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PCB廠:服務器轉型促PCB升級,迎來量價齊升

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服務器是網(wǎng)絡環(huán)境中的高性能計算機,它偵聽網(wǎng)絡上的其他計算機(客戶機)提交的服務請求,并提供相應的服務。PCB便是承載服務器運行的關鍵材料。從材料結構角度來細分,服務器內部涉及PCB板的主要部件包括CPU、內存、硬盤、硬盤背板等;PCB廠從PCB的用途來分PCB板基本上包括了背板、高層數(shù)線卡、HDI卡、GF卡:

背板:背板是用于承載各類line cards的載體,層數(shù)在20層以上,板厚在4.0mm以上,縱橫比大于14:1。

LC主板:LC的主板層數(shù)在16層以上,板厚在2.4mm以上0.25mm的via hole的設計,外層線路設計通常在0.1mm/0.1mm及以下。

PCB廠的技術升級要求同步降低Df值,倒逼CCL高速化。高速CCL材料按低介電損耗從大到小可以分為STD Loss、Mid Loss、Low Loss、Very Low Loss、Ultra Low Loss以及高頻七個等級。由于兩節(jié)點之間的傳輸損耗與傳輸頻率和單位距離傳輸損耗正向相關,當傳輸速率提高時,傳輸頻率同步提高。為降低兩節(jié)點間的傳輸損耗,保證信號的完整性,則需降低由低介電損耗決定的位距離傳輸損耗。因此高傳輸速率倒逼CCL高速化,Pcle 3.0采用Mid Low級別CCL,對應Df值在0.014~0.02之間;Pcle 4.0則需要Df值在 0.008~0.014之間的Low Loss級別CCL材料;未來PCIe5.0將采用Very Low Loss及以上級別的材料,彼時Df值需低于0.008。

服務器性能與PCB技術聯(lián)系緊密,PCB技術升級勢在必行。服務器算力的提升主要依靠整個服務器平臺,即CPU、芯片組和總線(PCle為最主要總線),因此服務器的升級主要體現(xiàn)在整個平臺的演進。服務器主板PCB是由多層導電圖形和低介電損耗(Df)的高速覆銅板(CCL)材料壓制而成的。由于PCB是PCle總線中的關鍵組件,高等級的總線標準帶來的高傳輸速率需要PCB層數(shù)和基材的支持,即PCB層數(shù)需要不斷增加,CCL材料Df值也需同步降低。因此服務器平臺的升級往往會提高對于PCB技術的要求。

服務器平臺轉型推動服務器PCB層數(shù)由低至高,未來將向16層以上增加。要保證運算效率和傳輸速度,需要對PCB的設計和結構進行優(yōu)化。隨著PCB的層數(shù)增加,可供走線的空間加大,靈活性增加,從而達到電路阻抗、高效走線的目的,提高信號的傳輸速度。因此高速率的電信號傳輸需要PCB主板的層數(shù)較大幅度的提高。目前,服務器PCB板多為8-16層的板材,10層板為服務器PCB板的主要板材。隨著服務器平臺的演進,服務器PCB持續(xù)向更高層板發(fā)展,對應于PCIe 3.0的Purely服務器平臺一般使用8-12層的PCB主板;但 Whitley搭載的PCIe 4.0總線則要求12-16層的PCB層數(shù);而對于未來將要使用PCIe 5.0的Eagle Stream平臺而言,PCB層數(shù)需要達到16層以上。

PCB廠服務器PCB層數(shù)增加推動價格升高,同步推動產值增長。更高層PCB的單價將大幅提升。根據(jù)Prismark,截至2019年,8-16層PCB板平均價格為460美元/平方米;18層以上PCB板平均價格將達到1466美元/平方米,價格增長幅度為219%。據(jù)預測,2020年服務器PCB的產值約為56.92億美元,占PCB總產值的比例約為9.11%,而2024年PCB的產值將來到67.65億美元,由于其他領域PCB的快速增長,占總產值的比例將下降到8.92%。

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