可以預見的是,隨著數據中心,企業網絡和高性能計算市場的高性能/低功耗半導體芯片組的激增,傳統的FR4PCB基質的傳輸性能可能不再能滿足相應的靈活性需求、吞吐量需求以及信號完整性需求。并不是絕對不能滿足,對于25Gbps以下的速度來說,傳統的FR4 PCB基質的傳輸性能仍舊是可以覆蓋的。但速率一旦需要升級,且需要在25Gbps基礎上再拔高,就不得不轉而尋找FR4PCB基質在連接方面的替代方案。
應運而生的有線背板技術是替代FR4 PCB的高速連接方案里相當重要的一項技術。在十余年的發展歷程中,有線背板技術在背板生態系統里一直獨具吸引力。
更高的電氣性能與更高的成本
FR4 PCB基質在耐用性和機械性能上足夠優秀,各項性能指標也都能滿足一般工業用電子產品的需要,性價比更是沒得說。在25Gbps以及更高速度下的連接應用,都格外看重連接系統的電氣性能,但前提是系統速率能達到25Gbps,FR4 PCB基質雖然性價比很高,但是不得不犧牲一些成本來找到性能更高的方法。目前除了光纖技術外,有線背板技術是用于大型計算和交換系統的少數替代方案之一。有線背板技術相對于傳統PCB基質,根據不同的結構與設計,成本提高了5-10倍不等。
一些領先的PCB制造供應商開發了HDI高密度互連結構,增加的互連密度允許增強信號強度和提高可靠性。構建這些極高層數的背板需要采用20-30個制造步驟,成本的增加帶來的是更高的性能。高密結構有助于減少信號損失和交叉延遲的可能性,從而提高信號傳輸速率,所有這些都有助于提高高密度互連系統中的整體性能。
但高速與高密的取舍并不是所有供應商都能做好,高速與高密之間,存在著不可避免地相互制約的關系,接口密度越高信號間的串擾風險一定會隨之變大,最高信號速率難免就會受到束縛。目前國內廠商最高水平是能夠做到56Gbps,在大多數情況下,56Gbps的數據速率已經足夠。在56Gbps以上的112Gbps更高速率應用領域,目前還是只有一些國際主流大廠能把握好超高速下連接與高密的平衡點,并實現量產化,比如TE、安費諾、莫仕。實現了112Gbps高速率的大廠現在都在盡可能控制信號端子的短柱諧振,以提供更平穩的線性傳輸速率,這種技術和工藝層面的領先在相當長一段時間里都會如此。話說回來,在56Gbps及以下的應用里,國產連接器目前的實力也相當能打了。
靈活的背板配置與結構帶來更高的信號完整性
借助有線背板技術,互連系統可擁有更多設計上的靈活性,為OEM提供更多的系統配置。各子卡并行安裝是一種常用的背板配置,此外,中板/正交配置以 90 度方向安裝子卡也很常見。以這種方式布線通常是在背板空間內連接子卡,可實現更高效的熱管理。不管哪一種各配置,使用電纜都能夠進一步提升電氣性能和信號完整性。
領先的廠商能夠實現信號端子在高速差分對中水平排列的零斜切,這會大大簡化電路板設計,還同時能提高信號完整性,節省了相當大一部分電路板空間。在保證靈活度上做得最好的可以參考TE的C形、360°接地設計,斜切的減少以及零斜切會減少了噪聲消除的相關工作并保證電氣裕度,不依賴噪聲消除這個能力在高速連接應用中是至關重要的。充裕的電氣裕度從另一方面保證更高的PCB靈活性。
莫仕更喜歡采用無中間平面PCB的開放式結構,通過構建無中間平面PCB的開放式結構來改善氣流,這種做法在成本上更低廉一些。得益于工藝的領先,在Molex的背板系列里,無中間平面PCB的開放式結構應該是目前市面上能提供的密度最高的選擇之一。
有線背板的困擾
隨著設備數據速率從25Gbps到56Gbps到112Gbps,市場對有線背板的需求只會不斷增加。 有線背板技術可獲得上面那些優異的性能,但也并不是沒有困擾。
使用有線背板需要使用復雜的引腳標測來了解每個電纜是如何從板到板進行路由的。某些系統內可能需要設置數千個點對點連接,復雜性可見一斑。電纜路由極為復雜,這可能會影響電氣和機械性能。要解決這一困擾需要OEM與連接提供商做大量的細節合作。
小結
作為替代傳統FR4 PCB基質的傳輸的有線背板,有著很好的性能,也有一些應用中的困擾,但我想歸根結底在選擇時最重要的還是成本。如果PCB能夠滿足信道預算,應該沒有誰使用更昂貴的有線背板。但是,如果要求體系結構上的靈活,要求突破傳統PCB連接在25Gbps及更高速度條件下存在的信號完整性上的極限,那么有線背板昂貴的因素也就不重要了。但肯定的是隨著設備數據速率越來越高,市場對有線背板的需求只會不斷增加,如何解決有線背板在應用時的困擾,也許連接器廠商通過對系統尺寸和信道長度的持續優化,會讓這一技術在成本上更具競爭力。
應運而生的有線背板技術是替代FR4 PCB的高速連接方案里相當重要的一項技術。在十余年的發展歷程中,有線背板技術在背板生態系統里一直獨具吸引力。
更高的電氣性能與更高的成本
FR4 PCB基質在耐用性和機械性能上足夠優秀,各項性能指標也都能滿足一般工業用電子產品的需要,性價比更是沒得說。在25Gbps以及更高速度下的連接應用,都格外看重連接系統的電氣性能,但前提是系統速率能達到25Gbps,FR4 PCB基質雖然性價比很高,但是不得不犧牲一些成本來找到性能更高的方法。目前除了光纖技術外,有線背板技術是用于大型計算和交換系統的少數替代方案之一。有線背板技術相對于傳統PCB基質,根據不同的結構與設計,成本提高了5-10倍不等。
一些領先的PCB制造供應商開發了HDI高密度互連結構,增加的互連密度允許增強信號強度和提高可靠性。構建這些極高層數的背板需要采用20-30個制造步驟,成本的增加帶來的是更高的性能。高密結構有助于減少信號損失和交叉延遲的可能性,從而提高信號傳輸速率,所有這些都有助于提高高密度互連系統中的整體性能。
(圖源:莫仕)
但高速與高密的取舍并不是所有供應商都能做好,高速與高密之間,存在著不可避免地相互制約的關系,接口密度越高信號間的串擾風險一定會隨之變大,最高信號速率難免就會受到束縛。目前國內廠商最高水平是能夠做到56Gbps,在大多數情況下,56Gbps的數據速率已經足夠。在56Gbps以上的112Gbps更高速率應用領域,目前還是只有一些國際主流大廠能把握好超高速下連接與高密的平衡點,并實現量產化,比如TE、安費諾、莫仕。實現了112Gbps高速率的大廠現在都在盡可能控制信號端子的短柱諧振,以提供更平穩的線性傳輸速率,這種技術和工藝層面的領先在相當長一段時間里都會如此。話說回來,在56Gbps及以下的應用里,國產連接器目前的實力也相當能打了。
靈活的背板配置與結構帶來更高的信號完整性
借助有線背板技術,互連系統可擁有更多設計上的靈活性,為OEM提供更多的系統配置。各子卡并行安裝是一種常用的背板配置,此外,中板/正交配置以 90 度方向安裝子卡也很常見。以這種方式布線通常是在背板空間內連接子卡,可實現更高效的熱管理。不管哪一種各配置,使用電纜都能夠進一步提升電氣性能和信號完整性。
領先的廠商能夠實現信號端子在高速差分對中水平排列的零斜切,這會大大簡化電路板設計,還同時能提高信號完整性,節省了相當大一部分電路板空間。在保證靈活度上做得最好的可以參考TE的C形、360°接地設計,斜切的減少以及零斜切會減少了噪聲消除的相關工作并保證電氣裕度,不依賴噪聲消除這個能力在高速連接應用中是至關重要的。充裕的電氣裕度從另一方面保證更高的PCB靈活性。
(圖源:TE)
莫仕更喜歡采用無中間平面PCB的開放式結構,通過構建無中間平面PCB的開放式結構來改善氣流,這種做法在成本上更低廉一些。得益于工藝的領先,在Molex的背板系列里,無中間平面PCB的開放式結構應該是目前市面上能提供的密度最高的選擇之一。
有線背板的困擾
隨著設備數據速率從25Gbps到56Gbps到112Gbps,市場對有線背板的需求只會不斷增加。 有線背板技術可獲得上面那些優異的性能,但也并不是沒有困擾。
使用有線背板需要使用復雜的引腳標測來了解每個電纜是如何從板到板進行路由的。某些系統內可能需要設置數千個點對點連接,復雜性可見一斑。電纜路由極為復雜,這可能會影響電氣和機械性能。要解決這一困擾需要OEM與連接提供商做大量的細節合作。
小結
作為替代傳統FR4 PCB基質的傳輸的有線背板,有著很好的性能,也有一些應用中的困擾,但我想歸根結底在選擇時最重要的還是成本。如果PCB能夠滿足信道預算,應該沒有誰使用更昂貴的有線背板。但是,如果要求體系結構上的靈活,要求突破傳統PCB連接在25Gbps及更高速度條件下存在的信號完整性上的極限,那么有線背板昂貴的因素也就不重要了。但肯定的是隨著設備數據速率越來越高,市場對有線背板的需求只會不斷增加,如何解決有線背板在應用時的困擾,也許連接器廠商通過對系統尺寸和信道長度的持續優化,會讓這一技術在成本上更具競爭力。
聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。
舉報投訴
-
高速背板
+關注
關注
1文章
6瀏覽量
10025 -
背板連接器
+關注
關注
0文章
1瀏覽量
20 -
有線背板
+關注
關注
0文章
1瀏覽量
894
發布評論請先 登錄
相關推薦
高速材料與FR4材料混壓CAF失效原因分析
的根源。文章通過對高速材料與FR4板材混壓可靠性認證時發生CAF失效進行分析,找到產生CAF問題的成因,進而提出改善措施。為后續產品制作提供借鑒,降低PCB產品發生可靠性問題的風險。
發表于 09-25 14:50
?0次下載
普通FR4阻抗板PCB:實現精準阻抗控制的關鍵
在當今高度數字化的時代,電子產品如同繁星般點綴著我們的生活。而在這些電子產品的核心部位,往往能找到普通FR4 阻抗板 PCB 的身影。它就像是電子世界的高速公路,承載著電流的快速流動,確保各種
如何選擇合適的PCB材料?FR4、陶瓷、還是金屬基板?
選擇合適的PCB材料對于電路板的性能、可靠性和成本至關重要。不同的PCB材料具有不同的特性,適用于不同的應用場景。01PCBMaterialFR4
Samtec 技術大咖說 | PCB VS 電纜背板?
、Brandon Gore和Jonathan Sprigler進行了一次討論,旨在回答在決定高速設計中應該使用PCB還是電纜背板時出現的一些最常見的問題? 這兩種方法在成本上比較如何?
發表于 07-31 11:39
?680次閱讀
電路板中:鋁基板與FR-4 PCB電路板有什么區別?
一站式PCBA智造廠家今天為大家講講鋁基板與FR4板的區別在哪里?鋁基板與FR-4電路板的區別。鋁基板和FR-4電路板是兩種不同材料制成的印刷電路板,它們在材料、性能和應用方面有一些顯
高速板材為什么貴?單看這一點你們就明白了!
高速先生成員--黃剛
高速先生作為公司的技術前沿分隊,接觸到不同類型的PCB產品,也看到不同的客戶所使用的PCB板材各有不同。有的客戶的產品在板材這一塊一直用普通
發表于 04-09 10:43
多層PCB板的基本結構 多層PCB板提高電路布線密度的優勢簡析
多層PCB板由多層導電材料(通常是銅箔)和絕緣材料(如FR4)交替堆疊而成。通過在這些層之間鉆孔并填充導電材料,可以形成連接不同層的導電路徑,即所謂的“過孔”(via)。這種設計使得電路可以在三維空間中布局,大大提高了布線密度。
pcb的基板材料有哪些
的耐高溫性能和耐化學腐蝕性能,同時具有良好的尺寸穩定性和柔性。它常用于柔性電路板和高溫環境下的應用。 2.FR4 FR4 是一種基于編織玻璃環氧樹脂的化合物,是常用的
鋁基板與FR-4 PCB線路板的區別
鋁基板與FR-4 PCB線路板的區別? 鋁基板和FR-4 PCB線路板是兩種常見的電路板材料,它們有著不同的特性和應用領域。在下面的文章中,我將詳細介紹鋁基板和
詳解PCB設計中高速背板設計過程
完整的高速背板設計流程,除了遵循IPD(產品集成開發)流程外,有一定的特殊性,區別于普通的硬件PCB模塊開發流程,主要是因為背板與產品硬件架構強相關,除了與系統內的各個硬件模塊都存在
發表于 12-04 15:08
?1409次閱讀
評論