meta/xAI 的超大集群快速迭代，国内 2026 年起运营商与互联网大厂的超节点集采（如中国移动 6208 卡、20 亿元级项目）刚开始提供同等量级的验证场 (雪球) 。追赶路径已经显现三条主线：一是架构换道，以 8192 卡全光超节点、UB-Mesh 融合组网这类系统创新把竞争焦点从单芯片转移到互联效率，华为”算力 = 单卡性能 × 卡数 × 互联效率”的打法即是代表 (eastmoney.com) ；二是标准合流，OISA 生态聚合了移动、之江实验室、百度、摩尔线程、奇异摩尔等数十家单位，中国移动研究院还牵头制定《人工智能加速器互联芯粒技术要求》，从标准层降低碎片成本 (新浪) ；三是国产替代窗口，高端交换芯片国产化率目标与运营商集采的”国产方案”要求，为盛科、中兴等提供了海外厂商不具备的确定性市场，25.6T 已规模商用、51.2T 2026–2027 年放量的节奏意味着芯片侧差距有望在两年内收敛到一代以内 (雪球) 。
四、市场趋势与技术演进路线
4.1 市场趋势：Scale-Up 成为 AI 网络最大增量
Scale-up 正从”机柜内的附属网络”升格为 AI 网络投资的第一增长极。LightCounting 预计 2027 年 Scale-Up 交换芯片市场 140 亿美元、并首次超过以太网与 InfiniBand 之和；Astera 判断开放 Scale-up 交换市场 2030 年达 200 亿美元；国内券商测算 2028 年中国 Scale-Up 交换机/交换芯片市场 669/214 亿元，相当于在存量市场之外”再造一个市场”。驱动因素有三：一是超节点渗透率陡峭爬升，海外 2025–2027 年从 19% 升至 72%，国内晚一年跟进 (查股网) ；二是价值量结构迁移，NVL72 机柜较 8 卡服务器新增 9 个 Switch Tray，Scale-up 交换在整机柜 BOM 中的占比持续抬升 (查股网) ；三是需求侧双轮，训练侧万亿参数 MoE 需要更大高带宽域，推理侧 agentic 工作负载的 Decode 同步对时延极度敏感，两者共同推高每加速器的互联内容量（Astera 披露其单加速器互联价值量已达”数千美元”级） (Lightmatter) 。宏观需求底座同样坚实：Dell’Oro 预计数据中心加速器市场 2029 年达 4460 亿美元，其中定制加速器占一半——定制 XPU 的崛起恰恰最利好开放 Scale-up 生态，因为每一家自研芯片的云厂商都需要选择一条非 NVLink 或 NVLink Fusion 的互联路线 (Dell’Oro Group) 。竞争格局上，未来三年将呈”一超多强”：NVIDIA 以 NVLink+NVLink Fusion 守住高端并向下收编定制芯片；UALink 凭借 AMD Helios 与超百家成员自 2026–2027 年起规模落地；以太网路线（SUE/ESUN）借云厂商自研 XPU 放量，博通、Marvell、Astera 共同分食交换芯片增量；中国市场则形成华为 UB 闭环与 OISA/ETH-X/ALS 开放生态并行的双轨，国产交换芯片在其中获得确定性最高的份额。值得警惕的风险同样明确：标准碎片化推高适配成本、CPO 量产节奏不及预期、AI 资本开支波动，以及地缘管制对高端互联 IP 与先进封装供给的扰动 (与非网) 。
4.2 技术演进路线：带宽、域规模与”光进铜退”
Scale-up 技术演进沿三条相互咬合的主线展开。带宽主线：单卡互联带宽保持每一至两年翻倍——NVLink 4（900 GB/s）→ NVLink 5（1.8 TB/s）→ NVLink 6（3.6 TB/s）→ NVLink 7（Rubin Ultra 代际，约 10.8 TB/s 量级），底层依赖 112G→224G→448G SerDes 与 PAM4 调制的代际切换 (PhotonCap) 。域规模主线：高带宽域从 8 卡（服务器级）→ 72 卡（机柜级）→ 576 卡（多机柜 Kyber）→ 8192 卡（华为多机柜全光 Mesh），物理形态从铜缆背板走向正交无线缆架构与全光互联，域的边界从”一个机柜”扩展到”数百米直径的多机柜群” (setloop.io) 。介质主线：铜连接受限于高速率下的传输距离（最多支撑约两柜互联），光互联开始下沉到 Scale-up 域内部——华为灵衢 2.0 直接采用全光无损互联消除铜缆距离限制，NVIDIA 宣布 NVLink Fusion 将扩展至光互联并引入 Lightmatter 的 Passage CPO/NPO 方案，博通 102.4T CPO 交换芯片（TH6 Davisson）已于 2025 年 10 月出货，业界路线图普遍把 GPU 封装级 3D CPO 的规模部署指向 2027–2028 年 (电子工程专辑 EE Times China) 。协议与标准层面，2025–2026 年的关键事件构成了一条清晰的”开放化”时间线：2025 年 4 月 UALink 200G 1.0 发布、7 月博通 Tomahawk Ultra 携 SUE 发货、10 月 OCP 峰会 ESUN 立项且 NVIDIA 加入；国内 2025 年 8 月 OISA 2.0 发布、9 月华为宣布开放灵衢 2.0 规范；2026 年 UALink 2.0 引入在网计算与机密计算、Lightmatter 加入 NVLink Fusion (MDPI) 。可以预判，2027 年前后 Scale-up 将形成”NVLink 体系、UALink 体系、以太网体系”三足鼎立且物理层高度共用（802.3dj/224G SerDes）的格局，竞争焦点从 PHY 转向协议效率、在网计算能力与生态厚度。
4.3 Scale-Up 与 Scale-Out 的融合：终点是”一张网”
更深层的趋势是两个网络层的融合。华为 UB-Mesh 论文提出以统一总线同时承载 Scale-up 与 Scale-out，构建一层 CLOS 支持十万卡的层次化全连接架构，Atlas 950 SuperCluster 已把 64 个超节点组成 50 万卡级集群；业界分析普遍认为融合的主要收益是可靠性数量级提升与协议栈简化（免除 NVLink 与 IB 之间的网关转换），代价是对单厂商全栈能力的极高要求 (Fiber Mall) 。以太网阵营则以另一种方式走向融合：ESUN/UALink 复用标准以太网 PHY，使 Scale-up 与 Scale-out 在物理层同源，云厂商可以”一张以太网”统一组网、节省网卡与运维成本 (sdyanbao.com) 。叠加 OCS 全光交换（如 Google 的 ICI+OCS 架构、曦智 LightSphere X 的分布式光交换超节点）与 CPO 的规模商用，2028 年前后的 AI 数据中心网络很可能呈现”Scale-up 域内光化、域间以太网化、协议内存语义化”的统一形态 (新浪财经) 。对中国产业而言，这条演进路线既是机会也是考验。机会在于：光互联与超节点架构重构了竞争起点，国内在光器件、整机集成与运营商集采场景上具备相对优势，华为全光超节点、OISA 开放 IP、盛科/中兴交换芯片的组合有望在 2027–2028 年形成体系化供给 (电子工程专辑 EE Times China) 。考验在于：448G SerDes、封装级 CPO、HBM4 供给与 CUDA 级软件生态仍是刚性短板，若下一代互联 IP 继续受制于人，架构层面的领先将难以完全兑现为产业份额 (与非网) 。总体上，Scale-up 互联正处于类似 2016–2018 年 AI 加速卡的”格局定型前夜”——标准、份额与生态的排位赛将在未来两到三年内分出胜负。
免责声明：本报告基于公开信息撰写，所引用数据均标注来源，部分前瞻性数据（市场规模预测、渗透率测算、未量产产品参数）来自第三方研究机构与厂商规划，存在不确定性；文中涉及的厂商与市场分析仅供研究参考，不构成任何投资建议。
