AI時代，高速連接器國產(chǎn)化機遇解讀

【嗶哥嗶特導讀】ChatGPT面世600余天，AI讓消費電子和數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)持續(xù)增長，英偉達、安費諾成為最大贏家。在這個大背景下，國產(chǎn)高速連接器路在何方？能否實現(xiàn)我國IT產(chǎn)業(yè)自主可控？

ChatGPT面世至今，已經(jīng)600余天了。

600多天以來，AI浪潮席卷全球，給消費電子領(lǐng)域帶來了不小的影響：智能手機變成了AI智能手機，PC變成了AIPC。依托于AI的發(fā)展，消費電子領(lǐng)域，迎來了久違的復蘇。

市場調(diào)查機構(gòu) Counterpoint Research給出報告，2024 年第 2 季度全球PC出貨量6250萬臺，同比增長 3.1%，連續(xù)2個季度出現(xiàn)同比正增長。

▲不同品牌PC出貨量增幅 來源：Counterpoint Research

同時，伴隨著消費電子領(lǐng)域AI化帶來的性能需求，數(shù)據(jù)中心也迎來升級換代的契機，特別是在超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和邊緣計算領(lǐng)域。3月，英偉達發(fā)布GB200-NLV72，讓高速連接器概念成功出圈，該服務(wù)器采用的是線纜背板連接架構(gòu)，具有 5000 根 NVLink銅纜(合計長度超 2 英里)。 AMD、惠普企業(yè)、博通和思科在內(nèi)的多家科技巨頭，則宣布成立UALink推廣組織，研發(fā)UALink連接器以對英偉達形成抗衡。

那么問題來了，AI的爆火，是如何讓硬件迎來升級換代的?

01|硬件全面升級，PC新連接器出現(xiàn)

硬件層面而言，AI對于數(shù)據(jù)中心與PC市場的升級換代，提出了以下四點具體的需求：

1. 高性能計算：深度學習模型的訓練需要大量的計算能力，因此，高性能的硬件設(shè)備如圖形處理單元(GPU)、專用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元(NPU)和應(yīng)用特定集成電路(ASIC)變得越來越受歡迎。這些硬件可以加速模型的訓練速度，使AI應(yīng)用更加高效。

2. 大規(guī)模內(nèi)存：許多AI任務(wù)需要大規(guī)模內(nèi)存來存儲大型數(shù)據(jù)集和模型參數(shù)。傳統(tǒng)的中央處理單元(CPU)通常無法滿足這些要求，因此，出現(xiàn)了具有大內(nèi)存容量的硬件解決方案，如高性能計算集群和圖形處理器云服務(wù)。

3. 高帶寬互聯(lián)：AI系統(tǒng)通常需要高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸，以便將數(shù)據(jù)從傳感器、存儲設(shè)備或其他計算節(jié)點傳輸?shù)教幚砉?jié)點。這導致了對高速網(wǎng)絡(luò)連接和高帶寬互聯(lián)硬件的需求，以確保數(shù)據(jù)的快速流動。

4. 節(jié)能性能：能源效率一直是硬件設(shè)計的關(guān)鍵因素。AI系統(tǒng)通常需要長時間運行，因此對于能源的有效使用至關(guān)重要。硬件制造商不斷努力開發(fā)能夠在高性能的同時保持低能耗的解決方案，以降低運營成本。

對于AIPC而言，目前主流的處理器平臺，有高通Snapdragon X Elite平臺(算力可達45 TOPS)AMD Ryzen 8000系列(AI算力達39 TOPS)以及英特爾Lunar Lake平臺(AI算力達到120 TOPS)。在此基礎(chǔ)上，AIPC的內(nèi)存需要采用LPDDR5x以上的規(guī)格。

當前，市面上的內(nèi)存技術(shù)，主要分為DDR和LPDDR兩類，主要區(qū)別體現(xiàn)在DDR更追求高性能，而LPDDR則更兼顧高性能與低功耗。此外，兩者所使用的連接器，亦有所不同：DDR內(nèi)存通常采用DIMM連接器或SO-DIMM連接器與主板相連，而LPDDR則是通過BGA焊接的形式與主板相連。

性能方面，兩者的最新版本LPDDR5X和DDR5的指標其實非常接近，LPDDR5X的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為8533MT/s，而DDR5的最大速率為8800MT/s。

隨著移動辦公的主流化，AIPC的發(fā)展離不開筆記本電腦，此時LPDDR5X內(nèi)存的劣勢便顯現(xiàn)出來了：基于BGA焊接的設(shè)計使得它不具備升級空間，且僅能通過返廠排除內(nèi)存故障。

因此，CAMM2連接器應(yīng)運而生。

“LPDDR5 CAMM2連接器的出現(xiàn)，首次實現(xiàn)LPDDR5內(nèi)存模組化，(此前都是內(nèi)存顆粒以BGA形式直接焊接在主板上)，模組化方便系統(tǒng)的升級以及維修。CAMM2連接器未來有機會替代傳統(tǒng)的SO-DIMM連接器?！迸d萬聯(lián)電子研發(fā)總監(jiān)、高級工程師蔡友華向記者介紹。

▲興萬聯(lián)CAMM2連接器與SO-DIMM連接器

蔡友華的這段話，解釋了CAMM2連接器能夠成為JEDEC標準規(guī)范的重要原因：比BGA更靈活，比SO-DIMM連接器更節(jié)約空間。其重要性對于寸土寸金的筆記本電腦內(nèi)部空間不言而喻。

兼具省空間和高可維護性的兩大特質(zhì)，只是CAMM2 連接器的第一步。更為重要的是，相對于DDR5 SO-DIMM的262 Pin端子設(shè)計，LPDDR5 CAMM2端子數(shù)量為644 Pin。更多的端子數(shù)量，帶來了更高的性能上限。優(yōu)群科技業(yè)務(wù)經(jīng)理陳波對記者透露：“CAMM2最高可以支持128G的內(nèi)存容量，即傳統(tǒng)的DDR4、DDR5需要4顆且單顆32G才能滿足的需求，CAMM2一顆就可以滿足?！?/p>

▲CAMM2連接器示意圖 來源：優(yōu)群科技

目前，兩家企業(yè)均實現(xiàn)了CAMM2連接器新品量產(chǎn)并應(yīng)用在筆電客戶新機型上。針對自家連接器新品，陳波表示優(yōu)群的CAMM2優(yōu)勢主要表現(xiàn)在優(yōu)異的高頻阻抗表現(xiàn)、獨特的產(chǎn)品設(shè)計等方面。“通過這些優(yōu)勢，優(yōu)群的CAMM2技術(shù)不僅滿足了筆記本電腦的高性能需求，還為消費者和企業(yè)用戶帶來了更穩(wěn)定、更高效的使用體驗。”陳波說道。

根據(jù)JEDEC透露的最新消息，未來的DDR6和LPDDR6都會用CAMM2連接器取代長期使用的SO-DIMM連接器和DIMM連接器。在各方的推動下，CAMM2連接器將很快成為市場的主流選擇。然而，當前的CAMM2連接器仍存在一大弊端，其固定方式仍然依賴于螺絲，與行業(yè)力推的免工具裝配概念背道而馳，這仍是需要眾多連接器廠商去攻克的一個難題。

AIPC的升級，是一個系統(tǒng)工程，CAMM2連接器只是其中的一部分。蔡友華認為：“預計隨著數(shù)據(jù)中心、云計算和AI服務(wù)器需求的增長，PCIe 6.0將在未來幾年內(nèi)逐漸成為市場主流，而PCIe 7.0可能會在十年內(nèi)的某個時間點普及?！?/p>

隨著AIPC的不斷迭代升級，PCIe連接器、雷電5連接器等各類連接器，都迎來了大放異彩的機遇。

02|讓英偉達登頂，這個市場很誘人

PC市場的復蘇，顯然只是AI效應(yīng)的一部分。另外的一大部分，則是數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)。

近年來，全球主要國家在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)上都進行了大規(guī)模投資，商啟咨詢統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球數(shù)據(jù)中心行業(yè)市場規(guī)模從2017年的465.5億美元增長至2021年的679.3億美元，預計2030年規(guī)?？蛇_1589.7億美元。

也正是因為在數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)上的出色表現(xiàn)，英偉達得以一騎絕塵，在2024年一度成為全球市值第一的公司。而與之一起成為行業(yè)贏家的，是安費諾。在英偉達的COMPUTEX主題演講中，安費諾連接器的總裁兼CEO R. Adam Norwitti表示：“我們很自豪能夠為英偉達提供先進的互連解決方案，為Blackwell加速器提供了復雜而高效的互連產(chǎn)品。”

據(jù)悉，GB200及其高速連接器和銅纜由安費諾獨家供應(yīng)，強勢地排除了泰科連接器和莫仕連接器等競爭對手。根據(jù)分析師預測，一臺英偉達GB200-NVL72服務(wù)器的線束價值量約為34萬元，其中高速連接器價值量約為30萬元。此外，還有背板連接器價值量約為21萬元 。

高速連接器之所以能有較高的價值量，性能是核心因素。安費諾連接器官方給出的數(shù)據(jù)顯示，其OverPass電纜組件專為支持每條通道224G PAM 4帶寬而設(shè)計，無需通過線路卡傳輸信號，建立了與外部IO端口的直接連接，與PCB線路和層壓板相比，采用了損耗更低的布線。

▲EXAMAX2?背板連接器系統(tǒng) 來源： 安費諾信息通信

相比起傳統(tǒng)的解決方案，它能夠輔助主板廠商進行更靈活地進行PCB布局的設(shè)計，從而改善散熱性能，也能夠降低PCB成本，提升產(chǎn)品的整體性能。目前，安費諾的產(chǎn)品線涵蓋了2、4和8對結(jié)構(gòu)，線徑從32 AWG到26 AWG不等，傳輸速度為10G、28G、56G、112G和224G PAM 4。

除了安費諾之外，其他巨頭如泰科、莫仕和砷泰也都在該連接器領(lǐng)域有所布局，據(jù)中咨智庫《重點電子元件研究報告》，安費諾、莫仕、泰科和砷泰四家廠商，每年可生產(chǎn)超2000萬只25Gbps及以上高速背板連接器。

具體到產(chǎn)品，莫仕的Mirror Mezz Enhanced扣板互連技術(shù)同樣支持到224 Gbps-PAM4，使用 2.5mm 和 5.5mm 連接器提供不同的堆疊高度。此外，莫仕還提供多種銅互連和光互連方案，如Inception線纜背板系統(tǒng)、CX2 Dual Speed 近ASIC連接器到電纜系統(tǒng)、OSFP 1600 I/O 解決方案，以及QSFP 800和QSFP-DD 1600 I/O 解決方案。

泰科的AdrenaLIN 224G連接器產(chǎn)品組合則是充分考慮到互聯(lián)性和兼容性，其AdrenaLINE Slingshot連接器，針對 25 至 32 AWG 電纜背板架構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計。

此外，泰科還推出了STRADA Whisper Absolute 背板系列組件，專為 112G PAM4 設(shè)計，可支持傳輸高達 112 Gbps 的數(shù)據(jù)，滿足客戶對高性能、高帶寬系統(tǒng)的需求。目前該系列電纜和高速連接器的裝機容量分別達到 6,000 萬 dps 和 2.94 億 dps，且仍在不斷擴大。

▲STRADA Whisper Absolute 背板系列組件 來源： TE Connectivity

砷泰也已在上一屆的上海慕尼黑電子展上，展示了自家的224 Gbps PAM4高速連接器。

在銅互連方案之外，光互聯(lián)方案也正朝著高速化的方向發(fā)展：2024 光纖通信大會上，英特爾就展示了首款與其 CPU 共同封裝的全集成光學計算互連(OCI)芯粒，利用 8 對光纖，每對光纖攜帶 8 個 DWDM 波長，合計 64 條通道，而每條通道可實現(xiàn)雙向 32Gbps 傳輸速率，帶寬共計 4Tbps，覆蓋范圍達 100m，采用 PCIe 5.0 傳輸接口同 CPU 通信。

高速化，已經(jīng)成為AIPC和數(shù)據(jù)中心連接器發(fā)展的重要趨勢。

03|直面市場競爭，國產(chǎn)化替代加速

當然，談及高速連接器，不得不提一個老生常談的話題：高速連接器的國產(chǎn)化替代。在國際競爭日趨激烈的當下，先后有數(shù)百家中國高科技企業(yè)被列入出口管制實體清單，在不可控國際因素及國內(nèi)數(shù)字經(jīng)濟轉(zhuǎn)型需求的驅(qū)動下，我國IT產(chǎn)業(yè)自主可控的緊迫性愈加凸顯。

當前，國內(nèi)不少連接器企業(yè)也都開始著重發(fā)力高速連接器，其中就包括了大家所熟知的立訊精密、華豐科技和沃爾核材等。當前，華豐科技是華為高速連接器國內(nèi)供應(yīng)商之一，其最新一代的112G產(chǎn)品已經(jīng)推出，224G高速背板連接器也于去年上半年成功研制，并已達到樣品試制合格的狀態(tài)。

沃爾核材在投資者互動平臺，也透露了一部分的信息：公司已完成了多款單通道224G高速通信線樣品的開發(fā)，目前部分樣品已通過客戶的測試，小批量已完成交付，尚需配套客戶產(chǎn)品進行驗證;后續(xù)供貨情況需視客戶需求而定，暫未形成批量銷售。

作為國內(nèi)連接器市值“一哥”的立訊精密，則是在2014年就開始布局，自主研發(fā)Optamax??超低損耗、抗折彎高速裸線技術(shù)，基于該技術(shù)開發(fā)了112G/224G PAM4 DAC和“輕有源”銅纜產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)每通道高達112/224Gbps的傳輸速度，為系統(tǒng)提供單Port 800Gbps甚至1.6Tbps的雙向聚合數(shù)據(jù)吞吐量。

▲立訊高速連接器

立訊精密官網(wǎng)也展示了其Intrepid背板連接器、OSFP112 2x1 Connector、OSFP 1x1 Connector等連接器產(chǎn)品，性能滿足了112Gbps標準。

可以看到，當前國內(nèi)的高速連接器產(chǎn)品，距離海外連接器領(lǐng)先的標準尚有差距，但追趕的進程依然相當順利。這一切，離不開國內(nèi)銅材企業(yè)的鼎力支持。興業(yè)合金營銷中心副總監(jiān)、高級工程師洪松柏向記者介紹：“這一類的高性能合金過去行業(yè)內(nèi)基本是長期依賴進口，主要使用德國和日本等公司的材料，目前興業(yè)的產(chǎn)品已部分形成國產(chǎn)化替代?！?/p>

▲興業(yè)合金高速連接器銅合金帶材

高速連接器的較高的性能要求，也對銅合金材料提出了更高的要求：

1. 高強度：連接器銅合金材料需要具備足夠的強度，以承受連接過程中的機械應(yīng)力。

2. 高導電率：為了減少信號傳輸過程中的能量損失，連接器銅合金材料需要具有高導電率。

3. 高耐熱性：連接器在長時間工作或高溫環(huán)境下仍能保持性能穩(wěn)定。

4. 高抗應(yīng)力松弛性能：在高溫或長時間工作條件下，連接器銅合金材料應(yīng)保持其機械性能，避免因應(yīng)力松弛導致的性能下降。

當前，國內(nèi)像興業(yè)合金、博威合金和金田銅業(yè)等都為行業(yè)提供了適合高速連接器使用的銅合金產(chǎn)品。洪松柏向記者透露：“目前興業(yè)合金的XYK-59、XYK-32、XYK-58等合金，已經(jīng)能夠在部分領(lǐng)域進入替代，如華為、中興等通信設(shè)備領(lǐng)域，浪潮的高端服務(wù)器領(lǐng)域的高速連接器等?！?/p>

04|小結(jié)

總體來看，要迎著高速互連的產(chǎn)業(yè)趨勢走，連接器行業(yè)需要攻克的技術(shù)難題還有很多。當前，高速連接器的國產(chǎn)化進程相對順利。依托于完善的產(chǎn)業(yè)鏈和市場優(yōu)勢，國內(nèi)的部分連接器產(chǎn)品在性能、可靠性等方面已經(jīng)能夠?qū)H一線品牌連接器形成追趕。

AI發(fā)展至今日，是噱頭還是未來的機遇已經(jīng)無需爭議，它將會給科技帶來全新的變革，每一次技術(shù)的飛躍，都標志著行業(yè)的深刻洗禮與重塑，而掌握關(guān)鍵技術(shù)的主導權(quán)，則意味著掌握了引領(lǐng)未來走向的鑰匙。在這個全新的領(lǐng)域，自主創(chuàng)新和進口替代是中國科技產(chǎn)業(yè)未來十年到二十年發(fā)展的核心戰(zhàn)略與寶貴機遇。

我們期待，AI新領(lǐng)域的國產(chǎn)化替代，能夠?qū)μ嵘龂鴥?nèi)連接器產(chǎn)業(yè)的競爭力，促進國內(nèi)連接器相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，增強國家的科技自主能力。

本文為嗶哥嗶特資訊原創(chuàng)文章，未經(jīng)允許和授權(quán)，不得轉(zhuǎn)載