AI算力互联:铜缆、光缆与PCB的终极对决与融合之路
在人工智能时代飞速发展的今天,算力集群的构建与高效互联成为了核心议题。从服务器内部的芯片连接,到机柜之间的信号传输,再到数据中心级别的庞大网络,连接技术的演进直接关系到AI计算的效率与潜力。当前,以铜连接、光连接和PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)为代表的几种关键技术,正在AI算力集群的需求驱动下,经历着一场深刻的“竞合”与演化。
技术特性一览:铜、光、PCB各有千秋
每种连接技术都有其独特的优势和适用的场景,理解这些差异是把握未来趋势的关键。
铜连接(DAC/AEC):短距之王,成本优势显著
铜连接,主要包括直连铜缆(DAC)和有源铜缆(AEC),以其成熟的技术和较低的成本,在数据中心内部的短距离互联中占据着重要地位。例如,在同一机柜内的服务器之间、服务器与交换机之间,几米内的连接,铜缆都能提供非常高效且经济的解决方案。其主要优势在于无需复杂的光电转换,成本相较于光模块可以低至五分之一,且在224Gbps等高密度传输速率下已得到验证。然而,铜缆在抗电磁干扰方面相对较弱,且传输距离受限,超过5米后信号衰减和损耗会变得明显,难以满足远距离高速传输的需求。
光连接(光模块/CPO):远距王者,拥抱未来
光连接,以光模块和共封装光学(CPO)技术为代表,是实现高速、长距离数据传输的首选。当传输距离超过50米,或者需要极高的带宽(如1.6T及以上)时,光信号的低损耗、高带宽特性便显现出不可替代的优势。光纤本身具有优异的抗干扰能力,能够确保信号的完整性。尽管在高速率下,光模块的良率和成本仍需进一步优化,且迭代速度较快,形态也正在经历变革,但其在构建大型数据中心网络、跨机柜、跨区域通信中的作用日益凸显。CPO技术更是将光器件集成到芯片封装内部,有望进一步降低功耗和提高密度,是未来高性能计算互联的重要方向。
PCB(高多层/载板):基础支撑,稳定基石
PCB,作为电子元件的载体和电路的连接平台,在整个AI算力系统中扮演着“始终如一”的基础性角色。无论铜连接还是光连接如何发展,PCB都是不可或缺的。从服务器主板到高性能计算的载板,PCB的稳定性和可靠性至关重要。现代AI服务器,如英伟达GB200等,都依赖于高层数的PCB,例如78层正交背板,用于承载和连接大量的芯片和组件。PCB技术的迭代主要体现在材料升级(如M9树脂、HVLP铜箔)和工艺改进(如任意层HDI),而非颠覆性的结构变革,因此其技术延续性强,生命周期长。其规模化生产成本最低,且在无移动部件的情况下,稳定性最高。
PCB的“不动摇”地位与供应链韧性
PCB之所以能在铜、光连接的激烈竞争中保持稳定,根植于其作为基础设施的物理基础地位和供应链的自主性。
不可替代的承载基板
无论是高密度的芯片封装,还是复杂的电路板设计,PCB都是承载这些功能的核心。它为铜缆和光模块提供了连接的接口和基础支撑。甚至在CPO这样的前沿技术中,PCB(作为载板)依然扮演着关键角色,它需要精确地支撑和连接光器件与芯片。
高筑的供应链壁垒
以深南电路、沪电股份等为代表的国内PCB龙头企业,凭借先进的设备(如罗森伯格钻孔机)和精湛的工艺(如任意层HDI),已经形成了较高的技术和生产壁垒,并与全球顶级客户建立了紧密的合作关系。与光模块在某些环节可能存在的“代工依赖”(如对台积电硅光技术的依赖)以及铜缆在高端线材设备上受到的“卡脖子”问题相比,PCB产业链的自主性和成熟度更高,风险抵御能力更强。
应对不确定性的风险对冲
PCB企业具备天然的“通吃”能力。在铜、光连接的路线之争中,PCB企业可以同时为两者提供服务。例如,为CPO封装提供载板,同时为服务器内部的铜缆互联提供背板。这种灵活性使得PCB企业在技术演进的不确定性中,能够保持稳健的发展。
AI算力互联的未来:融合共生与投资策略
铜连接、光连接和PCB并非零和博弈,它们在AI算力集群中将长期共存,并逐步走向融合。
短期共存,各司其职
在未来1-2年内,铜连接仍将主导机柜内的短距离高速互联,提供高性价比的连接方案。生益科技(M9树脂)和沪电股份(英伟达UBB板供应商)等PCB企业,以及沃尔核材(224G线缆)、兆龙互联(背板连接器)等铜连接领域的佼佼者,将继续受益于这一市场趋势。
长期融合,CPO引领变革
随着CPO技术的成熟和普及,光连接将向机柜内部渗透,实现光电的深度融合。长远来看,光连接将在更广泛的范围内取代铜连接,尤其是在数据中心核心网络和高性能计算节点。中际旭创(1.6T硅光模块)这类在光连接技术上取得突破的企业,以及兴森科技(应对Chiplet趋势的载板技术)等在PCB载板领域不断创新的企业,将是未来市场的重要参与者。
PCB:永恒的基础设施
PCB的本质是作为一种“半导体中的硅材料”般的基础设施,其需求将随着AI算力的增长而持续增加,并且在任何连接技术演进的背后,都离不开PCB的支撑。即使未来技术如何变革,PCB作为电子世界中的“地基”,其重要性只会愈发凸显。
总而言之,AI算力集群的连接技术正朝着一个更加高效、密集和融合的方向发展。铜连接、光连接和PCB各有其价值与使命,它们共同构成了支撑AI算力基石的关键环节。把握这些技术的演进逻辑,并结合其在产业链中的地位,将有助于我们在AI浪潮中抓住机遇,实现共赢发展。
创建: 2025-09-19 复制本文链接
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