Fremstilling af GPU-serverprintkort

Hvorfor vælge Highleap Electronics til fremstilling af server-printkort

Highleap Electronics specialiserer sig i fremstilling af printkort til GPU-servere og AI-hardware. Vi er en full-service printkortfabrik, der håndterer alt fra prototyper til masseproduktion, med særlig ekspertise i de komplekse printkort, der kræves til datacenterapplikationer. Vores anlæg producerer bundkort, riserkort, strømkort og forskellige forbindelsessystemer, som GPU-servere har brug for for at fungere. Uanset om du har brug for fremstilling af standard server-printkort eller specialiseret GPU-printkortfremstilling , har vi kapaciteten til at levere.

• Højhastigheds-PCB-produktionskapaciteterVi fremstiller kort, der understøtter PCIe Gen5 (32 GT/s) og Gen6 (64 GT/s) hastigheder med impedanskontrol inden for ±7%. Vores produktionslinjer håndterer alt fra 4-lags kort til komplekse 28-lags designs, og bruger automatiseret optisk inspektion i flere faser for at opdage defekter tidligt i processen. Denne ekspertise strækker sig til Edge computing-printkort applikationer hvor latenstid og pålidelighed er afgørende.
• Kompleks fremstilling af flerlagspladerGPU-serverbundkort har typisk brug for 16-24 lag for at dirigere alle de nødvendige signaler. Vi bruger HDI PCB teknologi med mikrovias ned til 75 μm i diameter og opretholde lag-til-lag-registrering inden for ±50 μm. Denne præcision er afgørende ved routing af hundredvis af differentialpar, der skal opretholde matchende længder.
• SMT-samling til tætte komponenterVores pick-and-place-maskiner opnår en nøjagtighed på ±30 μm for komponenter med fin pitch og håndterer alt fra 01005-chipkomponenter til massive BGA-pakker med over 3,000 kugler. Vi bruger nitrogen-reflowovne til at sikre korrekt loddeforbindelsesdannelse, hvilket er især vigtigt for de store BGA'er, der anvendes i server bundkort PCB samling.
• VolumenproduktionskapacitetVi skalerer fra prototypeproduktioner på 5-10 printkort til produktionsvolumener på over 10,000 enheder om måneden. Vores forsyningskæderelationer sikrer komponenttilgængelighed selv under mangler, og vi opretholder kvalitetsstandarder, der holder defektraterne under 100 DPPM, selv ved store mængder.

Denne kombination af kompetencer gør os til en pålidelig partner for virksomheder, der udvikler næste generations serverhardware. Vi tilbyder fremstilling og samling af GPU-serverprintkort og leverer hurtige og pålidelige løsninger til AI- og datacenterapplikationer.

Væsentlige designkrav til GPU-serverbundkort

GPU-serverprintkort er blandt de mest komplekse printkort i produktion i dag. Et typisk printkort skal understøtte 4-8 GPU'er, der hver kræver 16 PCIe-forbindelsesbaner plus strømforsyning, der kan håndtere 300-700 watt pr. kort. Disse krav driver designbeslutninger, der påvirker alle aspekter af fremstillingsprocessen, især for specialiserede AI-bundkortdesigns.

• Krav til antal lag og opstablingDe fleste GPU-serverkort bruger 16-24 lag, selvom nogle designs går op til 28 lag eller mere. Stakken skal balancere højhastighedssignallag (typisk på de ydre lag), strømforsyningsplaner (ved brug af 2-4 oz kobber) og jordreferencer. Hver GPU-forbindelse alene kan kræve 4-6 routinglag for at opretholde korrekt signalintegritet. Vores HDI PCB-retningslinjer for serverbundkort give detaljerede specifikationer for disse komplekse designs.
• Udfordringer med routing med høj tæthedRouting bliver eksponentielt vanskeligere med hver ekstra GPU. En enkelt GPU kræver cirka 100 differentialpar til PCIe, strømstyring og hjælpesignaler. At opretholde matchede sporlængder inden for 5 mils, samtidig med at krydstale undgås, kræver omhyggelig planlægning og ofte flere routing-iterationer.
• Præcisionskrav til BGA og stikServerkomponenter bruger store BGA'er, der kræver præcis placering og perfekt fladhed. GPU-slots skal kunne håndtere kort, der vejer op til 3 kg, samtidig med at de opretholder elektrisk kontakt gennem tusindvis af indsættelsescyklusser. Strømstik skal kunne klare op til 600 W, samtidig med at de holder sig inden for temperaturgrænserne.

Materialer og højhastighedssignalstyring

PCIe Gen5- og Gen6-hastigheder kræver omhyggelig materialevalg gennem hele signalvejen. Standard FR-4-materialer kan simpelthen ikke opretholde signalintegriteten ved disse frekvenser, hvilket gør valg af PCB-laminatmateriale til en af ​​de mest kritiske beslutninger i designprocessen.

• Valg af de rigtige printkortmaterialerHøjhastighedslag kræver materialer med lavt tab som Megtron 6, Megtron 7 eller et speciallaminat med lavt tab. Disse materialer opretholder dielektriske konstanter omkring 3.3-3.5 og tabstangenter under 0.002 ved 10 GHz. Materialeomkostningerne kan nå op på $500-1000 pr. panel for premium-substrater, så vi bruger ofte hybride stackups med højhastighedsmaterialer kun, hvor det er nødvendigt.
• Håndtering af signalintegritet ved 32+ GT/sVed PCIe Gen5- og Gen6-hastigheder påvirker hver via, hver millimeter spor og hvert stik signalkvaliteten. Vi bruger bagboring til at fjerne via-stubbe, implementerer korrekt via-afstand for at minimere krydstale og sikrer impedanskontrol gennem hele overgangen. Simulering før layout hjælper med at identificere problemområder, før man investerer i hardware.
• Test- og valideringsmetoderVi validerer højhastighedsydelse ved hjælp af tidsdomænereflektometri (TDR) til impedansverifikation og vektornetværksanalysatorer til S-parametermålinger op til 67 GHz. Øjendiagramtest bekræfter, at signalerne opretholder en tilstrækkelig margin efter at have taget højde for produktionsvariationer.

Løsninger til strømforsyning og termisk styring

Moderne GPU'er forbruger enorme mængder strøm – en enkelt H100 GPU kan trække 700 W, og servere med 8 GPU'er skal levere over 5 kW alene til GPU'erne. Denne strøm skal leveres effektivt, samtidig med at den varme, der genereres af både strømkonverteringen og selve GPU'erne, håndteres. Disse udfordringer er særligt akutte i højtydende printkortproduktionsapplikationer.

• Tung kobberkonstruktion til høj strømStrømforsyningsplaner bruger 4-10oz kobber til at håndtere strømme, der overstiger 100A pr. GPU. Vi implementerer parallelle strømveje og bruger omfattende via-arrays (ofte 200+ vias) til lagovergange. Strømtæthedsanalyse sikrer, at ingen områder overstiger 30A pr. kvadrattomme, hvilket forhindrer overdreven opvarmning.
• Integrerede termiske løsningerVi fremstiller specialfremstillede køleplader, køleplader og dampkamre, der er designet specifikt til hver serverkonfiguration. Termiske vias under højtydende komponenter bruger huller med en diameter på 0.3 mm fyldt med termisk ledende epoxy. I ekstreme tilfælde indlejrer vi kobbermønter direkte i printkortet for at opnå termisk modstand under 1°C/W.
• Arbejde med kølesystemerModerne servere bruger forskellige kølemetoder – traditionel luftkøling, direkte væskekøling eller fuld nedsænkningskøling. PCB-design skal kunne rumme monteringspunkter til kolde plader, frigange til varmeledninger og i nogle tilfælde specielle belægninger for kompatibilitet med nedsænkningskøling.

Effektivt design af strømforsyning og termisk styring er afgørende for at sikre pålidelig drift af højtydende computersystemer, især i datacentermiljøer. Ved at integrere avancerede strømforsyningsløsninger og termiske styringsteknikker forhindrer vi overophedning, minimerer energitab og sikrer levetiden for kritiske komponenter, hvilket opretholder optimal systemydelse, selv under de tungeste arbejdsbelastninger.

Fra prototype til masseproduktion i fremstilling af GPU-serverprintkort

Overgangen fra indledende prototyper til fuldskalaproduktion af GPU-serverprintkort kræver omhyggelig planlægning og præcision. Mange designs, der fungerer som prototype, kan stå over for udfordringer, når de skaleres op til masseproduktion. Derfor er det afgørende at have produktionsekspertise for at sikre ensartethed og kvalitet i alle faser.

• Design til fremstilling (DFM) gennemgangFør produktionen starter, udfører vi DFM-gennemgange for at identificere potentielle problemer, såsom utilstrækkelige ringformede ringe eller forkert placering af spor. Tidlig opdagelse hjælper med at undgå dyre redesigns og sikrer, at designet er produktionsklart til GPU-serverprintkort.
• PrototypevalideringsprocesVores prototyper gennemgår grundig testning, herunder tværsnitsmåling af vias, røntgeninspektion af BGA-loddeforbindelser og impedanskontrol af kritiske spor. Vi bygger typisk flere prototyper for at sikre, at design- og fremstillingsprocessen opfylder de højtydende standarder, der kræves til GPU-serverprintkort.
• Skalering til produktionsvolumenerVores produktionsprocesser sikrer ensartethed, uanset om der produceres 10 eller 10,000 enheder. Ved hjælp af statistisk proceskontrol, automatiserede optiske inspektioner og stikprøvebaseret testning opretholder vi kvalitet og pålidelighed på tværs af alle produktionskørsler af GPU-serverprintkort.

Vores tilgang sikrer en problemfri overgang fra prototype til masseproduktion og leverer pålidelige GPU-server-printkort af høj kvalitet til din næste generations serverhardware.