在 5G 通信、數(shù)據(jù)中心光模塊以及 AI 算力硬件迅猛增長的態(tài)勢下，高速串口通信速率已然從 10Gbps 發(fā)展至 56Gbps 甚至 112Gbps。在此進程中，信號完整性、阻抗連續(xù)性以及長期可靠性成為了限制速率提升的關鍵難題。本文將從高速串口設計的根本挑戰(zhàn)著手，剖析盤中孔(Via-in-Pad)與沉金(ENIG)兩大工藝的創(chuàng)新意義，并結合高多層板的技術進展，為工程師給予性價比出眾的解決方案。
一、高速串口設計的三大物理難題
信號衰減與阻抗失配：當速率超出 10Gbps 時，趨膚效應引發(fā)的導體損耗和介質損耗占比達 70%以上，而傳統(tǒng)過孔因殘留空氣腔造成的阻抗突變(可達 20%)，會直接致使眼圖坍塌、誤碼率驟增。串擾與電磁輻射：在高密度布線里，相鄰差分對的耦合電容和電感會引入近端串擾(NEXT)，特別是在 28Gbps 及以上速率時，可能使信號信噪比(SNR)降低 40%。工藝可靠性瓶頸：沉金層厚度不足、表面粗糙度過大等問題會加劇高頻信號反射，而過孔機械強度偏低則可能導致長期運用中的連接失效。
二、盤中孔工藝：重塑高速布線的“物理根基”
嘉立創(chuàng)的盤中孔技術憑借工藝創(chuàng)新，系統(tǒng)地化解高速信號傳輸?shù)耐袋c：
阻抗連續(xù)性的變革：運用樹脂塞孔加上電鍍蓋帽工藝，徹底填充過孔內腔，消除空氣介質導致的阻抗突變。實際測量數(shù)據(jù)顯示，10Gbps 信號通過過孔時，阻抗波動控制在±5%以內，信號上升時間縮短 22%。支持 BGA 封裝焊盤直接打孔，縮減繞線長度，讓差分對傳輸延遲降低 15%，適用于 PCIe 5.0、400G 以太網(wǎng)等超高速協(xié)議。密度與散熱的雙重跨越：焊盤內集成過孔釋放出 30%以上的布線空間，6 層板可容納的差分對數(shù)量增加 50%，滿足多通道并行傳輸?shù)男枨?。樹脂材料的導熱系?shù)達 0.8W/(m·K)，結合 2oz 厚銅設計，過孔散熱效率提升 35%，避免高溫導致的信號漂移。零成本技術的普及：嘉立創(chuàng) 6 - 32 層板默認免費提供盤中孔工藝，用戶無需額外付費就能獲取行業(yè)高端配置，單板成本降低 40%。
三、沉金工藝：高頻信號的“終極防護”
在超高速場景中，表面處理工藝直接關聯(lián)信號損耗和系統(tǒng)壽命。嘉立創(chuàng)沉金工藝通過三項核心技術樹立行業(yè)典范：
超精密的表面平整度：免費升級至 2u"沉金厚度(相比傳統(tǒng) 1u"提升 100%)，表面粗糙度(Ra)≤0.08μm，使 10Gbps 信號趨膚效應損耗降低 18%，56Gbps 信號插損改善 12%。
納米級的焊接可靠性：化學鎳層厚度 3 - 5μm，金層厚度 0.05 - 0.1μm，通過 168 小時鹽霧測試與 1000 次熱循環(huán)(-55℃~125℃)無腐蝕開裂，虛焊率低于 0.01%。
信號與成本的平衡策略：6 層板沉金打樣價格僅為 200 元(包含盤中孔工藝)，支持 5 片起訂，72 小時交付，為中小規(guī)模研發(fā)提供“零門檻”的高速驗證能力。
四.從設計到量產：嘉立創(chuàng)的技術生態(tài)閉環(huán)
為應對高速設計的繁雜性，嘉立創(chuàng)構建了涵蓋全流程的技術支撐體系：
精準阻抗控制引擎：提供 272 種層壓結構數(shù)據(jù)庫，支持差分阻抗(85Ω/90Ω/100Ω)±5%誤差控制，滿足 IEEE 802.3ck 200G/400G 以太網(wǎng)標準。
高頻材料矩陣：可選擇羅杰斯 RO4350B(Dk=3.48)、松下 MEGTRON6(Dk=3.4)等高頻板材，損耗因子(Df)低至 0.0017@10GHz，適用于 77GHz 毫米波雷達、112Gbps CPO 光引擎等場景。
設計 - 仿真 - 制造協(xié)同：集成 EDA 工具一鍵生成生產文件，內置高速信號仿真模塊，能夠預判諧振點、阻抗不連續(xù)等問題，減少 30%以上的改版次數(shù)。
結語：以工藝創(chuàng)新劃定速率新尺度
在“每 GHz 都決定競爭力”的高速通信領域，嘉立創(chuàng)通過零附加費的盤中孔工藝與 2u"沉金升級，不但突破了傳統(tǒng)工藝的物理極限，更憑借“技術普惠”理念降低創(chuàng)新門檻。從 5G 基站到 AI 算力集群，從自動駕駛雷達到下一代光通信——當每一寸布線空間都被充分利用，當每一微英寸沉金都成為信號的守護者，高速設計的邊界正在被再度拓展。
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