Išsamus trijų kartų elektroninių audinių technologijos paaiškinimas: pagrindinė AI skaičiavimo galios medžiaga
AI skaičiavimo galios lenktynės intensyvėja, o pagrindinė aparatinė įranga, pvz., GPU, jungikliai ir optiniai moduliai, dažnai tampa rinkos dėmesio centre. Tačiau tik nedaugelis atkreipia dėmesį į tai, kad aukščiausios klasės-kompiuterinės įrangos našumo ribą lemia stiklo pluošto elektroninis audinys. Kaip pagrindinė PCB pramonės grandinės grandis, elektroninio audinio technologinė generacija tiesiogiai lemia didelės-sparčios signalo perdavimo galimybes ir yra pagrindinė dirbtinio intelekto serverių ir aukščiausios klasės lustų pakuotės{4}.
I. Pagrindinės pozicijos pramonės grandinėje: dviguba pagrindinė elektroninių audinių vertė
Norint suprasti elektroninio audinio technologiją, labai svarbu suprasti visą jos pramonės grandinę: pradedant nuo kvarcinio smėlio apdorojimo, elektroniniu siūlų traukimu ir pynimu, kad būtų suformuotas elektroninis audinys, o tada sujungiama su vario folija ir derva, kad būtų sukurtas vario -plakuotas laminatas (CCL), kuris galiausiai naudojamas PCB spausdintinėse plokštėse, maitinimui terminalų ir optinių kompiuterių jungiklių moduliuose.
Iš trijų pagrindinių medžiagų – variu -plakuotas laminatas-elektroninis audinys, varinė folija ir derva-vario folija yra atsakinga už laidumą, derva – sukibimą, tačiau elektroninis audinys yra pagrindinis veiksnys nustatant viršutinę didelės spartos ribą.
Ji atlieka dvi pagrindines funkcijas: pirma, struktūrinį palaikymą, veikiantį kaip variu-dengto laminato karkasas, atlaikantis aukštus ir žemus temperatūros pokyčius bei ilgalaikį mechaninį įtempį, užtikrinantis techninės įrangos struktūros stabilumą. Antra, signalo valdymas priklauso nuo dviejų pagrindinių indikatorių: dielektrinės konstantos (DK) ir dielektrinių nuostolių (DF). Paprasčiau tariant, mažesnis DK lemia mažesnį signalo perdavimo delsą, o mažesnis DF – mažiau signalo perdavimo nuostolių. Pramonės M8 ir M9 medžiagų klasės iš esmės yra atrankos procesas, pagrįstas elektroninių audinių DK ir DF charakteristikomis.
Antrosios ir trečiosios kartos elektroninių audinių technologija: nuo brandžių pritaikymų iki būsimų proveržių
Pirmoji karta: E{0}}Pirmosios- kartos E{0}}klasės audinys, brandžios gamybos pajėgumai išspausti
Pirmosios-kartos elektroniniai audiniai yra brandžiausi produktai pramonėje, o DK vertės išlaikomos 5,8-6,5 diapazone. Signalo praradimas yra gana didelis, ir jie daugiausia naudojami tradiciniuose serveriuose, įprastuose PCB ir kituose įprastuose scenarijuose. Iki 2025 m. dauguma rinkoje esančių AI serverių vis dar naudoja pirmosios kartos audinių sprendimus. Vidaus įmonės, tokios kaip Taiwan Glass ir Honghe Technology, pasiekė visišką nepriklausomą masinę gamybą su brandžiomis technologijomis ir gamybos pajėgumais.
Tačiau pažymėtina, kad dabartinį pirmosios-kartos audinių kainų padidėjimą lėmė ne padidėjusi paklausa, o pramonės naujovinimas į aukščiausios-galybės gaminius. Daugelis gamybos linijų perėjo prie didelės-vertės-pridėtinės antrosios ir trečiosios{5}}kartų produktų gamybos, todėl buvo išspausti įprasti pirmosios-kartos audinių gamybos pajėgumai ir atsirado pasiūlos-paklausos disbalansas. Antroji karta: žemas DK antrosios- kartos audinys, pagrindinė būtinybė dirbtinio intelekto skaičiavimo galiai
Šiuo metu antrosios-kartos elektroninė medžiaga yra pagrindinis dirbtinio intelekto serverių kovos laukas. Dėl technologinio optimizavimo DK vertė buvo sumažinta iki 4,2-4,8 diapazono, todėl žymiai sumažėjo DF (paskirstymo trūkumas) ir kokybinis signalo perdavimo našumo šuolis. Šis produktas šiuo metu plačiai naudojamas AI serverių pagrindinėse plokštėse, aukščiausios klasės jungikliuose, GPU serveriuose ir aukščiausios klasės kompiuterių aparatinėje įrangoje, pvz., NVIDIA GB200/GB300, Google TPU sistemose ir Amazon AI duomenų centruose, kurie visi labai priklauso nuo antrosios kartos audinio.
Šiuo metu antrosios{0}}kartos audinių trūkumas yra struktūrinis ne dėl trumpalaikių pasiūlos ir paklausos svyravimų, o dėl pasaulinio pasiūlos trūkumo, kurį sukelia technologinės kliūtys. Pasauliniai technologijų lyderiai yra Nittobo ir Asahi Kasei, o vietinės įmonės, tokios kaip Sinoma Science & Technology, International Composite Materials ir Honghe Technology, sparčiai vejasi. Per ateinančius dvejus metus antrosios-kartos audinys išliks pati rečiausia medžiaga AI skaičiavimo galios srityje.
Trečioji karta: Q-Cloth Quartz Fabric, geriausias sprendimas 1,6T eros
Trečiosios-kartos Q-audinio kvarcinis audinys yra aukščiausios-pakopos medžiaga, skirta naujos-kartos skaičiavimo galiai ir pramonės technologijų takoskyra. Jo pagrindinė naujovė yra stiklo pluošto pakeitimas kvarco pluoštu, todėl žymiai padidėja našumas. Šiluminio plėtimosi koeficientas (DK) gali būti net 3,5-3,8, o šiluminio plėtimosi tankis (DF) – mažesnis nei 0,01, puikiai tinka itin -didelio-greičio scenarijams, pvz., 1,6T optiniams moduliams, „Rubin“ procesoriaus architektūrai ir aukščiausios klasės procesorių pakavimui.
Šiuo metu Q-pluošto elektroninis audinys dar neįžengė į pilno-masto plėtros laikotarpį; tai pereinamasis etapas nuo patikrinimo užbaigimo ir nedidelės-paketinės bandomosios gamybos iki laipsniškos masinės gamybos. Technologinės kliūtys yra labai didelės, ir tik nedaugelis įmonių visame pasaulyje gali tai patikimai tiekti. Užsienyje „Nitttobo“ ir „New Moon Chemical“ yra pagrindiniai žaidėjai, o šalyje tik kelios bendrovės, tokios kaip „Feilihua“ ir „Quartz Shares“, pasiekė masinę gamybą. Tai pagrindinis kovos laukas dėl būsimos konkurencijos elektroninių audinių technologijų srityje.
III. Paslėptas raktų kelias: mažas CTE elektroninis audinys, būtinybė pakavimo srityje
Be trečiosios{0}}kartos naujovinimo, Low CTE elektroninis audinys yra svarbus po-maršrutas, kurio negalima ignoruoti. Jis nepriklauso visiškai naujai kartai, bet yra optimizavimas ir atnaujinimas, pagrįstas antrosios-kartos audiniu, kurio esmė yra šiluminio plėtimosi koeficiento (CTE) sumažinimas.
800G ir aukštesni optiniai moduliai dažniausiai naudoja silicio fotonikos lustus. Silicio lustai turi itin mažą šiluminio plėtimosi koeficientą. Jei PCB medžiagos šiluminio plėtimosi koeficientas yra per didelis, dėl šiluminio plėtimosi ir susitraukimo skirtumo gali įtrūkti kapsuliavimo sluoksnis, dėl kurio gali sugesti aparatinė įranga. Todėl mažas CTE elektroninis audinys tapo pagrindine GPU, aukščiausios klasės AI lustų{4}} ir silicio fotonikos pakuočių medžiaga. HBM (hibridinių mašinų modeliavimas) taip pat yra tikrinimo stadijoje ir turi didelį ateities augimo potencialą.
Pagrindinė šio kelio technologinė kliūtis yra būtinybė savarankiškai{0}}gaminti elektroninius siūlus. Įsigyti elektroniniai verpalai negali atitikti tikslių veikimo reikalavimų. Nepriklausomų elektroninių verpalų gamybos pajėgumų įvaldymas yra pagrindinė žemo CTE elektroninių audinių technologijos išlaikymo prielaida.
Elektroninis audinys gali atrodyti nišinis, tačiau tai yra esminė AI skaičiavimo energijos pramonės grandinės kliūtis. Trys technologijos iteracijos kartos aiškiai atitinka skaičiavimo galios aparatūros atnaujinimo ritmą. Nuo pirmosios-kartos audinių gamybos pajėgumų neatitikimo iki struktūrinio antrosios-kartos audinių trūkumo, o vėliau iki trečiosios-kartos Q-audinio technologinių proveržių – vietinės įmonės spartina užjūrio technologijų monopolijų proveržį. Kadangi dirbtinio intelekto skaičiavimo galia ir toliau tobulėja, elektroninio audinio technologinė vertė ir paklausa rinkoje bus dar labiau išlaisvinta. Šis perversmo mūšis medžiagų srityje taip pat taps svarbiu vietinės aukštos kokybės{8}gamybos augimo mikrokosmosu.
