本帖最后由 bigbit丽丽 于 2024-8-7 09:32 编辑
导语
ChatGPT面世600余天，AI让消费电子和数据中心业务持续增长，英伟达、安费诺成为最大赢家。在这个大背景下，国产高速连接器路在何方？能否实现我国IT产业自主可控？
ChatGPT面世至今，已经600余天了。
600多天以来，AI浪潮席卷全球，给消费电子领域带来了不小的影响：智能手机变成了AI智能手机，PC变成了AIPC。依托于AI的发展，消费电子领域，迎来了久违的复苏。
市场调查机构 Counterpoint Research给出报告，2024 年第 2 季度全球PC出货量 6250 万台，同比增长 3.1%，连续 2 个季度出现同比正增长。
同时，伴随着消费电子领域AI化带来的性能需求，数据中心也迎来升级换代的契机，特别是在超大规模数据中心和边缘计算领域。3月，英伟达发布GB200-NLV72，让高速连接器概念成功出圈，该服务器采用的是线缆背板连接架构，具有 5000 根 NVLink铜缆（合计长度超 2 英里）。AMD、惠普企业、博通和思科在内的多家科技巨头，则宣布成立UALink推广组织，研发UALink连接器以对英伟达形成抗衡。
那么问题来了，AI的爆火，是如何让硬件迎来升级换代的？
01 | 硬件全面升级，PC新连接器出现
硬件层面而言，AI对于数据中心与PC市场的升级换代，提出了以下四点具体的需求：
1.高性能计算：深度学习模型的训练需要大量的计算能力，因此，高性能的硬件设备如图形处理单元（GPU）、专用神经网络处理单元（NPU）和应用特定集成电路（ASIC）变得越来越受欢迎。这些硬件可以加速模型的训练速度，使AI应用更加高效。
2.大规模内存：许多AI任务需要大规模内存来存储大型数据集和模型参数。传统的中央处理单元（CPU）通常无法满足这些要求，因此，出现了具有大内存容量的硬件解决方案，如高性能计算集群和图形处理器云服务。
3.高带宽互联： AI系统通常需要高带宽的数据传输，以便将数据从传感器、存储设备或其他计算节点传输到处理节点。这导致了对高速网络连接和高带宽互联硬件的需求，以确保数据的快速流动。
4.节能性能：能源效率一直是硬件设计的关键因素。AI系统通常需要长时间运行，因此对于能源的有效使用至关重要。硬件制造商不断努力开发能够在高性能的同时保持低能耗的解决方案，以降低运营成本。
对于AIPC而言，目前主流的处理器平台，有高通Snapdragon X Elite平台（算力可达45 TOPS）AMD Ryzen 8000系列（AI算力达39 TOPS）以及英特尔Lunar Lake平台（AI算力达到120 TOPS）。在此基础上，AIPC的内存需要采用LPDDR5x以上的规格。
当前，市面上的内存技术，主要分为DDR和LPDDR两类，主要区别体现在DDR更追求高性能，而LPDDR则更兼顾高性能与低功耗。此外，两者所使用的连接器，亦有所不同：DDR内存通常采用DIMM连接器或SO-DIMM连接器与主板相连，而LPDDR则是通过BGA焊接的形式与主板相连。
性能方面，两者的最新版本LPDDR5X和DDR5的指标其实非常接近，LPDDR5X的最大数据传输速率为8533MT/s，而DDR5的最大速率为8800MT/s。
随着移动办公的主流化，AIPC的发展离不开笔记本电脑，此时LPDDR5x内存的劣势便显现出来了：基于BGA焊接的设计使得它不具备升级空间，且仅能通过返厂排除内存故障。
因此，CAMM2连接器应运而生。
“LPDDR5 CAMM2 连接器的出现，首次实现LPDDR5内存模组化，（此前都是内存颗粒以BGA形式直接焊接在主板上），模组化方便系统的升级以及维修，未来有机会替代传统的SO-DIMM连接器。”兴万联电子研发总监、高级工程师蔡友华向记者介绍。
蔡友华的这段话，解释了CAMM2能够成为JEDEC标准规范的重要原因：比BGA更灵活，比SO-DIMM更节约空间。其重要性对于寸土寸金的笔记本电脑内部空间不言而喻。
兼具省空间和高可维护性的两大特质，只是CAMM2 连接器的第一步。更为重要的是，相对于DDR5 SO-DIMM的262 Pin端子设计，LPDDR5 CAMM2端子数量为644 Pin。更多的端子数量，带来了更高的性能上限。优群科技业务经理陈波对记者透露：“CAMM2最高可以支持128G的内存容量，即传统的DDR4、DDR5需要4颗且单颗32G才能满足的需求，CAMM2一颗就可以满足。”
目前，两家企业均实现了CAMM2新品量产并应用在笔电客户新机型上。针对自家新品，陈波表示优群的CAMM2优势主要表现在优异的高频阻抗表现、独特的产品设计等方面。“通过这些优势，优群的CAMM2技术不仅满足了笔记本电脑的高性能需求，还为消费者和企业用户带来了更稳定、更高效的使用体验。”陈波说道。
根据JEDEC透露的最新消息，未来的DDR6和LPDDR6都会用CAMM2取代长期使用的SO-DIMM和DIMM。在各方的推动下，CAMM2连接器将很快成为市场的主流选择。然而，当前的CAMM2连接器仍存在一大弊端，其固定方式仍然依赖于螺丝，与行业力推的免工具装配概念背道而驰，这仍是需要众多连接器厂商去攻克的一个难题。
AIPC的升级，是一个系统工程，CAMM2连接器只是其中的一部分。蔡友华认为：“预计随着数据中心、云计算和AI服务器需求的增长，PCIe 6.0将在未来几年内逐渐成为市场主流，而PCIe 7.0可能会在十年内的某个时间点普及。”
随着AIPC的不断迭代升级，PCIe连接器、雷电5连接器等各类连接器，都迎来了大放异彩的机遇。
02 | 让英伟达登顶，这个市场很诱人
PC市场的复苏，显然只是AI效应的一部分。另外的一大部分，则是数据中心业务。
近年来，全球主要国家在数据中心的建设上都进行了大规模投资，商启咨询统计数据显示，全球数据中心行业市场规模从2017年的465.5亿美元增长至2021年的679.3亿美元，预计2030年规模可达1589.7亿美元。
也正是因为在数据中心业务上的出色表现，英伟达得以一骑绝尘，在2024年一度成为全球市值第一的公司。而与之一起成为行业赢家的，是安费诺。在英伟达的COMPUTEX主题演讲中，安费诺的总裁兼CEO R. Adam Norwitti表示：“我们很自豪能够为英伟达提供先进的互连解决方案，为Blackwell加速器提供了复杂而高效的互连产品。”
据悉，GB200及其连接器和铜缆由安费诺独家供应，强势地排除了泰科和莫仕等竞争对手。根据分析师预测，一台英伟达GB200-NVL72服务器的线束价值量约为34万元，其中高速连接器价值量约为30万元。此外，还有背板连接器价值量约为21万元 。
高速连接器之所以能有较高的价值量，性能是核心因素。安费诺官方给出的数据显示，其OverPass电缆组件专为支持每条通道224G PAM 4带宽而设计，无需通过线路卡传输信号，建立了与外部IO端口的直接连接，与PCB线路和层压板相比，采用了损耗更低的布线。
相比起传统的解决方案，它能够辅助主板厂商进行更灵活地进行PCB布局的设计，从而改善散热性能，也能够降低PCB成本，提升产品的整体性能。目前，安费诺的产品线涵盖了2、4和8对结构，线径从32 AWG到26 AWG不等，传输速度为10G、28G、56G、112G和224G PAM 4。
除了安费诺之外，其他巨头如泰科、莫仕和砷泰也都在该领域有所布局，据中咨智库《重点电子元件研究报告》，安费诺、莫仕、泰科和砷泰四家厂商，每年可生产超2000万只25Gbps及以上高速背板连接器。
具体到产品，莫仕的Mirror Mezz Enhanced扣板互连技术同样支持到224 Gbps-PAM4，使用 2.5mm 和 5.5mm 连接器提供不同的堆叠高度。此外，莫仕还提供多种铜互连和光互连方案，如Inception线缆背板系统、CX2 Dual Speed 近ASIC连接器到电缆系统、OSFP 1600 I/O 解决方案，以及QSFP 800和QSFP-DD 1600 I/O 解决方案。
泰科的AdrenaLIN 224G连接器产品组合则是充分考虑到互联性和兼容性，其AdrenaLINE Slingshot连接器，针对 25 至 32 AWG 电缆背板架构进行了优化设计。
此外，泰科还推出了STRADA Whisper Absolute 背板系列组件，专为 112G PAM4 设计，可支持传输高达 112 Gbps 的数据，满足客户对高性能、高带宽系统的需求。目前该系列电缆和连接器的装机容量分别达到 6,000 万 dps 和 2.94 亿 dps，且仍在不断扩大。
砷泰也已在上一届的上海慕尼黑电子展上，展示了自家的224 Gbps PAM4互连方案。
在铜互连方案之外，光互联方案也正朝着高速化的方向发展：2024 光纤通信大会上，英特尔就展示了首款与其 CPU 共同封装的全集成光学计算互连（OCI）芯粒，利用 8 对光纤，每对光纤携带 8 个 DWDM 波长，合计 64 条通道，而每条通道可实现双向 32Gbps 传输速率，带宽共计 4Tbps，覆盖范围达 100m，采用 PCIe 5.0 传输接口同 CPU 通信。
高速化，已经成为AIPC和数据中心连接器发展的重要趋势。
03 | 直面市场竞争，国产化替代加速
当然，谈及高速连接器，不得不提一个老生常谈的话题：国产化替代。在国际竞争日趋激烈的当下，先后有数百家中国高科技企业被列入出口管制实体清单，在不可控国际因素及国内数字经济转型需求的驱动下，我国IT产业自主可控的紧迫性愈加凸显。
当前，国内不少企业也都开始着重发力高速连接器，其中就包括了大家所熟知的立讯精密、华丰科技和沃尔核材等。当前，华丰科技是华为高速背板连接器两大国内供应商之一，其最新一代的112G产品已经推出，224G高速背板连接器也于去年上半年成功研制，并已达到样品试制合格的状态。
沃尔核材在投资者互动平台，也透露了一部分的信息：公司已完成了多款单通道224G高速通信线样品的开发，目前部分样品已通过客户的测试，小批量已完成交付，尚需配套客户产品进行验证；后续供货情况需视客户需求而定，暂未形成批量销售。
作为国内连接器市值“一哥”的立讯精密，则是在2014年就开始布局，自主研发Optamax™️超低损耗、抗折弯高速裸线技术，基于该技术开发了112G/224G PAM4 DAC和“轻有源”铜缆产品，能够实现每通道高达112/224Gbps的传输速度，为系统提供单Port 800Gbps甚至1.6Tbps的双向聚合数据吞吐量。
立讯精密官网也展示了其Intrepid背板连接器、OSFP112 2x1 Connector、OSFP 1x1 Connector等连接器产品，性能满足了112Gbps标准。
可以看到，当前国内的高速连接器产品，距离海外领先的标准尚有差距，但追赶的进程依然相当顺利。这一切，离不开国内铜材企业的鼎力支持。兴业合金营销中心副总监、高级工程师洪松柏向记者介绍：“这一类的高性能合金过去行业内基本是长期依赖进口，主要使用德国和日本等公司的材料，目前兴业的产品已部分形成国产化替代。”
高速连接器的较高的性能要求，也对铜合金材料提出了更高的要求：
1. 高强度：铜合金材料需要具备足够的强度，以承受连接过程中的机械应力。
2. 高导电率：为了减少信号传输过程中的能量损失，铜合金材料需要具有高导电率。
3. 高耐热性：连接器在长时间工作或高温环境下仍能保持性能稳定。
4. 高抗应力松弛性能：在高温或长时间工作条件下，铜合金材料应保持其机械性能，避免因应力松弛导致的性能下降。
当前，国内像兴业合金、博威合金和金田铜业等都为行业提供了适合高速连接器使用的铜合金产品。洪松柏向记者透露：“目前兴业合金的XYK-59、XYK-32、XYK-58等合金，已经能够在部分领域进入替代，如华为、中兴等通信设备领域，浪潮的高端服务器领域的高速连接器等。”
04 | 小结
总体来看，要迎着高速互连的产业趋势走，连接器行业需要攻克的技术难题还有很多。当前，高速连接器的国产化进程相对顺利。依托于完善的产业链和市场优势，国内的部分产品在性能、可靠性等方面已经能够对国际一线品牌形成追赶。
AI发展至今日，是噱头还是未来的机遇已经无需争议，它将会给科技带来全新的变革，每一次技术的飞跃，都标志着行业的深刻洗礼与重塑，而掌握关键技术的主导权，则意味着掌握了引领未来走向的钥匙。在这个全新的领域，自主创新和进口替代是中国科技产业未来十年到二十年发展的核心战略与宝贵机遇。
我们期待，AI新领域的国产化替代，能够对提升国内连接器产业的竞争力，促进国内相关产业链的发展，增强国家的科技自主能力。
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