AI Sunucu PCB

AI sunucu PCB'leri, yapay zeka hesaplama iş yükleri için gerekli olan işlemcileri, belleği, hızlandırıcıları ve güç yönetim sistemlerini bağlayan ve destekleyen temel elektronik platform olarak hizmet verir. AI sunucuları içinde, PCB tasarımı, GPU / TPU kümelerinin ve büyük ölçekli veri işleme taleplerini karşılamak için yüksek hızlı sinyal iletimi, yüksek güç yoğunluğu ve termal yönetimi ele alır.

AI sunucuları öncelikle üç anahtar PCB ürün kategorisini içerir: GPU altyapıları genellikle 20 katmanı aşan yüksek katmanlı kartları kullanır; kompakt AI hızlandırıcı modülleri, yüksek yoğunluklu bağlantılar için çoğunlukla 4-5 katmanlı HDI'ye dayanır; Geleneksel CPU ana kartları temel destek yapısını oluştururken. AI sunucuları tekrarlayıcı yükseltmelerden geçtikçe, GPU ana kartları yavaş yavaş HDI yapılarına geçiyor. Bu eğilim, gelişmiş HDI'yi önümüzdeki beş yıl boyunca AI sunucu PCB pazarındaki en hızlı büyüyen segment olarak konumlandırır, özellikle 4. katman ve daha yüksek ürünlere olan acil talep ile.

Sunucular içinde, PCB'ler öncelikle hızlandırıcı kartlar, ana kartlar, güç kaynağı arka planları, sabit disk arka planları, ağ arayüzü kartları ve yükseliş kartları gibi bileşenlerde dağıtılır. Temel özellikleri yüksek katman sayısı, yüksek yön oranları, yüksek yoğunluk ve yüksek iletim hızları olarak ortaya çıkar. Sunucu platformları sürekli tekrarlanma ve yükseltmelerden geçtikçe, PCB katman sayısı sürekli olarak artarak malzemeler, tasarım ve üretim süreçlerine daha yüksek talepler koyar.

Üç tedarik ilişkisi AI sunucu PCB'lerini yönetir:

GPU kartı montajları tamamen GPU üreticileri tarafından tasarlanmıştır, bu da PCB tedarik düzenlemelerini dikte eder.

CPU kurulu montajları, kurulmuş sunucu üreticisi tedarik zinciri ilişkilerine bağlıdır. CPU taşıyıcı kartları CPU tasarımcısı tarafından belirlenirken, tam sistem için CPU şablonları ve genişleme kartları son müşteri tarafından belirlenir. Diğer çoğu çip donatılmış PCB için, müşteri tasarım gereksinimlerini fonksiyonel bileşen üreticilerine sunar ve sonra bağımsız olarak PCB satın almasını belirler.

• Aksesuarlar: Aksesuarlar genellikle doğrudan müşteriler tarafından kurulmuş modül üreticilerinden satın alınır. Bazı senaryolarda, müşteriler aksesuar modül tedarikçilerine özel tasarım gereksinimleri önerebilir, ancak bu, modül tedarikçisinin PCB satın alma kararlarında özerkliğini etkilemez.

AI sunucu güç kaynağı yükseltmelerinde, PCB'ler malzemeler, süreçler ve diğer yönlerde gelişmelere maruz kalır. Elektronik bileşenlerin taşıyıcısı olarak, sunucu güç kaynakları içindeki PCB'ler güç anahtarları, güç filtreleri, voltaj düzenleyicileri ve ısı sinkler gibi modüllerde kullanılır. Genel amaçlı sunucularla karşılaştırıldığında, AI sunucu güç kaynaklarındaki PCB'ler malzemeler, üretim teknikleri ve teknolojide yükseltmelere sahiptir.

1) Daha yüksek akımları karşılamak için artan bakır kalınlığı: PCB bağlantıları substrattaki saf bakır izlerine dayanır. Daha kalın bakır folyo, daha yüksek akım taşıma kapasitesini sağlar. Bakır folyo, PCB yukarı akım hammaddelerinin yaklaşık% 9'unu oluştururken, bakır kaplı laminat malzemeler% 30'dan fazlasını oluşturur. Bakır folyo ayrıca bakır kaplı laminatlar için birincil hammaddedir ve maliyetlerinin yaklaşık% 40'ını temsil eder. Bakır kalınlığının aynı anda artması, katmanlar arasındaki prepreg laminasyonu, sondaj ve elektrokaplama gibi süreçlere daha yüksek talepler yükler ve PCB ürünlerinin değerini önemli ölçüde artırır.

2) Güç yoğunluğunu arttırmak için gömülü güç modülleri: PCB gömülü güç modülü teknolojisi muazzam bir performans potansiyeline sahiptir. Geleneksel ambalaj yöntemlerine kıyasla, PCB gömülü güç modülleri yarı iletken başına akım taşıma kapasitesini yaklaşık% 40 artırabilir veya eşdeğer akım çıkışı için yarı iletken kullanımını üçte bir azaltabilir. Aynı güç çıkış koşulları altında, güç modüllerinin malzeme maliyetinin% 20 azalması bekleniyor. Inverterin genel anahtarma kayıpları geleneksel inverter ürünlerinin üçte birine indirilir. Sonuç olarak, daha yüksek anahtarma frekanslarından kaynaklanan anahtarma kayıplarındaki artış geleneksel inverterlere kıyasla üçte iki azalır.

3) Termal yönetim üstün termal iletkenliğe sahip malzemeleri kullanır: PCB substrat malzemelerindeki daha yüksek termal iletkenlik ısı dağılımını artırır. Genellikle, reçineler zayıf termal iletkenlik gösterirken, bakır folyo izleri ve vialar mükemmel termal iletkenler olarak hareket eder. Sonuç olarak, temel termal yönetim stratejileri, bakır kalıntı oranlarını arttırmak, termal vialar sayısını artırmak ve içindeki bakır kalınlığını arttırmak ve bakır blokları veya seramik plakaların yerleştirilmesini içerir. Aynı zamanda, rasyonel yönlendirme tasarımı PCB'deki sıcak nokta konsantrasyonunu önler.

AI sunucu PCB'lerinin karşılaştığı ana engeller:

Yüksek Hızlı Sinyal Bütünlüğündeki Zorluklar: AI sunucuları yüksek hızlı birbirine bağlantı yetenekleri (PCIe 5.0/6.0, CXL, HBM arayüzleri vb.) gerektirir. PCB'lerdeki yüksek hızlı diferansiyel sinyal iletimi sırasında, çapraz konuşma, yansımalar, gecikmeler ve kayıplar gibi sorunlar kolayca ortaya çıkar. Ayrıca, PCB katman sayısı arttıkça ve yönlendirme yoğunluğu yoğunlaştıkça, sinyal bütünlüğünü korumak ve düşük gecikme süresini sağlamak giderek daha zorlu hale gelir.

Exorbitant Malzeme ve Üretim Maliyetleri: AI sunucu PCB'leri genellikle düşük dielektrik sabit (Dk) ve düşük kayıp faktörü (Df) olan yüksek hızlı malzemeler veya hatta hibrit malzemeler gibi yüksek performanslı substratlar gerektirir. Ayrıca ultra yüksek katman sayısını (20 katman ve üstü) talep ediyorlar ve hassas HDI ve süreçler aracılığıyla kör / gömülü kullanıyorlar. Bu sadece üretim maliyetlerini önemli ölçüde artırmakla kalmaz, aynı zamanda verim oranlarını garanti etmeyi zorlaştırır ve böylece büyük ölçekli dağıtım sırasında maliyet etkinliğini sınırlar.

Endüstri Geliştirme Fırsatları:

Yüksek hızlı bağlantı talebi tarafından yönetilen fırsatlar: Yüksek hızlı hesaplama ve büyük bant genişliği veri iletimi elde etmek için, AI sunucuları PCB'lere daha yüksek gereksinimler koyuyor. Bunlar, çok katmanlı tasarımlar, üstün yüksek hızlı sinyal bütünlüğü ve ultra düşük dielektrik sabit (Dk) ve düşük kayıp faktörü (Df) içeren yüksek frekanslı, yüksek hızlı substratlar gibi düşük kayıp malzemelerinin kullanımını içerir. Bu, HDI, Substrate-Like Package (SLP), modifiye edilmiş yarı katkı süreci (mSAP) ve keyfi katmanlı birbirine bağlantı PCB'leri gibi gelişmiş PCB'ler için büyüme fırsatları sunar.

Sinyal bütünlüğü ve maliyet zorluklarına rağmen, AI sunucu PCB'lerinin gelişimi yüksek hızlı bağlantı talepleri ve güç kaynağı teknolojisi yükseltmeleri tarafından yönlendiriliyor. Bu, gelişmiş ürünlerin nüfuzunu hızlandırıyor ve gelecekte performans ve maliyeti dengeleyerek pazar payını genişletme beklentileri var.