一、224G 高速互联技巧概括和配景

带宽需求频年暴涨，单一通说念带宽 224Gbps 技巧将加快超大规模云数据中心平台向 800G演进，成为数据中心勾通、企业和运营商阛阓的一项伏击技巧。

112G 已批量商用，224G 高速互联干涉预研阶段，各芯片厂商 Marvel、博通、英伟达等已启航点 224G 高速互联技巧盘问。盘问决策包含光电互联以及 PCB/Cable 技巧等。见下图 1-1所示。

在 28GHz 时，12dB 的板级损耗导致 Megtron6 材料有大要为 5 英寸的灭亡范围，而Megtron7 材料的范围约为 10 英寸。这意味着在大型交换 SOC 和光学模块之间驱动近一英尺的电路板。通过使用 PAM4 调制将秀丽速率推广到 200Gbps，一样的 30 毫米封装在 112GBd秀丽速率下将花费大要 12dB 的损耗。这为电路板留住了大要三分之一的损耗预算。假定将疏导的平衡水平愚弄于 224G“芯片到模块”，将导致交换和光模块之间可用的 Megtron6 材料不到1英寸。更贵的Megtron7材料在两个成立之间兑现1.2英寸的距离。较着，从在112Gbps时不错容忍一英尺的断绝，到 224Gbps 时仅为一英寸。使用光学器件构建系统较着会因这些类型的路由铁心而变得顽劣。这是业界得手将筹划推广到 224Gbps 必须克服的挑战。

复旧 800GbE 模块的 112Gbps 已渐渐纯属，224Gbps PAM4 已处于开采阶段，预测将速率再次提高一倍，最终复旧每个模块高达 1.6Tbps 或 3.2Tbps。图 1-2 高速 224G 高速相接筹划。224G 盘问发扬及决策组合见表 1-1。

二、224G 高速互联技巧特质

2.1、224G 高速互联筹划

关于 224G 筹划，激光孔的高度会更高，因为会使用比 112G 筹划更厚的电介质来诽谤走线的 IL/mm，较着 224G 的阻抗波动和 IL&RL 会差好多。

通过并联加多更多的激光过孔以加多信号旅途的截面积来诽谤寄生电感，同期球垫/焊球与复返平面之间的寄生电容不加多。给与同轴 GSGSG 筹划优化信号复返旅途。通过屡次芯板（MLC）叠层来减薄基板 core 厚度，从而裁汰 PTH 的高度来进一步减小寄生电感。

PCB BGA 区域与封装 die bump 区域的功能相似，球间距是 FCBGA 芯片的关节参数，大型 FCBGA 芯片的传统球间距为 1.0mm，不错振奋 SIPI 和 PCBA 的可靠性条件。但关于 224Gbps信号，需要使用 0.8mm 或更小的球距来加多信说念带宽。但是，基于当今大型 FCBGA 芯片的技巧，0.8mm 或更小的球距不利于 PCBA 的可靠性，PCBA 厂商的焊合告戒也较少，这意味着球间距越小，PCBA 风险越高。

通过加多信号孔与回流孔的耦合来改善带宽。带宽提高到了 84Ghz 傍边，回损也有赫然的诽谤。

2.2、224G 芯片功耗及拼装

224G 芯片功耗增长，意味着供电电源的电流安培数增长，对 PCB 厚铜、PCB 导热技巧忽视更高挑战。

跟着交换芯片 Serdes 从 56Gbps 演变到 224Gbps，传输速率的不休提高对芯片的封装、拼装也忽视了相应条件，最直不雅的条件即是提高速率、诽谤损耗。从业界盘问看，焊球体式（高度、直径与外形轮廓等）与一致性会对 224G 及以上高速 SI 阻抗有显耀影响，时常饱读型焊点并非最优，圆柱形焊点反而不错得到更好的着力。针对不同的焊球体式和对应尺寸进行建效法真，升天如下图 2-3 所示，不同的焊球体式阻抗从正常的 83 Ohm 降到 76 Ohm，极点恶化情况下会跌到 66 Ohm。

BGA 的焊球体式最佳是圆柱形，而当今 BGA 芯片尺寸越来越大的情况下 Warpage 也越来越大，难以保证焊球高度及形容，如图所示压扁的焊球形容会使高速性能劣化。当今 224G技巧预研发现阻抗劣化已成为最大的瓶颈之一，因此有必要伸开不竭技巧盘问以攻克“焊体式影响高速 Serdes 阻抗”这一技巧困难。处分决策包括叠层优化诽谤 PCB 的 CTE，开采 Low CTE 板材减少 PCB 翘曲等。

2.3、焊点可靠性

大尺寸BGA芯片焊点可靠性一直是居品痛点，且跟着尺寸增大焊点可靠性呈着落趋势，当今大尺寸芯片存在焊点可靠性风险。

影响焊点弥远可靠性的最伏击身分是，焊点在温度变化进程中的失效。在不休的升降温进程中，由于多样材料的 CTE 不同（旧例高速板材的 PCB 的 X/Y CTE 约 19-23ppm/℃，SSP4芯片的 CTE 约 12.8-14.7ppm/℃），焊点反复的应力应变将导致焊点中裂纹的萌发和推广最终导致焊点的失效。因此需要接近芯片 CTE 的 Low CTE 高速板材。224G 需要的 PCB 板材 CTE 值为，CTE（X,Y）≦13ppm/℃。

三、224G 互联技巧对 PCB 及覆铜板需求

3.1、224G 高速互联传输标的及条件

224G 高速互联旨在兑现超高速的数据传输，以振奋当下及改日海量数据在各种愚弄场景中的快速交互需求，如在超大规模云数据中心平台中，助力其向 800G 乃至更高传输容量演进，为数据中心勾通、企业和运营商阛阓提供高效踏实的数据传输通说念。其对信号完好意思性、传输损耗、带宽等方面皆有着极为严苛的条件，举例条件极低的插入损耗、考究的回波损耗限度以及有余宽的有用带宽，以此保险高速信号八成在 PCB 及通盘这个词链路中踏实、准确地传输，幸免信号失真、衰减等问题影响数据传输质料。

224G 将在 112G 基础上露馅损耗着落 30%，并条件 PCB 具有考究可加工性。

3.2、PCB 布局更密，孔径更小

要振奋 PCB 扇出插损和串扰等洽商，224G 居品 PCB 给与极限密集遏止孔（孔壁间距 0.20mm）互联工艺筹划，最小孔径 0.15mm，布局有 0.4QFN、0.5BGA 等鄙吝件。这么的筹划布局是为了在有限的 PCB 空间内尽可能加多布线密度，裁汰信号传输旅途，减少信号传输蔓延以及诽谤信号间的互相关扰。更小的孔径和更紧密的布局有助于优化 PCB 的电气性能，使其八成适配 224G 高速互联所条件的高频高速信号传输性格，但同期也对 PCB 的制造工艺和加工精度忽视了前所未有的挑战，需要先进的成立和深通的技巧来确保每一个孔的加工精度以及各器件布局的准确性。

3.3、PCB 尺寸更大，纵横比更高，涨缩要更小

PCB 尺寸预测跨越 900mm，PCB 厚度达到 6.0mm，PCB 纵横比跨越 30:1，直径最小 0.15mm（如图 3-2 所示）。跟着高速互联技巧向 224G 迈进，更大尺寸的 PCB 八成承载更多的电子元件和复杂的电路筹划，以振奋日益增长的功能集成需求。

可是，大尺寸与高纵横比的 PCB 在制造进程中极易出现涨缩问题，这会严重影响各层露馅之间的瞄准精度以及孔与露馅的勾通准确性，进而松弛信号传输的完好意思性。因此，必须严格限度 PCB 在加工及后续使用进程中的涨缩情况，这需要从 PCB 原材料的采用、制造工艺的优化以及坐褥环境的精确限度等多方面启航点，确保 PCB 的尺寸踏实性达到 224G 高速互联技巧的高轨范条件。

3.4、PCB 板厂 224G 加工才能

从诽谤插入损耗、损耗小吏、背钻 STUB、对位层偏、阻抗小吏限度、最小线宽/线距、最大板厚、最大板尺寸、钻孔厚径比、背钻直径、新式棕化药水引入、低损油墨、荒芜工艺等各方面振奋 224G Serders 单板筹划需求，并保证良率（具体见表 3-2）。PCB 板厂需要全面升级其加工才能，在各个工艺景色皆要达到更高的精度和踏实性。举例，在阻抗小吏限度方面，要确保阻抗值在极小的允许很是范围内波动，以保险高速信号传输的踏实性；关于最小线宽/线距的把控，需借助高精度的制造成立和细密的工艺操作，兑现极窄线宽和紧密线距的加工，振奋高密度布线条件。新式棕化药水和低损油墨的引入，则有助于提高 PCB 的名义性能和信号传输质料，诽谤信号在 PCB 名义传输时的损耗。总之，PCB 板厂的 224G 加工才能是保险 224G 高速互联技巧得以落地愚弄的关节景色，需要不休地技巧改动和工艺优化来振奋日益增长的高性能 PCB 制造需求。

（未完接下篇）