服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的高性能計(jì)算機(jī),它偵聽網(wǎng)絡(luò)上的其他計(jì)算機(jī)(客戶機(jī))提交的服務(wù)請(qǐng)求,并提供相應(yīng)的服務(wù)。PCB便是承載服務(wù)器運(yùn)行的關(guān)鍵材料。從材料結(jié)構(gòu)角度來(lái)細(xì)分,服務(wù)器內(nèi)部涉及PCB板的主要部件包括CPU、內(nèi)存、硬盤、硬盤背板等;PCB廠從PCB的用途來(lái)分PCB板基本上包括了背板、高層數(shù)線卡、HDI卡、GF卡:
背板:背板是用于承載各類line cards的載體,層數(shù)在20層以上,板厚在4.0mm以上,縱橫比大于14:1。
LC主板:LC的主板層數(shù)在16層以上,板厚在2.4mm以上0.25mm的via hole的設(shè)計(jì),外層線路設(shè)計(jì)通常在0.1mm/0.1mm及以下。
PCB廠的技術(shù)升級(jí)要求同步降低Df值,倒逼CCL高速化。高速CCL材料按低介電損耗從大到小可以分為STD Loss、Mid Loss、Low Loss、Very Low Loss、Ultra Low Loss以及高頻七個(gè)等級(jí)。由于兩節(jié)點(diǎn)之間的傳輸損耗與傳輸頻率和單位距離傳輸損耗正向相關(guān),當(dāng)傳輸速率提高時(shí),傳輸頻率同步提高。為降低兩節(jié)點(diǎn)間的傳輸損耗,保證信號(hào)的完整性,則需降低由低介電損耗決定的位距離傳輸損耗。因此高傳輸速率倒逼CCL高速化,Pcle 3.0采用Mid Low級(jí)別CCL,對(duì)應(yīng)Df值在0.014~0.02之間;Pcle 4.0則需要Df值在 0.008~0.014之間的Low Loss級(jí)別CCL材料;未來(lái)PCIe5.0將采用Very Low Loss及以上級(jí)別的材料,彼時(shí)Df值需低于0.008。
服務(wù)器性能與PCB技術(shù)聯(lián)系緊密,PCB技術(shù)升級(jí)勢(shì)在必行。服務(wù)器算力的提升主要依靠整個(gè)服務(wù)器平臺(tái),即CPU、芯片組和總線(PCle為最主要總線),因此服務(wù)器的升級(jí)主要體現(xiàn)在整個(gè)平臺(tái)的演進(jìn)。服務(wù)器主板PCB是由多層導(dǎo)電圖形和低介電損耗(Df)的高速覆銅板(CCL)材料壓制而成的。由于PCB是PCle總線中的關(guān)鍵組件,高等級(jí)的總線標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)的高傳輸速率需要PCB層數(shù)和基材的支持,即PCB層數(shù)需要不斷增加,CCL材料Df值也需同步降低。因此服務(wù)器平臺(tái)的升級(jí)往往會(huì)提高對(duì)于PCB技術(shù)的要求。
服務(wù)器平臺(tái)轉(zhuǎn)型推動(dòng)服務(wù)器PCB層數(shù)由低至高,未來(lái)將向16層以上增加。要保證運(yùn)算效率和傳輸速度,需要對(duì)PCB的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。隨著PCB的層數(shù)增加,可供走線的空間加大,靈活性增加,從而達(dá)到電路阻抗、高效走線的目的,提高信號(hào)的傳輸速度。因此高速率的電信號(hào)傳輸需要PCB主板的層數(shù)較大幅度的提高。目前,服務(wù)器PCB板多為8-16層的板材,10層板為服務(wù)器PCB板的主要板材。隨著服務(wù)器平臺(tái)的演進(jìn),服務(wù)器PCB持續(xù)向更高層板發(fā)展,對(duì)應(yīng)于PCIe 3.0的Purely服務(wù)器平臺(tái)一般使用8-12層的PCB主板;但 Whitley搭載的PCIe 4.0總線則要求12-16層的PCB層數(shù);而對(duì)于未來(lái)將要使用PCIe 5.0的Eagle Stream平臺(tái)而言,PCB層數(shù)需要達(dá)到16層以上。
PCB廠服務(wù)器PCB層數(shù)增加推動(dòng)價(jià)格升高,同步推動(dòng)產(chǎn)值增長(zhǎng)。更高層PCB的單價(jià)將大幅提升。根據(jù)Prismark,截至2019年,8-16層PCB板平均價(jià)格為460美元/平方米;18層以上PCB板平均價(jià)格將達(dá)到1466美元/平方米,價(jià)格增長(zhǎng)幅度為219%。據(jù)預(yù)測(cè),2020年服務(wù)器PCB的產(chǎn)值約為56.92億美元,占PCB總產(chǎn)值的比例約為9.11%,而2024年P(guān)CB的產(chǎn)值將來(lái)到67.65億美元,由于其他領(lǐng)域PCB的快速增長(zhǎng),占總產(chǎn)值的比例將下降到8.92%。