Como a fabricação de PCBs para placas aceleradoras de IA suporta alto desempenho.

O treinamento, a inferência e a computação de alto desempenho em IA exigem o processamento de grandes volumes de dados. Diferentes tipos de placas aceleradoras de IA podem usar GPUs, NPUs ou ASICs dedicados para IA. As placas aceleradoras de IA normalmente incluem chips de computação, circuitos de gerenciamento de energia e interfaces de alta velocidade, enquanto a forma como a memória é integrada varia de acordo com a arquitetura do produto. Fornecer caminhos de sinal de alta velocidade e conexões de energia em um espaço limitado na placa impõe maiores exigências à fabricação de circuitos de PCB, ao controle de impedância, às interconexões multicamadas e à consistência de fabricação.

 

As placas de circuito impresso (PCBs) fornecem interconexões elétricas e caminhos de sinal para os componentes em placas aceleradoras de IA. Diferentes placas aceleradoras variam em arquitetura de computação, tipo de interface, estrutura da placa e requisitos de energia. Consequentemente, a quantidade de camadas da PCB, os materiais, as dimensões das trilhas e as estruturas de interconexão também podem diferir. Durante a fabricação, os materiais, as camadas e os principais parâmetros do processo precisam ser controlados de acordo com as especificações do cliente.

 

A HoYoGo é uma fabricante profissional de PCBs para placas aceleradoras de IA . Com base nos materiais, configurações de camadas, metas de impedância e requisitos de interconexão especificados pelo cliente, a HoYoGo fabrica PCBs para placas aceleradoras de IA com diferentes arquiteturas de computação e configurações de interface. 

 

Requisitos de fabricação de PCBs para transmissão de sinal de alta velocidade

As placas aceleradoras de IA exigem transmissão de dados em alta velocidade entre os chips de computação e as interfaces do sistema por meio de caminhos de sinal em nível de placa. Para trilhas de sinal de alta velocidade ou trilhas com requisitos específicos de impedância, variações nas dimensões da trilha, na espessura do dielétrico e na espessura do cobre durante a fabricação da placa de circuito impresso podem afetar a impedância real e o desempenho da transmissão de sinal.

 

Durante a fabricação de circuitos, parâmetros-chave como largura da trilha, espessura do cobre, espessura do dielétrico e consistência da corrosão precisam ser controlados de acordo com a estrutura de empilhamento e os requisitos de impedância fornecidos pelo cliente. Para circuitos de linhas finas, a consistência de fabricação dentro de placas individuais e entre diferentes lotes de produção também requer atenção especial para reduzir o impacto das variações do processo nas dimensões da trilha e no desempenho elétrico.

 

Materiais e estruturas de empilhamento afetam o desempenho em alta velocidade.

Algumas placas de circuito impresso (PCBs) de aceleradores de IA de alto desempenho utilizam estruturas multicamadas para suportar transmissão de sinal de alta velocidade e conexões de energia entre as camadas de sinal, energia e referência. A quantidade específica de camadas e a estrutura de empilhamento dependem da velocidade da interface, da densidade de roteamento, dos requisitos de energia e do projeto geral da placa. Para trilhas de sinal de alta velocidade, parâmetros como constante dielétrica (Dk), fator de dissipação (Df) e espessura do dielétrico podem afetar a transmissão do sinal e o controle de impedância.

 

Dependendo dos requisitos de desempenho, algumas placas aceleradoras de IA de alta velocidade podem usar materiais de baixa perda para reduzir as perdas dielétricas durante a transmissão de sinais em alta velocidade. Processos de fabricação, como laminação, perfuração e fabricação de circuitos, precisam ser controlados de acordo com as características do material e os requisitos específicos do processo. A consistência entre lotes de materiais, a espessura do dielétrico e a espessura da placa finalizada também devem ser cuidadosamente monitoradas.

 

A interconexão de alta densidade aumenta a complexidade de fabricação.

Algumas placas aceleradoras de IA de alto desempenho possuem um alto nível de integração de componentes , exigindo que chips de computação, circuitos de gerenciamento de energia e interfaces sejam acomodados em um espaço limitado na placa. À medida que a densidade de roteamento e interconexão aumenta, a fabricação de PCBs multicamadas torna-se mais exigente em áreas como registro camada a camada, laminação, furação e metalização de furos. 

 

Algumas placas de circuito impresso (PCBs) de aceleradores de IA de alta densidade podem usar estruturas HDI com microvias para melhorar o aproveitamento do espaço na placa e a densidade de interconexões. Para essas PCBs, a qualidade da perfuração a laser, a precisão do posicionamento dos furos, a metalização das vias e a confiabilidade das conexões entre camadas exigem um controle rigoroso. Desvios significativos em processos críticos de fabricação podem afetar as conexões elétricas, a montagem subsequente dos componentes e a confiabilidade a longo prazo.

 

Interfaces de alta velocidade e consistência de impedância

As placas aceleradoras de IA trocam dados com as placas-mãe dos servidores e outros componentes do sistema por meio de interfaces de alta velocidade. Os diferentes produtos variam em tipo de interface, velocidade de transmissão e estrutura da placa, resultando em diferentes estruturas de trilhas de PCB e requisitos de impedância.

 

Para trilhas de alta velocidade com requisitos de impedância controlada, a produção e a verificação de impedância devem seguir as metas de impedância, os parâmetros de empilhamento e as condições de teste especificadas pelo cliente. Durante a fabricação em volume, os resultados da inspeção e os registros de produção podem ser usados ​​para monitorar a impedância em placas e lotes, identificar variações de processo e manter a consistência da impedância.

 

Confiabilidade das placas de circuito impresso sob cargas térmicas

Quando as placas aceleradoras de IA operam sob cargas de trabalho elevadas, os chips de computação, os dispositivos de memória e os módulos de energia geram calor. Embora a dissipação de calor dependa principalmente do projeto térmico do sistema e da placa, as propriedades dos materiais da placa de circuito impresso (PCB) e a qualidade de fabricação também afetam a confiabilidade a longo prazo sob temperaturas elevadas e condições de ciclos térmicos.

 

Durante a fabricação de PCBs, os materiais especificados pelo cliente, a temperatura de operação e os requisitos de confiabilidade devem orientar o controle de fatores-chave, como a qualidade da laminação, a adesão entre camadas, a qualidade do cobre metalizado nos furos passantes e a espessura do cobre. Para produtos expostos a temperaturas elevadas por períodos prolongados ou a ciclos térmicos repetidos, também deve-se atentar para as propriedades dos materiais e os processos de fabricação a fim de reduzir o risco de delaminação e trincas nos furos metalizados.

 

Controle de consistência na produção em larga escala

Para placas de circuito impresso (PCBs) de aceleradores de IA, atender aos requisitos dimensionais e elétricos de uma placa individual é apenas o básico. Manter a consistência de fabricação entre diferentes placas e lotes de produção é igualmente importante. Como as placas de aceleradores de IA impõem requisitos exigentes em relação à transmissão de sinal de alta velocidade, conexões de energia e montagem de componentes, mesmo pequenas variações nos processos de fabricação podem afetar o desempenho do produto e a confiabilidade da montagem.

 

Durante a produção em larga escala, o controle de processo deve abranger o gerenciamento de matérias-primas, a fabricação de circuitos, a laminação, a perfuração, a deposição de cobre sem eletrodos, a galvanoplastia e a inspeção final. Métodos de inspeção adequados devem ser utilizados para monitorar os principais parâmetros de fabricação. Os parâmetros de produção e os registros de qualidade também devem ser mantidos para rastreabilidade, permitindo que as variações do processo sejam identificadas e controladas em tempo hábil. Isso ajuda a reduzir as diferenças entre placas individuais e lotes de produção e garante que os produtos de PCB atendam consistentemente aos requisitos técnicos do cliente.

 

Tendências de desenvolvimento de PCBs para placas aceleradoras de IA

À medida que o desempenho dos chips de computação de IA e as velocidades de transmissão de dados continuam a aumentar, as placas aceleradoras de IA estão caminhando para maior integração e largura de banda de dados, enquanto as estruturas de interconexão em nível de placa estão se tornando mais complexas. As placas de circuito impresso (PCBs) precisam acomodar mais trilhas de sinal de alta velocidade, redes de distribuição de energia e interconexões funcionais em um espaço limitado, impondo maiores exigências à fabricação de linhas finas, interconexão multicamadas, controle de impedância e capacidades de processamento de materiais.

 

As placas aceleradoras de IA variam em arquitetura de computação, interfaces, consumo de energia e dimensões da placa, portanto, seus requisitos de fabricação de PCBs não podem ser atendidos com uma única abordagem padronizada. Os fabricantes de PCBs precisam seguir as especificações do cliente para materiais, estruturas de empilhamento, impedância e confiabilidade, mantendo um controle rigoroso sobre processos-chave, como fabricação de circuitos, laminação, perfuração, galvanoplastia e inspeção.

 

A HoYoGo é uma fabricante profissional de PCBs para placas aceleradoras de IA, com capacidade em fabricação de PCBs de alta confiabilidade, alta precisão, multicamadas e alta velocidade. Seguindo as especificações do cliente e os padrões IPC aplicáveis ​​na produção e no controle de qualidade, a HoYoGo oferece suporte confiável na fabricação de PCBs para placas aceleradoras de IA e hardware de computação de IA relacionado, ajudando os clientes a manter a qualidade consistente dos PCBs desde a produção de amostras até a fabricação em volume .