在人工智能技術(shù)快速發(fā)展的今天,AI硬件設(shè)備對計算能力的需求呈指數(shù)級增長。從云端服務(wù)器到邊緣計算設(shè)備,高性能的PCB(印制電路板)成為保障算力充分發(fā)揮的關(guān)鍵基礎(chǔ)。
一、高密度布線:滿足AI芯片的復(fù)雜互聯(lián)需求
現(xiàn)代AI芯片(如GPU、TPU)通常集成數(shù)百億個晶體管,需要極高的引腳數(shù)量和高速互聯(lián)通道。傳統(tǒng)的雙面板或四層板已無法滿足其布線需求。多層板(通常8層以上)通過立體布線結(jié)構(gòu),在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的走線,確保信號完整性的同時減少干擾。捷多邦采用高密度互聯(lián)(HDI)技術(shù)和微孔工藝,為AI加速卡等設(shè)備提供高達(dá)20層的精密布線方案,充分釋放芯片算力。
二、高速信號傳輸:降低延遲,提升數(shù)據(jù)吞吐
AI計算對數(shù)據(jù)傳輸速率要求極高,尤其是訓(xùn)練大型模型時,需要處理海量參數(shù)。多層板的專用信號層和阻抗控制設(shè)計可有效減少信號衰減和串?dāng)_。
通過以下技術(shù)保障高速傳輸:
使用低損耗材料(如Megtron 6)降低介電損耗
嚴(yán)格管控差分對走線的長度匹配(±5mil公差)
優(yōu)化層疊結(jié)構(gòu),避免高頻信號跨分割參考平面
三、散熱設(shè)計:解決高功耗帶來的熱挑戰(zhàn)
AI硬件在運(yùn)行時的功耗可達(dá)數(shù)百瓦,散熱成為影響算力持續(xù)輸出的關(guān)鍵因素。多層板通過以下方式提升散熱效率:
內(nèi)置散熱通孔:在芯片下方密集布置導(dǎo)熱孔,快速傳導(dǎo)熱量
金屬芯結(jié)構(gòu):采用鋁基或銅基板材增強(qiáng)熱擴(kuò)散能力
局部厚銅設(shè)計:在電源層使用2oz以上銅厚,降低電阻發(fā)熱
四、電源完整性:保障算力穩(wěn)定輸出
AI芯片的瞬時電流可達(dá)數(shù)十安培,對供電系統(tǒng)提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。多層板的優(yōu)勢在于:
獨(dú)立電源層和地層,降低電源阻抗
分布式去耦電容布局,抑制電壓波動
優(yōu)化電源平面分割,減少噪聲耦合
未來趨勢:向3D集成演進(jìn)
隨著chiplet技術(shù)的普及,多層板正朝著嵌入式被動元件和硅基互連方向發(fā)展。
審核編輯 黃宇
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AI計算革命下的PCB進(jìn)化:捷多邦如何優(yōu)化多層板設(shè)
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