Služby výroby desek plošných spojů pro GPU servery v Číně

Highleap Electronics je továrna na výrobu a montáž desek plošných spojů s prokázanou schopností ve výrobě desek plošných spojů pro servery s grafickými procesory (GPU). Vyrábíme základní desky pro 8 a 4 grafické procesory, přepínače NVLink, nosiče NVSwitch, optické hostitelské desky, rozšiřující karty PCIe Gen5 a podpůrné napájecí a řídicí desky plošných spojů, které se používají v hardwarových platformách AI – a to vše vedle našeho širšího portfolia desek plošných spojů a EMS.

Obsah

1. Co výrobci OEM hledají při výrobě desek plošných spojů pro GPU servery
2. Matice možností výroby desek plošných spojů GPU serveru
3. Typy desek, které pokrývá naše linka na výrobu desek plošných spojů pro GPU servery
4. Materiály a strategie skládání pro výrobu desek plošných spojů GPU serverů
5. Testování toku kvality, S-parametrů a AVL pro výrobu desek plošných spojů GPU serverů
6. Zapojení Highleapu do vašeho programu výroby desek plošných spojů GPU serverů

1. Co výrobci OEM hledají při výrobě desek plošných spojů pro GPU servery

Programy GPU serverů se nacházejí na průsečíku tří náročných oblastí: rozvržení desek s velmi vysokou hustotou, signalizace s ultravysokými frekvencemi a rychlý výrobní cyklus. Schopný partner pro výrobu desek plošných spojů GPU serverů musí splňovat všechny tři najednou, a to i přes očekávání ohledně snížení nákladů na pořízení, která se nezmenšují jen proto, že je technologie nová.

Technické požadavky na výrobu desek plošných spojů pro GPU servery

• Partnerství Stackup v oblasti inženýrství: Vysoce kvalitní podlahové desky (24–32 vrstev) vyžadují pečlivý výběr dielektrické tloušťky, sladění prepregů v různých materiálových přechodech a vyvážení obsahu pryskyřice pro kontrolu deformace – to vše s našimi možnostmi. výroba vícevrstvých DPS linka je strukturována kolem.
• Modelování a ověřování impedance: Diferenciál 85Ω až ±5 % na PCIe Gen5 a směrování NVLink; modelováno ve fázi návrhu, ověřeno na kuponech TDR v každé výrobní sérii.
• Možnost zpětného vrtání: Via stuby na 28 GHz Nyquistův signál stojí 1–4 dB na stub; zadní vrtání Zbytková viskozita ≤8 mil s tolerancí ±5 mil je pro výrobu desek plošných spojů serveru 112G PAM4 GPU neobchodovatelná.
• Zmírnění zkosení v důsledku tkaní skla: Styly jemného skla (1080, 2113) na signálových vrstvách; diferenciální rotace párů; možnosti rozprostřeného skla, pokud jsou k dispozici – standardní postup na naší výrobní lince desek plošných spojů pro GPU servery.
• Kolaminace materiálu: Hybridní vrstvy s ultranízkoztrátovým materiálem na signálových vrstvách a standardním FR4 s vysokou teplotou tepelné transformace (Tg) na výkonových vrstvách – cyklus jednoho lisu pro úsporu nákladů a zároveň zachování integrity signálu.
• Charakterizace S-parametrů na úrovni kupónu: Vložný útlum, odrazový útlum, přeslech do 40 GHz na testovacích kuponech dodávaných s každým panelem.

Požadavky na zadávání veřejných zakázek pro výrobu desek plošných spojů GPU serverů

• Kapacita pro náběhy objemu AI: Objemy výroby GPU platforem se mohou z prototypu během 6 měsíců zvýšit na více než 10 000 jednotek za čtvrtletí; rezervace kapacity s ohledem na postupnou prognózu je nezbytná.
• Systémy kvality sladěné s hyperscalerem: Kvalifikace AVL u hyperscaler ODM a Tier-1 OEM GPU serverů vyžaduje zdokumentované řízení procesů, správu změn a auditní podporu v průběhu celého životního cyklu výroby desek plošných spojů GPU serverů.
• Disciplinární opatření pro změnu revize: Hardwarové platformy umělé inteligence agresivně iterují; ECN reaguje během několika dnů, nikoli týdnů.
• Transparentnost nákladů: Náklady na materiál (lamináty s ultranízkými ztrátami mají 5–10× FR4), nástroje, NRE a jednotková cena – to vše se jasně projevuje v návrzích na výrobu desek plošných spojů pro servery s grafickými procesory.
• Předvídatelnost dodací lhůty: Závazné dodací lhůty, které vydrží i při nárůstu objemu; kapacitní rezervy na straně dodavatele proti nárůstům poptávky.
• Zajištění proti geografickým a politickým rizikům: Kvalifikace duálního zdroje, kapacita alternativních pracovišť, transparentní mapování dodavatelského řetězce.

2. Matice možností výroby desek plošných spojů pro GPU servery

Čísla výrobních linek, která naše linka na výrobu desek plošných spojů GPU serverů písemně potvrzuje během kvalifikace AVL – ověřeno napříč generacemi platformy GPU serverů.

3. Typy desek, které pokrývá naše linka na výrobu desek plošných spojů pro GPU servery

Serverová platforma GPU je zřídka jen jednou deskou plošných spojů. Naše výrobní linka pro servery GPU zahrnuje kompletní portfolio desek plošných spojů v moderním serveru s umělou inteligencí, koordinované v rámci jedné výrobní smlouvy s jednotným řízením změn a reportováním kvality.

Základní desky s 8 GPU – ústřední prvek výroby desek plošných spojů pro servery s grafickými kartami

• Základní desky třídy HGX s 8 GPU: plocha desky přibližně 460 × 350 mm; konstrukce s 24–32 vrstvami; více než 1 000 vysokorychlostních diferenciálních párů na desku. Nejnáročnější kategorie, kterou stavíme.
• Základní desky třídy OAM s 8 GPU: Referenční návrh OCP Universal Baseboard (UBB) s podporou AMD Instinct, Intel Gaudi a vlastních hyperscalerových akcelerátorů v 8modulové konfiguraci.
• Modulární serverové základní desky MGX: Modulární základní desky pro servery třídy NVIDIA MGX; konstrukce s 18–24 vrstvami.
• Základní desky se 4 grafickými kartami: základní desky pro servery s umělou inteligencí menšího formátu – obvykle 380 × 280 mm, konstrukce s 20–24 vrstvami; chlazené vzduchem, nikoli kapalinou.

Přepínače a můstkové desky NVLink

• Nosné desky NVSwitch: 24–30 vrstev nosičů s ASIC čipy NVSwitch; jedny z nejhustších vysokorychlostních směrování při výrobě desek plošných spojů serverů s grafickými procesory.
• Můstkové desky NVLink: malé vysokofrekvenční desky (typicky 60 × 30 mm) postavené plně na Tachyonu 100G – malá plocha desky ospravedlňuje použití prvotřídního materiálu.
• Systémové desky přepínačů NVLink: Linkové karty s 28–32 vrstvami pro vícerackové škálovatelné domény.

Síťové a hostitelské rozhraní

• Hostitelské desky optických modulů 800G: OSFP a QSFP-DD s hostitelským rozhraním 8×112G PAM4.
• 1.6T optické hostitelské desky (vznikající): OSFP-XD nové generace s 16×112G nebo 8×224G PAM4.
• Nosiče síťových karet a procesorů: Nosiče síťových karet ConnectX-7/8, základní desky BlueField-3 DPU s rozhraními 400G/800G – kryté naším vysokorychlostní výroba desek plošných spojů čára.

Základní desky a rozšiřující karty hostitelských CPU

• Základní desky s dvoupaticovými hostitelskými CPU: Základní desky Xeon Scalable nebo EPYC propojené se základní deskou s 8 GPU přes PCIe Gen5; konstrukce s 18–22 vrstvami.
• Rozšiřující karty PCIe Gen5: krátké rozšiřující desky kritické pro integritu signálu; zadní vrtání a materiál Tachyon 100G.
• Řešení s kabelovými stoupačkami: Desky pro připojení konektorů a kabelů pro distribuovanou topologii PCIe.

Napájecí, BMC a infrastrukturní desky

• Desky plošných spojů pro napájecí police 48V: tlusté měděné základní desky pro distribuci stejnosměrného proudu na úrovni racku.
• Dceřiné desky VRM: napájení v místě zátěže poblíž socketů GPU.
• Správní rady BMC: Základní desky servisních procesorů na bázi ASPEED AST2600.
• Nosné desky pro chladicí desky: mechanicky přesné desky plošných spojů pro výrobu desek plošných spojů serverů s kapalinovým chlazením GPU.

4. Materiály a strategie skládání pro výrobu desek plošných spojů pro GPU servery

Výběr materiálu ovlivňuje jak náklady, tak i výkonnostní limit jakékoli výroby desek plošných spojů serverů s grafickou kartou. Naše linka obsahuje všechny níže uvedené materiály, které jsou aktivní v kvalifikaci pro výrobu – nejen na prototypových panelech.

Filozofie hybridního stackupu při výrobě desek plošných spojů serverů s grafickými procesory (GPU)

Ekonomika výroby desek plošných spojů pro servery s grafickými procesory (GPU) silně zvýhodňuje hybridní vrstvy: materiál s ultranízkými ztrátami pouze na vrstvách nesoucích signály s nejvyšší rychlostí, FR4 s vysokou teplotou tepelné ztráty (Tg) na napájecích, zemních a pomalejších signálových vrstvách. Základní deska s 32 vrstvami GPU by mohla použít Tachyon 100G na 8 signálových vrstvách a 370HR na zbývajících 24 – obvykle by snížení nákladů na materiál o 50–60 % oproti plně tachyonové konstrukci při zachování vysokorychlostního výkonu tam, kde je to důležité.

Kompatibilita s kolaminací

Tachyon 100G a 370HR se kolaminují v jednom lisovacím cyklu za standardních podmínek FR4. Totéž platí pro kombinace Megtron 7 + Megtron 4 a I-Tera MT40 + 370HR. Pozornost je třeba věnovat sladění prepregů v přechodech materiálů – při výrobě kritických desek plošných spojů pro GPU servery koordinujeme práci s technickou podporou společností Isola a Panasonic, abychom před vydáním nástrojů ověřili kompatibilitu prepregů.

5. Testování toku kvality, S-parametrů a AVL pro výrobu desek plošných spojů pro GPU servery

Serverové platformy s grafickými procesory (GPU) se dodávají do hyperškálovacích prostředí, kde jediná vada na desce plošných spojů může zhatit trénovací běh umělé inteligence v hodnotě tisíců hodin práce na GPU. Náklady na kvalitu jakéhokoli problému v terénu jsou řádově vyšší než náklady na jeho odhalení při výrobě desek plošných spojů s grafickými procesory. Náš proces kontroly kvality je strukturován odpovídajícím způsobem.

Řízení procesu na kritických parametrech

• Tloušťka dielektrika: Tolerance ±5 % na vrstvách nesoucích signál; ověřeno odběrem vzorků průřezu po laminaci na každém panelu.
• Šířka stopy: ±10 µm přes laserové přímé zobrazování; kompenzace leptání laděná pro každý materiál.
• Impedance: ±5 % na kritických diferenciálních párech; ověření kupónu TDR pro každý panel.
• Hloubka zpětného vrtání: ±5 mil od cíle; ověřeno průřezem na prvním výrobku a při dohodnuté frekvenci vzorkování.
• Tloušťka pokoveného průchozího otvoru: Minimálně 25 µm v válci s průchodkou; rentgenová radiofrakce (XRF) na vnější mědi plus mikrořez kuponu.
• Registrace vrstev po vrstvě: Rentgenové ověření s tolerancí cíle ±3 mil u konstrukcí desek plošných spojů pro výrobu serverů s grafickými procesory s vysokým počtem vrstev.

Zkouška S-parametrů na dodávku

• Vložená ztráta: měřeno na testovacích kuponech do 40 GHz; porovnáno s modelovanými cíli.
• Návrat ztráty: ověřuje spuštění konektoru a kvalitu přechodu přes.
• Diferenciální přeslech: NEXT a FEXT na reprezentativních kupónových strukturách.
• Fázové zpoždění: Ověření zkosení v časové nebo frekvenční doméně u párů s odpovídající délkou.
• Simulace očního diagramu: Modely IBIS-AMI poskytnuté zákazníkem lze na vyžádání spustit s naměřenými S-parametry kanálu.

Dokumentace k dodávce výroby plošných spojů GPU serveru

• Prohlášení o shodě na panel s možností sledovatelnosti šarže materiálu a procesního běhu
• Certifikace materiálů (laminát, prepreg, měděná fólie)
• Zpráva o elektrické zkoušce – 100% pohyblivá sonda nebo přípravek
• Zpráva o impedančním testu s grafy TDR pro každý panel
• Zkušební protokol S-parametrů na kuponech (na vyžádání)
• Zpráva o mikrořezu prvního článku a dle dohodnuté frekvence vzorkování
• Záznamy o kontrolách AOI
• Vizuální kontrola dle IPC-A-600 třídy 2 nebo 3
• Ověření průřezu hloubky zadního vrtání (odběr vzorků na panel)
• Prohlášení o směrnicích RoHS, REACH a konfliktních minerálech
• Záznam sledovatelnosti procesu propojující dokončený sériový produkt s interním pracovním příkazem, šarží materiálu a operátorem

6. Zapojení Highleapu do vašeho programu výroby desek plošných spojů pro GPU servery

• Raný návrh platformy: konzultace ohledně stackingu, doporučení materiálů, impedanční modelování – obvykle se o to jedná 6–9 měsíců před prvním prototypem.
• Výroba prototypů: Odběr 5–25 kusů s dodací lhůtou 10–14 pracovních dnů pro 24–28vrstvé podlahové lišty; delší doba pro 32vrstvé a HDI konstrukce.
• Kvalifikační vzorky: Množství 50–500 kusů pro environmentální kvalifikaci, testování na úrovni systému, schválení zákazníkem AVL; k dispozici je kompletní dokumentace ve stylu PPAP.
• Pilotní výroba: První objem běží s alokací kapacity řízenou zákazníkem; obvykle 1 000–5 000 jednotek; data o kvalitě předávají schválení AVL.
• Objemová produkce: plánované měsíční nebo týdenní dodávky dle průběžné prognózy; kapacita rezervovaná na základě závazku zákazníka.

Společnost Highleap Electronics je full-service továrna na výrobu a montáž desek plošných spojů; zde popsaná výrobní kapacita desek plošných spojů pro GPU servery je jedním z několika specializovaných programů, které provozujeme. Jsme držiteli certifikací ISO 9001 a IATF 16949 s procesním postupem v souladu s AS9100D, který je k dispozici pro programy vyžadující zvýšenou podporu systému kvality. Naše výrobní linka desek plošných spojů pro GPU servery je vybavena laserovým zobrazováním s rozlišením 25 µm, řízeným hloubkovým zpětným vrtáním s tolerancí ±5 mil, 100% pokrytím impedančním testem, testem S-parametrů do 40 GHz, ověřováním registrace rentgenovým zářením a možností mikrořezů pro ověření prvního výrobku i během procesu.

Prostřednictvím našeho online cenového portálu odešlete soubory Gerber, data o vrtání, specifikaci stackupu, cíle výkonu kanálů a cílové množství a my vám odpovíme do 24 hodin. V případě komplexních programů výroby desek plošných spojů pro servery s grafickými procesory (GPU) – uvedení nových platforem GPU, škálovatelných hostitelských desek s fabric rozhraním, kvalifikačních postupů specifických pro hyperscalery – se náš programový tým může přímo zapojit. Podrobnosti o souvisejících možnostech naleznete na našich stránkách o výrobě desek plošných spojů pro servery s grafickými procesory (GPU) a řešeních desek plošných spojů pro servery s umělou inteligencí.