铜互连架构学习笔记

价值量测算： 外部线：18(18颗NV Switch) *4(每个NV Switch连接4颗GPU)32(32对差分线)2(每一对差分线⒉根线)=4608根，加上其他线，累计5000根左右；其中差分线带宽为1.8TB/s/32=56GB/s=448Gb/s(实际用4根112Gb/s)，112Gb/s线束价格3美金/米，累计需要500040.5(每根线0.5米)=10000米，对应价值量20万元； 内部线：外部线价值量=1：1；铜线价值量：连接器+其他组件=1：1；测算合计单服务器铜互连方案价值量为80-100万元左右；假设2025年出货3万台，对应连接器+其他组件市场空间150亿元，铜线市场空间150亿元。 供应链： ·安费诺前期在112G产品量产中占据优势，拿下部分英伟达份额，目前而言，安费诺拿到GB200份额机会较大，预计将主导市场。 ·高速铜缆产品加工方面，安费诺工厂较为特殊，国内共有100多家企业，在线束领域，共有5家企业，其中厦门两家，南通一家，深圳一家，成都一家。 铜互连架构学习笔记202403 价值量测算： 外部线：18(18颗NV Switch) *4(每个NV Switch连接4颗GPU)32(32对差分线)2(每一对差分线⒉根线)=4608根，加上其他线，累计5000根左右；其中差分线带宽为1.8TB/s/32=56GB/s=448Gb/s(实际用4根112Gb/s)，112Gb/s线束价格3美金/米，累计需要500040.5(每根线0.5米)=10000米，对应价值量20万元； 内部线：外部线价值量=1：1；铜线价值量：连接器+其他组件=1：1；测算合计单服务器铜互连方案价值量为80-100万元左右；假设2025年出货3万台，对应连接器+其他组件市场空间150亿元，铜线市场空间150亿元。 供应链： ·安费诺前期在112G产品量产中占据优势，拿下部分英伟达份额，目前而言，安费诺拿到GB200份额机会较大，预计将主导市场。 ·高速铜缆产品加工方面，安费诺工厂较为特殊，国内共有100多家企业，在线束领域，共有5家企业，其中厦门两家，南通一家，深圳一家，成都一家。高速的内部线叫厦门高速电子装配， 主要做的是内置服务器的内部线，营业收入大概在35亿人民币左右，关于DAC产品做外部线，销售额大概在25亿人民币左右。此外，南通和深圳属于FCI收购的一家企业，主要是板端互联及背板连接，这一部分销售额大概10个亿人民币。 去年，安费诺在成都工厂成立的新的运营中心，专门做高速互联，主要是为了下一步的产 品增量做准备。关于连接器，安费诺可能会选择自己的连接器来使用。裸缆GB200这个产品是铜缆连接，采用的是800G或者内部线的24G，或者是两根112G的一个产品结构，主要以板端连接的方案为主，此外，厦门高速主要做DAC产品，板端互联那部分的话会放在南通，如果后续产能有些不足，则会选择厦门电子装配。 ·铜缆架构的变化主要体现在传输速率提升，从112G提升至224G ·为了降低损耗提高稳定性，对连接器微调外，在材料和工艺方面进行了重大改进，如使用新的物理发泡铁氟龙材料，以及改用镀银及铜带屏蔽等民生电子GB200铜互连架构难点：屏蔽层中的延展铜技术成为关键难点，国内部分厂商已实现突破并进入小批量生产阶段。·铜互连架构绝缘材料国产化：铁氟龙作为绝缘材料，国内尚处于依赖进口状态；目前国产化进展缓慢，但有潜力解决。 ·绝缘工艺和材料存在制造难度：绝缘工艺复杂，需引进外国设备，开发周期长达两年，且对材料稳定性有较高要求。 ·电镀和拉伸工艺是铜缆生产的难点，要求环保资格，增加了市场准入门槛。 ·GB200铜互连架构材料成本分析：外部线成本更高，其中金属导体、FTP、铜带及其他材料分别占成本的约1/3。 ·铜缆的连接长度与速率成反比：200G铜缆理论可达﹖米，速率增加将影响连接长度。·国内铜互联技术与国际接轨：国内企业与欧美差距不大，正在积极追赶先进技术，介入速度稍晚可能造成短期内的被动局面。 Q&A： Q：GB200架构与之前的GH200在铜缆架构上有哪些主要变化？ A：GB200架构铜缆方面的主要变化是速率的提升。连接器方面变化不大，但铜缆线材结构方面有所变化，之前是使用112G的解决方案，现在需要达到224G。主要难点在于要在同样导体外径下降低损耗和介电常数。我们采用的新材料是物理发泡铁氟龙，技术上虽然国内尚不成熟，但在小批量制作中。导体表面的光洁度要求非常高，而且采用了镀银导体来提 升性能。另外，材料有所升级，像屏蔽层从之前的铝箔变为铜带。 Q：线束是如何构成的？在生产线束的工序中，有哪些难点和材料的挑战？ A：线束是由电缆和连接器组成的。生产线束的过程中，难点主要在绝缘芯线的工艺和铜箔作为屏蔽层的稳定性上。因为国内复合铜带技术不够成熟，所需铜箔的伸长率不够，导致 加工工艺中存在困难。目前国内厂商正在突破这一难点，并试图小批量量产。此外，一个 物理发泡铁氟龙的绝缘工序也面临挑战，因为国内尚属空白，需要引进成本高且周期长的 海外设备，引进设备大概需要1200万一条线，且开发周期大约需要两年时间。而铁氟龙材料目前完全依赖进口，国内尚未实现国产化。 Q：国内是否有生产铁氟龙和纯铜树(铜材料导体)的潜在厂商？目前国产化进展如何？ A：铁氟龙材料在国内尚未实现国产化，全面依赖进口，虽存在不少生产厂家，但达不到该领域所需的高频要求。纯铜材料导体，即电缆用铜材料，在国内已有民营企业进行生产， 需要被轧制成片状再复合一层塑料提升韧性和电性能。这些企业的市占率已达到相当高的 水平，如国内一家企业市占率可达80%，并在全球高速铜导体市场占有七八成的份额。这表明国内在纯铜材料导体的生产方面已取得显著进展，品质和工艺都得到了市场的认可， 展示了一定的国产化进展。 Q：国内在复合铜带制备方面有哪些潜在厂商？他们目前的技术如何？ A：国内关于复合铜带的生产，有企业正在进行，这些企业过去主要合作于泰科等，拥有一定的研发能力。他们的发展速度较快，设备上多采用进口。在材料领域，目前看来，这些公司的产品质量已备受认可，有企业已能够提供符合要求的材料样品。这些公司正在努力实 Q：GB200铜互连架构的难点主要在哪里？ A：主要难点在于工艺细节，设备以及环保电镀资格。设备主要是进口为主，工艺包括模具设计和在线控制。高速铜缆市场之前不大，很多金属企业没有做相关准备。另一个要素是 环保电镀，国内拥有相关资格证的企业不多，因此这家企业凭借技术沉淀和资格认证取得 Q：关于GB200工艺流程，铜电镀和拉伸是关键步骤吗？表面有无损伤是否也是关键？A：是的，铜电镀和拉伸都是关键步骤。关键参数是将线径做到千分之1的误差范围内。除了电镀的准确性，拉伸过程也非常关键，特别是在确保表面没有损伤方面。 Q：国内在PTFE(铁氟龙材料）和微孔带(PDFE)的国产化率如何？有哪些国内企业有潜力在这些领域有所作为？ A：目前，PTFE和微孔带的国产化率不高。国内一些企业正在努力赶上，但是验证显示高频性能不符合标准，目前这些材料主要依赖进口，如日本大金和杜邦的产品。价格方面，国 产的约为140元/公斤的一半，但高频段的性能验证无法满足要求。 Q：服务器中铜缆成本占比多少？铁氟龙和铜带价值怎么样？A：金属导体，尤其是镀银导体占总价值量的大概1/8左右，铁氟龙材料在镀银导体的一半。 Q：在高速背板连接器方面，有什么技术上的区别和变化？A：据了解，高速背板连接器在质变上并没有太大的变化。工艺材料上没有大幅度的调整。主要的变化发生在铜缆上，而连接 器的结构和IO连接器相似，通过一些技术提升来适应新需求。安费诺和其他厂商提到，除了一些接口的专利和结构问题外，没有太大的改变。 Q：内部和外部铜缆线之间有什么区别？不同的连接方式或材料是否影响成本？材料成本的比例？ A：内部连接线与外部连接线在材料和工艺上有一定区别。内部连接线通常不经历弯曲且采用结构更稳固的材料，比如使用PE保护壳和发泡材料。若为单对线的传统产品，可能会选择PTFE结构。微孔膜结构是适用于112G架构产品的材料，它通过改性来使用，技术难度 相对较小。从成本来讲，外部线材通常比内部线材贵，原材料成本大约占到总成本的1/3，而其中的金属导体和铜带镀层等占比相仿。金属导体、FTP、铜带及其他材料分别占成本的约1/3。 Q：随着连线带宽的增加，是否会导致铜连线的长度变短？未来是否有可能会回归使用光缆？A：随着带宽的提升，铜连线能够支持的最大长度会有所减少。目前，224G已经是一个技术瓶颈，除非能开发出新的高性能的绝缘材料和超导材料，否则看起来可能会在未来回归使用光缆。比如，对于服务器架构内部线可以控制在500mm以内，而外部线超过一定长度就会遇到技术难题。如果不能继续延长连线长度或增加通道，可能需要考虑切换回光缆的解决方案。 Q：国内对于铜互连架构的进展如何？是否与国际水平有差距？A：国内在铜互连架构方面的进展与国际水平颇为接近。特别是在800Gbps的技术追赶上，国内厂家并不逊色于欧美厂家。在制造方面和技术验证层面，国内行业已经达到了一定的水平。然而，在与外界的合作和交流上，有些国内企业可能由于介入晚，存在一定的滞后现象，但在近年国内企业已经意识到这一点而开始国外布局，整体上进展良好。国内厂商的研发和市场布局正在积极地与国际水平进行同步。