高频高速覆铜板:决定AI算力上限的“地基”材料

1 人参与

在AI服务器的高速互连层叠里,常被忽视的其实是一块厚约0.2 mm、介电常数仅为3.5的覆铜板——它是把数千亿次算力堆叠起来的“地基”。如果把GPU算子比作摩天大楼的钢梁,那么覆铜板就是那块必须稳固的混凝土;一旦介质损耗上升,信号在数十厘米的走线中就会被“吃掉”,导致带宽瓶颈提前出现。

高频高速覆铜板的技术要点

从材料配方看,核心是低损耗环氧树脂或双酰亚胺树脂。10 GHz时的损耗正切(tan δ)若能压到0.0015以下,信号完整性即可保持在99.9%;而热膨胀系数(CTE)控制在16 ppm/℃以内,则在‑40℃到+85℃的温度波动中,铜层与基体的应力匹配不致产生微裂纹。

  • 介电常数(Dk)< 4,确保高速信号的阻抗一致。

  • 损耗正切(tan δ)< 0.0015,降低信号衰减。

  • 玻璃转变温度(Tg)> 190 ℃,满足焊接与热循环需求。

  • 热膨胀系数(CTE)< 16 ppm/℃,兼容铜箔与电子布。

AI算力瓶颈的材料根源

以NVIDIA H100为例,内部的NVLink互连要求每根通道提供400 Gbps的带宽;若使用传统Dk≈4.5、tan δ≈0.003的覆铜板,实际可用带宽仅能达到约350 Gbps,算力提升受限于“信号拥堵”。某国内数据中心在2023年换装了生益科技的双酰亚胺高频覆铜板后,测得链路延迟从12 ns降至9 ns,等效算力提升约12%。这不是偶然,而是材料本身在高频段的损耗被压低所致。

从产业链视角观察,2024年全球高频高速覆铜板市场规模约12 亿美元,年复合增长率8%。国内企业生益科技、华正新材正通过提升树脂纯度、引入球形硅微粉等方式,缩小与日系、欧美巨头的差距。与此同时,HVLP型铜箔的导电率提升也在同步推进,形成“铜‑树脂‑玻纤”三位一体的高频生态。

说白了,AI算力的天花板并非只靠算法和芯片的迭代,底层的覆铜板材料同样决定了信号能否在千兆级别的高速通道里“畅通无阻”。如果把材料研发比作“地基工程”,那么每一次介电损耗的微调,都像是给未来的算力大厦打下更坚实的基石……

参与讨论

1 条评论