إن التحول التكنولوجي من التثبيت التقليدي عبر الثقوب إلى التوصيلات عالية الكثافة، إلى جانب النمو الهائل في مجال الذكاء الاصطناعي، يعيد تشكيل المسار التكنولوجي لصناعة ثنائي الفينيل متعدد الكلور، وهيكل المنتجات، وتوزيع القيمة بشكل جذري.
المتطلبات التكنولوجية ترقية أجهزة الحوسبة المعتمدة على الذكاء الاصطناعي للوحات الد
الطلب على التوصيلات عالية الكثافة وذات عدد الطبقات العالي
Traditional server motherboards typically employ 12–16 layers, whereas current mainstream AI training servers (such as the NVIDIA DGX H100 series) require PCB layer counts of 20–30 layers. Particularly for GPU substrates, interconnect densities exceeding 5,000 BGA solder points are necessary, with trace width/spacing compressed from the conventional 4/4 mil to 2/2 mil or even 1.5/1.5 mil. This design demand directly drives the adoption of the mSAP (Modified Semi-Additive Process), as traditional subtractive processes can no longer meet precision requirements.
تحديات سلامة الإشارة وحلولها
At 112 Gbps PAM4 transmission rates, insertion loss must be controlled within -0.6 dB/inch. Through simulation analysis, we have found that the dissipation factor (Df) needs to be reduced from 0.02 for conventional FR-4 to below 0.005. The current leading industry solution involves using a hydrocarbon resin/ceramic filler composite system (such as Rogers RO4835™), which maintains a stable Dk value of 3.5±0.05 and exhibits good dielectric properties even at 77 GHz.
ابتكارات في تكنولوجيا إدارة الحرارة
Taking the NVIDIA H100 as an example, the single-chip peak power consumption reaches 700W, rendering traditional thermal design solutions entirely inadequate. Our developed embedded copper block + thermal via array technology can reduce thermal resistance to 0.8°C/W. In terms of substrate material selection, high Tg (≥170°C) and high thermal conductivity (≥0.8 W/m·K) have become basic requirements, with some high-end applications already adopting hybrid structures of metal substrates and organic materials.
الإنجازات التكنولوجية والتقدم المحرز في توطين المواد الأساسية
حصلت سلسلة S7439 من Shengyi Technology على شهادة من كبرى شركات تصنيع المعدات الأصلية، حيث حققت قيمة Df تبلغ 0.0058 عند 10 جيجاهرتز، مما يجعلها تقترب من المعايير الدولية الرائدة. أدى تطوير Sinoma Science & Technology لنسيج زجاجي إلكتروني منخفض Dk (Dk=4.2) إلى كسر احتكار Nittobo التكنولوجي، ومن المتوقع أن يبدأ الإنتاج الضخم بحلول عام 2025.
مواد كيميائية متخصصة
In solder resist inks, Taiyo Ink’s SR-7200G series supports laser direct imaging with resolutions up to 20 μm. For plating additives, MacDermid Enthone’s Circuposit 8800 series enables uniform plating with 1:1 aspect ratios, addressing the issue of uniform copper plating in through-holes for high-layer-count PCBs.
العقبات التقنية والإنجازات في عمليات التصنيع
تقنية الحفر بالليزر
For microvia processing below 0.1 mm, CO2 lasers are approaching physical limits. We have introduced UV laser processing systems combined with beam shaping technology to enhance processing precision to 35 μm. Han’s Laser’s UV laser drilling machines, using a 355 nm wavelength, achieve a minimum hole diameter of 50 μm with a positional accuracy of ±15 μm.
ابتكارات في عمليات التصفيح
For ultra-high-layer boards exceeding 30 layers, we have developed a lamination process involving segmented heating and pressure application. By precisely controlling resin flow, the interlayer fill rate is increased to over 95%, while interlayer alignment accuracy is maintained within ±25 μm.
تحسينات في تكنولوجيا التفتيش
حل شامل يجمع بين الفحص البصري الآلي (AOI) والاختبار الكهربائي. يدعم برنامج PathWave ADS من Keysight محاكاة المجال الكهرومغناطيسي ثلاثي الأبعاد، مما يتيح التعرف المبكر على مشكلات سلامة الإشارة. بالنسبة للاختبار داخل الدائرة، تدعم بنية TestStation من Teradyne اختبار معدل خطأ البت لواجهات 112 جيجابت في الثانية.
إعادة هيكلة السلسلة الصناعية وتحويل نموذج الأعمال
إعادة تشكيل علاقات سلسلة التوريد
تنقسم سلسلة توريد لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) لخوادم الذكاء الاصطناعي إلى ثلاثة مستويات: مجموعات لوحات GPU التي تقودها شركات تصنيع الرقائق (على سبيل المثال، سلسلة التوريد المعينة من NVIDIA)؛ واللوحات الأم CPU التي تتبع سلسلة التوريد التقليدية للخوادم؛ وشركات تصنيع الوحدات النمطية التي تشتري الوحدات النمطية الإضافية بشكل مستقل. يتطلب هذا التمايز أن تمتلك شركات
زيادة التركيز بسبب الحواجز التقنية الأعلى
Capital investment for 18-layer or more PCBs is 3–5 times that of traditional products, with R&D cycles extending to 12–18 months. This has led to market share concentration among leading companies, with the top three manufacturers accounting for over 60% of the domestic AI server PCB market in 2024.
التغيرات في توزيع القيمة
In the Bill of Materials (BOM) cost of AI servers, the proportion of PCBs has increased from 2–3% in traditional servers to 6–8%. Particularly for GPU substrates, due to their high technical complexity, gross margins can reach 35–40%, significantly higher than the 15–20% for traditional products.
اتجاهات التطور التكنولوجي المستقبلية
دمج التغليف المتقدم واللوحات الإلكترونية المطبوعة
The Chiplet architecture requires PCBs to assume some interposer functions, driving Substrate-Like PCB (SLP) technology toward trace width/spacing of 10/10 μm. Shennan Circuits’ developed eSLP technology has achieved 8/8 μm process capability and is undergoing sample validation with major chip manufacturers.
تقنية التعبئة المشتركة للضوئيات السليكونية
بالنسبة للوحدات البصرية التي تزيد عن 1.6 تيرافلوب، أصبحت البصريات المعبأة بشكل مشترك (CPO) خيارًا لا مفر منه. وهذا يتطلب أن تدمج لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) الموجات الضوئية، ونحن نعمل على تطوير تقنية ركيزة هجينة تعتمد على موجات ثاني أكسيد السيليكون، ومن المتوقع أن تدخل حيز التطبيقات الهندسية بحلول عام 2026.
متطلبات الاستدامة
تفرض توجيهات CE-RED الصادرة عن الاتحاد الأوروبي متطلبات بيئية جديدة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور، بما في ذلك المواد الخالية من الهالوجين والعمليات الخالية من الرصاص. يقلل نظام راتنج الإيبوكسي الحيوي الذي طورناه من انبعاثات الكربون بنسبة 40٪ وحصل على شهادة UL.
توصيات للفرق الفنية
تحويل هيكل المواهب
من الضروري التحول من المهندسين التقليديين إلى المواهب المركبة في مجال "نظام المواد والعمليات". في فريقنا، ارتفعت نسبة المهندسين ذوي الخلفية العلمية في مجال المواد من 10% قبل عقد من الزمن إلى 35% اليوم.
تركيز الاستثمار في البحث والتطوير
يوصى بتخصيص 60٪ من موارد البحث والتطوير للـ HDI عالية الطبقات، و 30٪ للتغليف المتقدم، و 10٪ لتقنيات التنمية المستدامة. يجب التركيز بشكل خاص على التعاون المبكر مع مصنعي الرقائق والمشاركة في التصميم الأمامي.
استراتيجية تخطيط براءات الاختراع
التركيز على تصميمات براءات الاختراع في ثلاثة اتجاهات: المواد عالية السرعة، وهياكل تبديد الحرارة، والوصلات عالية الكثافة. من بين براءات الاختراع الأساسية التي تم التقدم بطلبات للحصول عليها في السنوات الأخيرة، تشكل تلك التي تتعلق بهياكل تبديد الحرارة الخاصة 40٪، والتي ستصبح حاجزًا تقنيًا في المستقبل.
يعمل الذكاء الاصطناعي على الارتقاء باللوحات الإلكترونية المطبوعة من مكونات مساعدة إلى أجزاء أساسية في أنظمة الحوسبة. يتطلب هذا التغيير في الوضع إعادة تعريف عمليات تطوير المنتجات من منظور نظامي، والانتقال من مزودي خدمات التصنيع البحتة إلى مزودي الحلول التقنية. ستكون المنافسة الصناعية في المستقبل عبارة عن منافسة شاملة بين أنظمة المواد وقدرات العمليات وبراعة تصميم الأنظمة.