隨著ChatGPT、DeepSeek、Gemini等大模型的橫空出世，全球算力需求呈現(xiàn)指數(shù)級爆發(fā)。當(dāng)所有人都在討論GPU芯片的緊缺時(shí)，硬件工程師們卻面臨著另一個(gè)嚴(yán)峻的底層挑戰(zhàn)：如何承載如此驚人的算力密度？

答案藏在那些不起眼的綠色板卡中。AI服務(wù)器對信號傳輸速率、電源完整性及散熱的極致要求，正在倒逼PCB產(chǎn)業(yè)進(jìn)行一場“層數(shù)”與“密度”的革命。高多層PCB與HDI技術(shù)，已成為AI硬件研發(fā)中不可或缺的“隱形基石”。

一、 拆解AI服務(wù)器：算力怪獸的“血管”與“骨架”

與普通服務(wù)器不同，AI服務(wù)器的硬件架構(gòu)極其復(fù)雜。根據(jù)國金證券的深度拆解，一臺頂級AI服務(wù)器的PCB主要分為三大核心：GPU板組、CPU母板組和配件 。

以英偉達(dá)DGX A100為例，它大體上可以分為五個(gè)硬件板塊：

1.風(fēng)扇模組，DGX A100 的風(fēng)扇模組由 8 個(gè)風(fēng)扇組成，這一搭配與傳統(tǒng)服務(wù)器 8U 規(guī)格的基本一致；

2.硬盤，風(fēng)扇模組板塊的下方擺放了硬盤和前控制臺板（控制與外接設(shè)備的信號傳輸），DGX A100 配備了 8 個(gè) 3.84TB 的硬盤，合計(jì)內(nèi)部存儲 30TB；

3.GPU 板組，后部是整個(gè) AI 服務(wù)器的關(guān)鍵組件組裝區(qū)域，最核心的板塊就是 GPU 板組，這也是 AI 服務(wù)器區(qū)別與普通服務(wù)器的關(guān)鍵，從 DGX A100 的架構(gòu)來看，GPU 板組主要包含 GPU 組件、模組板、NVSwitch 三塊，這三塊都會(huì)涉及到不同類型的 PCB 產(chǎn)品；

4.CPU 母板組，這一部分是所有服務(wù)器的核心部件（包括普通服務(wù)器和 AI 服務(wù)器），其中包含 CPU 母板、系統(tǒng)內(nèi)存、網(wǎng)卡、PCIE Switch 等部件，CPU 母板、系統(tǒng)內(nèi)存、網(wǎng)卡是主要涉及到 PCB 用量的部分；

5.電源模組，DGX A100 后部的下方還配有 6 組電源，電源內(nèi)部會(huì)涉及到厚銅 PCB 板的使用。

從價(jià)值量來說，一臺普通服務(wù)器的PCB單機(jī)價(jià)值量約為2425元，而一臺DGX A100的PCB價(jià)值量高達(dá)15321元，提升了532% 。這其中，80%的價(jià)值增量來自GPU板組 。

GPU模組板作為承載8顆GPU的超級底座，需要極高的層數(shù)來布線。在DGX A100中，GPU 模組板面積約0.3平方米，通常需要26層通孔板，且必須使用Ultra Low Loss（超低損耗）等級材料 。

GPU 加速卡是承載GPU芯片的核心單元。在DGX H100中，OAM甚至采用了5階HDI工藝，以滿足芯片間極高密度的互連需求 。

而CPU主板方面，即使是通用的CPU主板，在PCIe 5.0/6.0總線標(biāo)準(zhǔn)下，也普遍采用10-12層以上的設(shè)計(jì)，且單價(jià)大幅提升 。

二、高多層設(shè)計(jì)和制造的技術(shù)痛點(diǎn)

對硬件研發(fā)工程師而言，設(shè)計(jì)一款A(yù)I類的高多層板，意味著要翻越幾座大山。即使順利完成設(shè)計(jì)，制造過程也面臨諸多挑戰(zhàn)。這里試舉兩例：

1.極其嚴(yán)苛的信號完整性

在AI服務(wù)器中，GPU互連和PCle總線速度極快。為了減少信號反射，高多層PCB制造過程中必須使用背鉆工藝。所謂背鉆是指在多層板的一面進(jìn)行不貫穿的鉆孔加工，去除不需要的內(nèi)層電氣互連。它可以消除stub對信號完整性的影響度，確保高頻信號的完整性和阻抗連續(xù)性。以嘉立創(chuàng)為例，針對高多層PCB推出了背鉆工藝，支持4-64層高多層PCB。此外，還需要嚴(yán)格控制阻抗（通常誤差要求在±10%甚至更低）。

2.超高縱橫比的制造難度

為了支撐大電流和散熱，AI服務(wù)器的PCB板厚通常在3.0mm-5.0mm之間。這就導(dǎo)致鉆孔的縱橫比極高。當(dāng)機(jī)械鉆孔縱橫比達(dá)20:1（孔深/孔徑）時(shí)，板厚在5.0mm時(shí)，最新孔徑僅為0.25mm。這對過孔電鍍是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

三.研發(fā)破局：嘉立創(chuàng)如何以“高多層+HDI”一站式擊穿技術(shù)壁壘

對于硬件研發(fā)工程師而言，設(shè)計(jì)一款A(yù)I類的高多層板，往往意味著要面對“做不了、做得慢、做得貴”的三重困境。嘉立創(chuàng)憑借數(shù)字化智造能力，將高多層PCB和HDI板打造成了標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，為工程師提供了新的解決方案。

1.突破層數(shù)與交期瓶頸：從“按月等”到“按周拿”

AI服務(wù)器主板動(dòng)輒20層以上，且板厚常在3.0mm-5.0mm之間 。傳統(tǒng)工廠面對這種超高層訂單，往往需要排單生產(chǎn)，樣板交期長達(dá)3-4周，嚴(yán)重拖慢研發(fā)迭代速度。

嘉立創(chuàng)現(xiàn)今的制造能力覆蓋1-64層，不僅能滿足常規(guī)AI板卡需求，更能承接航空航天等極端復(fù)雜的電路集成設(shè)計(jì)。并且，通過自動(dòng)化產(chǎn)線和數(shù)字化流程，嘉立創(chuàng)將高多層樣板交期壓縮至10-15天，比行業(yè)平均水平快1倍，幫助研發(fā)團(tuán)隊(duì)搶占市場先機(jī)。
2.攻克高密度互連難題：HDI與背鉆技術(shù)的普及化

AI芯片（如GPU、Switch芯片）引腳密度極高，必須使用HDI（高密度互連）工藝。但高階HDI工藝復(fù)雜，激光鉆孔精度難控制，且高速信號需要的背鉆工藝容易產(chǎn)生Stub殘留，影響信號完整性 。

嘉立創(chuàng)支持1階到3階的HDI盲埋孔設(shè)計(jì)，配備高精度激光鉆孔（最小孔徑0.075mm）和填孔電鍍工藝，完美適配高密度BGA封裝 。同時(shí)，提供高精度的背鉆工藝，有效減少信號反射。并且，采用LDI激光直接成像技術(shù)，層間對準(zhǔn)度可達(dá)5mil（針對超高層）。

3.重塑成本：讓高多層打樣不再昂貴

高多層板因良率低、材料貴，打樣成本極高。且一旦發(fā)生板翹或開短路，將導(dǎo)致昂貴的AI芯片報(bào)廢。

嘉立創(chuàng)高多層板全部采用生益 FR-4 S1000-2M (Tg170) 等高頻高速板材，確保高耐熱性和低膨脹系數(shù)，適配AI服務(wù)器的高溫工況 。并且，得益于高效率，高多層打樣成本比同行低50%左右，極大降低了研發(fā)試錯(cuò)門檻 。

寫在最后

AI算力的競爭，歸根結(jié)底是硬件工程的競爭。當(dāng)您在設(shè)計(jì)下一代AI服務(wù)器、加速卡或高性能計(jì)算單元時(shí)，不需要再為PCB的層數(shù)限制或漫長的交期而焦慮。嘉立創(chuàng)高多層及HDI服務(wù)，正以工業(yè)級的品質(zhì)、互聯(lián)網(wǎng)的速度和極具競爭力的價(jià)格，成為您硬件創(chuàng)新路上的堅(jiān)實(shí)后盾。