GPU-palvelimen piirilevyjen valmistus

Miksi valita Highleap Electronics palvelinpiirilevyjen valmistukseen

Highleap Electronics on erikoistunut GPU-palvelimien ja tekoälylaitteiston piirilevyjen valmistukseen. Olemme täyden palvelun piirilevytehdas, joka käsittelee kaikkea prototyypeistä massatuotantoon, ja meillä on erityistä asiantuntemusta datakeskussovellusten vaatimissa monimutkaisissa piirilevyissä. Laitoksemme tuottaa emolevyjä, riser-kortteja, teholevyjä ja erilaisia ​​liitäntäjärjestelmiä, joita GPU-palvelimien on toimitettava. Tarvitsetpa sitten tavallisten palvelinpiirilevyjen valmistusta tai erikoistuneiden GPU-piirilevyjen valmistusta , meillä on valmiudet toimittaa ne.

• Nopeat piirilevyjen tuotantomahdollisuudetValmistamme PCIe Gen5 (32 GT/s) ja Gen6 (64 GT/s) -nopeuksia tukevia kortteja, joiden impedanssin säätö on ±7 %. Tuotantolinjamme käsittelevät kaikkea 4-kerroksisista korteista monimutkaisiin 28-kerroksisiin rakenteisiin käyttäen automaattista optista tarkastusta useissa vaiheissa vikojen havaitsemiseksi prosessin alkuvaiheessa. Tämä asiantuntemus ulottuu reunalaskennan piirilevy sovelluksissa, joissa latenssi ja luotettavuus ovat kriittisiä.
• Monimutkaisten monikerroksisten levyjen valmistusGPU-palvelinten emolevyt tarvitsevat tyypillisesti 16–24 kerrosta kaikkien tarvittavien signaalien reitittämiseen. Käytämme HDI-piirilevy tekniikkaa, jossa on mikroläpiviennit jopa 75 μm:n halkaisijaan asti ja kerros kerrokselta -rekisteröinti säilyy ±50 μm:n tarkkuudella. Tämä tarkkuus on olennaista satojen differentiaaliparien jyrsinnässä, joiden pituuksien on pysyttävä samana.
• SMT-kokoonpano tiheille komponenteillePoiminta- ja sijoituskoneemme saavuttavat ±30 μm:n tarkkuuden hienojakoisten komponenttien käsittelyssä ja käsittelevät kaikkea 01005-sirukomponenteista massiivisiin BGA-koteloihin, joissa on yli 3,000 XNUMX kuulaa. Käytämme typpireflow-uuneja varmistaaksemme juotosliitoksen asianmukaisen muodostumisen, mikä on erityisen tärkeää suurille BGA-koteloille, joita käytetään palvelimen emolevyn piirilevykokoonpano.
• TuotantokapasiteettiSkaalaamme tuotantomääriä 5–10 piirilevyn prototyyppisarjoista yli 10,000 100 yksikön kuukausittaisiin tuotantomääriin. Toimitusketjumme suhteet varmistavat komponenttien saatavuuden myös pulatilanteissa, ja ylläpidämme laatustandardeja, jotka pitävät vikapitoisuudet alle XNUMX DPPM:ssä myös suurilla tuotantomäärillä.

Tämä kykyjen yhdistelmä tekee meistä luotettavan kumppanin seuraavan sukupolven palvelinlaitteistoa kehittäville yrityksille. Tarjoamme GPU-palvelimien piirilevyjen valmistusta ja kokoonpanoa, toimittaen nopeita ja luotettavia ratkaisuja tekoäly- ja datakeskussovelluksiin.

GPU-palvelinten emolevyjen keskeiset suunnitteluvaatimukset

Näytönohjainpalvelinten piirilevyt ovat nykyään monimutkaisimpia tuotannossa olevia piirilevyjä. Tyypillisen levyn on tuettava 4–8 näytönohjainta, joista jokainen vaatii 16 PCIe-liitäntäkaistaa sekä 300–700 watin tehonsyöttökyvyn korttia kohden. Nämä vaatimukset ohjaavat suunnittelupäätöksiä, jotka vaikuttavat valmistusprosessin kaikkiin osa-alueisiin, erityisesti erikoistuneiden tekoälyyn perustuvien emolevyjen suunnittelussa.

• Kerrosten lukumäärä ja pinoamisvaatimuksetUseimmat GPU-palvelinkortit käyttävät 16–24 kerrosta, vaikka joissakin malleissa niitä on 28 tai enemmän. Reitityskerroksen on tasapainotettava suurnopeussignaalikerrokset (yleensä ulkokerroksissa), tehotasot (käyttäen 2–4 unssia kuparia) ja maadoitusreferenssit. Jokainen GPU-yhteys yksinään voi vaatia 4–6 reitityskerrosta signaalin eheyden ylläpitämiseksi. Meidän... HDI-piirilevyjen ohjeet palvelinten emolevyille antaa yksityiskohtaiset eritelmät näille monimutkaisille malleille.
• Tiheän reitityksen haasteetReititys vaikeutuu eksponentiaalisesti jokaisen lisänäytönohjaimen myötä. Yksi näytönohjain vaatii noin 100 differentiaaliparia PCIe:tä, virranhallintaa ja apusignaaleja varten. Yhteensopivien jälkipituuksien pitäminen 5 millimetrin sisällä ylikuulumisen välttämiseksi vaatii huolellista suunnittelua ja usein useita reititysiterointeja.
• BGA- ja liittimien tarkkuusvaatimuksetPalvelinkomponenteissa käytetään suuria BGA-piirejä, jotka vaativat tarkkaa sijoittelua ja täydellistä tasaisuutta. Näytönohjainpaikkojen on kestettävä jopa 3 kg painavia kortteja ja säilytettävä sähköinen kontakti tuhansien liitäntäkertojen ajan. Virtaliittimien on kestettävä jopa 600 W tehoa lämpötilarajoissa pysyen.

Materiaalit ja nopea signaalinhallinta

PCIe Gen5- ja Gen6-nopeudet vaativat huolellista materiaalivalintaa koko signaalipolulla. Tavalliset FR-4-materiaalit eivät yksinkertaisesti pysty ylläpitämään signaalin eheyttä näillä taajuuksilla, joten piirilevylaminaattimateriaalin valinta on yksi suunnitteluprosessin kriittisimmistä päätöksistä.

• Oikeiden piirilevymateriaalien valitseminenSuurinopeuksiset kerrokset vaativat pienihäviöisiä materiaaleja, kuten Megtron 6, Megtron 7 tai erikoislaminaattia. Näiden materiaalien dielektriset vakiot ovat noin 3.3–3.5 ja häviötangenttit alle 0.002 10 GHz:n taajuudella. Materiaalikustannukset voivat olla 500–1000 dollaria paneelia kohden premium-alustoilla, joten käytämme usein hybridirakenteisia kerroksia, joissa on suurnopeuksisia materiaaleja, vain tarvittaessa.
• Signaalin eheyden hallinta nopeudella 32+ GT/sPCIe Gen5- ja Gen6-nopeuksilla jokainen läpivientireikä, jokainen johtimen millimetri ja jokainen liitin vaikuttavat signaalin laatuun. Käytämme takareikää läpivientipäiden poistamiseen, toteutamme oikean läpivientivälin ylikuulumisen minimoimiseksi ja varmistamme impedanssin hallinnan siirtymien aikana. Esiasettelusimulointi auttaa tunnistamaan ongelma-alueet ennen laitteistoon sitoutumista.
• Testaus- ja validointimenetelmätVahvistamme nopean suorituskyvyn käyttämällä aikatason heijastusmittausta (TDR) impedanssin varmentamiseen ja vektoriverkkoanalysaattoreita S-parametrimittauksiin jopa 67 GHz:iin asti. Silmädiagrammitestaus vahvistaa, että signaalit säilyttävät riittävän marginaalin valmistusvaihteluiden huomioon ottamisen jälkeen.

Virranjakelu- ja lämmönhallintaratkaisut

Nykyaikaiset näytönohjaimet kuluttavat valtavia määriä virtaa – yksi H100-näytönohjain voi kuluttaa 700 W, ja kahdeksan näytönohjaimen palvelimien on syötettävä yli 5 kW pelkästään näytönohjaimille. Tämä teho on syötettävä tehokkaasti samalla kun hallitaan sekä tehonmuunnoksen että itse näytönohjainten tuottamaa lämpöä. Nämä haasteet ovat erityisen akuutteja suurteholaskentaan tarkoitettujen piirilevyjen valmistussovelluksissa.

• Vahva kuparirakenne suurta virtaa vartenVirtalähteissä käytetään 4–10 unssia kuparia yli 100 A:n virtojen käsittelyyn GPU:ta kohden. Toteutamme rinnakkaisia ​​virtareittejä ja käytämme laajoja läpivientimatriiseja (usein yli 200 läpivientiä) kerrossiirtymiin. Virrantiheysanalyysi varmistaa, että mikään alue ei ylitä 30 A:a neliötuumaa kohden, mikä estää liiallisen lämpenemisen.
• Integroidut lämpöratkaisutValmistamme mittatilaustyönä jäähdytyssiilejä, kylmälevyjä ja höyrykammioita, jotka on suunniteltu erityisesti kullekin palvelinkokoonpanolle. Suuritehoisten komponenttien alla olevissa lämpöläpivienneissä käytetään 0.3 mm:n halkaisijaltaan olevia reikiä, jotka on täytetty lämpöä johtavalla epoksilla. Äärimmäisissä tapauksissa upotamme kuparikolikkeita suoraan piirilevylle saavuttaaksemme alle 1 °C/W:n lämmönkestävyyden.
• Jäähdytysjärjestelmien kanssa työskentelyNykyaikaisissa palvelimissa käytetään erilaisia ​​jäähdytysmenetelmiä – perinteistä ilmajäähdytystä, suoraa nestejäähdytystä tai täydellistä upotusjäähdytystä. Piirilevyjen suunnittelussa on oltava tilaa kylmälevyjen kiinnityspisteille, lämpöputkien väleille ja joissakin tapauksissa erityisille pinnoitteille upotusjäähdytyksen yhteensopivuuden varmistamiseksi.

Tehokas virransäästö- ja lämpösuunnittelu on ratkaisevan tärkeää suurteholaskentajärjestelmien luotettavan toiminnan varmistamiseksi, erityisesti datakeskusympäristöissä. Yhdistämällä edistyneitä virransyöttöratkaisuja ja lämmönhallintatekniikoita estämme ylikuumenemisen, minimoimme energiahävikin ja varmistamme kriittisten komponenttien pitkäikäisyyden, jolloin järjestelmän optimaalinen suorituskyky säilyy myös raskaimpien työkuormien aikana.

Prototyypistä massatuotantoon GPU-palvelinpiirilevyjen valmistuksessa

Siirtyminen alkuperäisistä prototyypeistä täysimittaiseen tuotantoon GPU-palvelinpiirilevyillä vaatii huolellista suunnittelua ja tarkkuutta. Monet prototyypeillä toimivat mallit voivat kohdata haasteita massatuotantoon skaalattaessa. Siksi valmistusosaaminen on ratkaisevan tärkeää johdonmukaisuuden ja laadun varmistamiseksi jokaisessa vaiheessa.

• Valmistussuunnittelun (DFM) arviointiEnnen tuotannon aloittamista suoritamme DFM-tarkastuksia tunnistaaksemme mahdolliset ongelmat, kuten riittämättömät rengasmaiset renkaat tai väärät johdinten sijoittelut. Varhainen havaitseminen auttaa välttämään kalliita uudelleensuunnitteluja ja varmistaa, että suunnittelu on tuotantovalmiina GPU-palvelinpiirilevyjä varten.
• Prototyypin validointiprosessiPrototyypeillemme tehdään perusteelliset testit, joihin kuuluvat läpivientien poikkileikkaustarkastus, BGA-juotosliitosten röntgentarkastus ja kriittisten johtimien impedanssitarkastus. Rakennamme tyypillisesti useita prototyyppejä varmistaaksemme, että suunnittelu- ja valmistusprosessi täyttävät GPU-palvelinpiirilevyille asetetut korkeat suorituskykystandardit.
• Skaalaus tuotantomääriinTuotantoprosessimme takaavat yhdenmukaisuuden riippumatta siitä, valmistetaanko 10 vai 10,000 XNUMX yksikköä. Tilastollisen prosessinohjauksen, automatisoitujen optisten tarkastusten ja näytteenottoon perustuvan testauksen avulla ylläpidämme laatua ja luotettavuutta kaikissa GPU-palvelinpiirilevyjen tuotantoerissä.

Lähestymistapamme varmistaa saumattoman siirtymisen prototyypistä massatuotantoon ja toimittaa korkealaatuisia ja luotettavia GPU-palvelinpiirilevyjä seuraavan sukupolven palvelinlaitteistoosi.