Services de fabrication de circuits imprimés pour serveurs NAS

3. Fabrication de circuits imprimés pour appliances NAS PME et bureaux

Les appliances NAS pour PME offrent un excellent compromis entre prix grand public et performances professionnelles. Elles sont destinées aux groupes de travail de 10 à 100 utilisateurs en environnement de bureau, et proposent souvent une intégration avec le cloud hybride, des solutions de sauvegarde et un enregistreur vidéo réseau (NVR) pour la surveillance, en plus du service de fichiers principal.

fabrication de contrôleurs NAS x86 pour PME

• Options de processeur : Intel Atom série C, Intel Xeon-D, AMD Ryzen Embedded.
• Mémoire: Emplacements DIMM DDR4 ; capacité typique de 16 à 64 Go.
• Interface du lecteur : 8 à 12 ports SATA via PCH ou SAS HBA ; certains prennent en charge les disques d'entreprise SAS à double port.
• Réseau: 2× 2.5GbE ou 1× 10GbE standard ; 10GbE+25GbE sur les SMB haut de gamme.
• Nombre de couches : 8 à 12 couches.
• Matière: 370HR ou FR408HR ; le choix dépend de la conception PCIe Gen4 ou Gen3.

NAS pour PME au format rack 1U et 2U

• NAS 1U : Configurations de disques durs à 4 baies de 3.5 pouces ou à 8 baies de 2.5 pouces avec options de faible profondeur pour les armoires de câblage de bureau.
• NAS 2U : Configurations 8/12 baies 3.5″ ; profondeur standard pour le déploiement de racks informatiques.
• Disposition de la carte mère : contraint par la position de montage du fond de panier du disque dur et l'emplacement du bloc d'alimentation.
• Climatisation Ventilateurs redondants ou N+1 ; le circuit imprimé héberge le contrôleur de ventilateur et la surveillance du tachymètre.

Tour de bureaux SMB NAS

• Facteur de forme: Châssis de bureau plus grand avec une capacité de 8 à 16 baies.
• Environnement d'exploitation: Au sol ou sous un bureau ; exigences de bruit inférieures à celles d'un montage en rack.
• Volume: modéré ; le volume total des unités NAS tour pour PME est inférieur à celui des unités rackables.

Système NAS intégré à un NVR de surveillance

• Cas d'utilisation: stockage de fichiers et enregistrement vidéo intégré à partir de caméras IP (souvent 16 à 64 canaux).
• Ajouts au circuit imprimé : Alimentation PoE PSE pour l'alimentation des caméras (si les caméras sont connectées directement), prise en charge de l'accélération matérielle du décodage vidéo, planification dédiée du stockage vidéo.
• Réseau: Sur certains modèles, le port réseau de la caméra est séparé du réseau de données principal.

Fabrication de l'appliance de sauvegarde NAS

• Accélération de la déduplication/compression : Certains NAS dédiés à la sauvegarde incluent une accélération FPGA ou ASIC pour la déduplication en ligne.
• Intégration cloud : Généralement, rien de particulier sur le circuit imprimé ; piloté par logiciel.
• Connexion à la bibliothèque de bandes : Certains systèmes de sauvegarde plus importants s'intègrent aux bibliothèques de bandes LTO via une extension SAS HBA.

4. Fabrication de circuits imprimés pour NAS de classe Filer d'entreprise

Les NAS de classe entreprise (NetApp FAS, Dell PowerStore (configurations NAS), HPE Nimble (variantes NAS), Pure Storage FlashArray avec protocoles NAS, systèmes de stockage OEM personnalisés) constituent une catégorie de produits distincte. Conçus pour une durée de vie de 7 à 10 ans sous charge intensive continue, ils prennent en charge des pétaoctets de données et intègrent une architecture active/active à double contrôleur ainsi que des interfaces réseau de classe entreprise.

Fabrication de cartes mères pour systèmes de fichiers à double contrôleur

• Archi deux contrôleurs complets dans le même châssis avec accès partagé au fond de panier ; basculement et équilibrage de charge au sein de la baie.
• Nombre de couches par contrôleur : 14 à 20 couches.
• Liaison inter-contrôleurs : PCIe Gen4/Gen5 NTB (pont non transparent) ou structure propriétaire pour la mise en miroir du cache et l'état de basculement.
• Fond de panier partagé : Les deux contrôleurs atteignent tous les disques via des chemins SAS ou NVMe redondants.
• Sauvegarde du cache : Mémoire DRAM NVDIMM, BBU ou à supercondensateur pour la préservation du cache en cas de panne de courant.
• Classe IPC 3 : Norme d'acceptation pour les contrôleurs de fichiers d'entreprise.

Sous-système de processeur et de mémoire d'entreprise

• CPU: Processeur biprocesseur Xeon Scalable ou EPYC ; généralement des références de milieu de gamme offrant un équilibre entre le nombre de cœurs et les canaux de mémoire.
• Mémoire: 256 Go à 2 To par contrôleur ; ECC DDR5 ; certains produits utilisent NVDIMM-N pour le cache protégé.
• Emplacements PCIe Gen5 : pour carte réseau à large bande passante, extension de disque NVMe et contrôleur SAS HBA.
• Nombre de couches par contrôleur : 14 à 20 couches sur des cartes mères NAS d'entreprise à double socket construites sur notre PCB multicouche ligne.

Conception de paires de contrôleurs remplaçables à chaud

• Architecture adaptée aux services : Le contrôleur défaillant peut être retiré et remplacé tandis que le contrôleur partenaire continue de fournir des données.
• Connecteur remplaçable à chaud : Connecteur de précision à accouplement aveugle reliant la carte de circuit imprimé du contrôleur au fond de panier.
• Impédance de lancement du connecteur : Lancement à impédance contrôlée pour les signaux à haute vitesse traversant l'interface d'échange à chaud.
• Séquençage de l'alimentation : Le circuit intégré de contrôle à chaud gère la séquence de mise sous tension et hors tension pour une insertion/retrait en toute sécurité.

Caractéristiques spécifiques aux NAS d'entreprise sur les circuits imprimés

• Intégration d'une mémoire cache avec batterie de secours (BBU) : Connecteur d'accouplement de la batterie lithium-ion et circuit de contrôle de charge.
• Prise en charge NVDIMM-N : Prise en charge par un supercondensateur et une mémoire NAND SLC pour la protection du cache ; routage spécifique du signal de protection contre les pertes de puissance.
• Gestion hors bande : Ethernet dédié au processeur de service ; isolé du réseau de données.
• Interconnexion de clusters : pour les architectures de fichiers à extension horizontale (NetApp Cluster Mode, etc.), ports réseau de cluster à large bande passante.

Dispositif NAS de stockage à froid Hyperscaler

Les serveurs NAS personnalisés, conçus par les partenaires ODM des hyperscalers pour leurs infrastructures de stockage interne, représentent une application croissante des circuits imprimés (PCB). Ces NAS, définis par logiciel, fonctionnent sur du matériel standard et offrent une très haute densité de disques (60 à 90 baies par châssis), une faible consommation de ressources CPU et des interfaces réseau 100 GbE. Leurs circuits imprimés sont généralement de complexité modérée (12 à 16 couches sur la carte mère, 8 à 12 couches sur le fond de panier), mais sont produits en grande série par les hyperscalers, ce qui engendre une forte pression à la baisse sur les coûts. La qualification AVL pour ces programmes suit des procédures spécifiques aux hyperscalers, et non celles des OEM d'entreprise.

5. Fabrication du fond de panier pour disques durs — SATA, M.2 NVMe, U.2, EDSFF

Les NAS prennent en charge toute la gamme des interfaces de disques, du SATA économique au NVMe hautes performances. La fabrication des cartes mères varie considérablement selon l'interface de disque et le nombre de baies.

Fabrication de fonds de panier SATA (NAS grand public/PME)

• Interface du lecteur : SATA III (6 Gb/s) par baie.
• Routage: FR4 standard acceptable ; impédance contrôlée ±10 % sur les paires différentielles.
• Nombre de couches : 4 à 6 couches selon le nombre de baies et le routage de l'alimentation.
• Connecteur remplaçable à chaud : Connecteur SATA standard remplaçable à chaud (SAS/SATA universel dans de nombreuses conceptions).
• Puissance: Rails 5V et 12V ; capacité de courant dimensionnée pour une occupation complète du compartiment au démarrage.
• Contrôle des LED : Voyants LED d'activité et de défaut par baie ; contrôle GPIO multiplexé ou dédié.

Fond de panier SAS pour NAS PME et grandes entreprises

• SAS-12 (12 Gb/s) : Dominant sur le marché des NAS d'entreprise utilisant des disques durs SAS et des SSD SAS.
• SAS double port : pour un accès redondant au contrôleur ; le fond de panier achemine deux voies SAS par baie.
• Nombre de couches : 8 à 12 couches selon le nombre de baies et la complexité du routage.
• Intégration de l'extenseur SAS : pour les fonds de panier comportant plus de baies que de voies SAS de contrôleur direct ; puce d'extension sur les agrégats de fond de panier.

Fabrication du fond de panier NVMe U.2/U.3

• PCIe Gen4 NVMe : 16 GT/s par voie ; voies de circulation à 4 voies de série.
• PCIe Gen5 NVMe : 32 GT/s par voie ; disponible sur les NAS d'entreprise en 2024-2025.
• Nombre de couches : 10 à 16 couches selon le nombre de baies et les exigences de routage Gen5.
• Matière: I-Tera MT40 pour Gen5 ; FR408HR pour Gen4 ; 370HR pour les canaux courts.
• Perçage arrière : obligatoire sur les vias de signal Gen5.

Fond de panier cache M.2 NVMe (NAS grand public/prosumer)

• Cas d'utilisation: 1 à 4 disques M.2 NVMe servant d'accélération du cache pour le pool de stockage SATA.
• Facteur de forme: petite carte fille ou intégrée à la carte de circuit imprimé du contrôleur principal.
• Routage PCIe : Gen3 ou Gen4 selon le processeur de la plateforme ; impédance ±10 %.
• Thermique: Les disques M.2 NVMe génèrent de la chaleur ; le fond de panier comprend souvent des éléments de montage pour le dissipateur thermique.

Fond de panier EDSFF E1.S / E3.S (NAS d'entreprise haute densité)

• Facteur de forme émergent : De plus en plus adopté par les hyperscalers et les NAS d'entreprise pour une densité de disques plus élevée.
• Options d'épaisseur E1.S : 5.9 mm, 9.5 mm, 15 mm, 25 mm.
• Densité de routage : supérieur à U.2 en raison d'un lancer plus court.
• Nombre de couches : 12 à 18 couches selon la densité.

Fabrication de panneaux arrière à 24 et 36 baies

• Châssis NAS d'entreprise grand public : Les configurations 4U à 24 baies et à 36 baies dominent le marché des NAS d'entreprise.
• Taille du fond de panier : environ 280 × 340 mm pour un fond de panier 3.5″ à 24 baies.
• Distribution d'énergie: Rails 12V et 5V dimensionnés pour une utilisation optimale ; plans de masse en cuivre épais.
• Placement de l'extenseur : Puces d'extension SAS placées de manière à assurer un routage équilibré entre les baies.

6. Intégration des interfaces réseau — 2.5 GbE, 10 GbE, 25 GbE, 100 GbE

Les performances des NAS sont de plus en plus tributaires de la bande passante réseau. La conception des circuits imprimés pour l'intégration des interfaces réseau s'étend des puces 1 GbE sur carte intégrée aux cartes hôtes OSFP 100 GbE sur les serveurs de fichiers d'entreprise.

Intégration puce-sur-carte 1GbE et 2.5GbE

• Couches physiques communes : Intel I210/I225/I226 (2.5 GbE), Realtek RTL8125/RTL8126, Marvell AQR/AQC.
• Mise en page: Intégré directement sur les cartes mères NAS grand public et PME.
• Magnétique : modules magnétiques discrets ou connecteurs RJ45 à aimants intégrés.
• Impact du nombre de couches : minimal ; routage standard par paires différentielles à 2 couches.

Intégration 10GbE

• 10GBASE-T : Courant sur les NAS pour PME et les NAS prosumer ; PHY de Marvell (AQrate), Broadcom, Intel ; consommation d'énergie et empreinte thermique importantes.
• 10GBASE-SR/LR : Interface de cage SFP+ ; courante sur les NAS d'entreprise pour la connectivité fibre optique.
• Considérations relatives à la mise en page : L'interface PHY 10GBASE-T génère une chaleur importante ; des vias thermiques et un dissipateur thermique sont nécessaires.
• Matière: 370HR acceptable pour les distances de routage 10GbE typiques.

Intégration 25GbE

• Format SFP28 : Connectivité 25GBASE-SR ou 25GBASE-CR (DAC).
• Circuits intégrés physiques : intégré dans les puces NIC (Mellanox/NVIDIA ConnectX-4 Lx, Intel E810, Broadcom).
• Signalisation: 25.78 Gbit/s NRZ ; FR408HR ou I-Tera MT40 selon la longueur de la piste.
• Cas d'utilisation: NAS d'entreprise où le 10GbE n'est plus suffisant.

Intégration 100 GbE sur NAS d'entreprise

• Facteur de forme QSFP28 : Interface électrique 4×25G vers le module.
• Porteurs NIC : généralement via une carte porteuse PCIe (Mellanox/NVIDIA ConnectX-5/6, Intel E810).
• OCP NIC 3.0 : Le format des NAS hyperscalers devient de plus en plus courant.
• Matériau du circuit imprimé : I-Tera MT40 ou Tachyon 100G selon la longueur du canal.

fabrication de supports de cartes réseau multiports

• Cartes réseau double port 10/25GbE : Cartes mères PCIe Gen4 standard.
• Cartes réseau double port 100GbE : Cartes PCIe Gen4 ×16.
• Cartes réseau quadruple port 25GbE : Courant sur les NAS d'entreprise pour la combinaison du réseau client et du réseau de stockage.
• Entrées/sorties de la façade avant : Certains NAS intègrent les ports réseau sur le panneau avant du châssis ; des câbles et des panneaux de façade sont nécessaires.

7. Production en volume, réduction des coûts et discipline de la chaîne d'approvisionnement pour les équipementiers NAS

Les fabricants d'appliances NAS fonctionnent selon des rythmes d'approvisionnement différents de ceux des fabricants de serveurs ou de solutions de stockage pour entreprises. Les produits grand public, en particulier, sont soumis à la saisonnalité de la demande, aux cycles de stock des circuits de distribution et à des impératifs de réduction des coûts annuels ambitieux.

Planification de la production NAS grand public

• Tendances saisonnières : Achats importants dans le secteur du commerce de détail au T4 ; visibilité de la demande à 3-6 mois.
• Variabilité des prévisions : La demande des consommateurs est plus difficile à prévoir que celle des entreprises ; la flexibilité des fournisseurs est précieuse.
• Économie liée à la taille des lots : Des lots plus importants permettent de réduire le coût unitaire ; les équipementiers équilibrent les coûts de stockage et le coût unitaire.
• Prévisions annuelles de réduction des coûts : Une réduction des coûts de 3 à 7 % d'une année sur l'autre est typique ; l'implication des fournisseurs dans les initiatives de réduction des coûts est attendue.

Modèles de production NAS pour PME

• Demande plus stable : Moins saisonnier que la consommation ; les modèles de distribution des canaux déterminent la planification de la production.
• Volumes de moyenne gamme : 10 000 à 50 000 unités par an et par modèle pour les produits haut de gamme destinés aux PME.
• Valeur du stock tampon : Les fabricants OEM de NAS pour PME bénéficient de programmes de stocks tampons dans les usines de circuits imprimés afin de gérer la variabilité de la demande sans engagement total en matière de stocks.

Modèles de production NAS d'entreprise

• Demande liée aux projets : Les contrats NAS pour grandes entreprises génèrent des campagnes de déploiement spécifiques.
• Horizon de prévision à long terme : Visibilité typique de 12 à 18 mois ; permet la réservation de capacités basée sur les prévisions.
• Investissement de meilleure qualité : Qualification environnementale, essais de durée de vie accélérés, réception formelle par le client : tout cela est justifié par la valeur unitaire.

Opportunités de réduction des coûts dans la fabrication des circuits imprimés NAS

• Réduction du nombre de couches : La consolidation du routage grâce à une meilleure planification de l'empilement peut permettre de supprimer une paire de couches ; le coût du circuit imprimé diminue de 15 à 20 %.
• Substitution de matériaux : Le passage de 370HR à IS410 lorsque les exigences thermiques le permettent permet d'économiser 5 à 10 %.
• Optimisation de la finition de surface : L'OSP par rapport à l'ENIG permet d'économiser 10 à 15 % lorsqu'il est compatible avec le processus d'assemblage.
• Amélioration de l'utilisation des panneaux : Les modifications de conception permettant un meilleur agencement des panneaux améliorent leur rendement.
• Consolidation de l'outillage : Le partage des outils entre les différents membres d'une même famille de produits réduit l'amortissement des coûts de développement non récurrents par unité.

Soutien NAS à long terme

Les produits NAS restent généralement en production de 3 à 5 ans et en service bien plus longtemps. La production de pièces détachées se poursuit généralement de 5 à 7 ans après l'arrêt de la production. Nous assurons cette continuité grâce à une documentation complète sur la substituabilité des matériaux, l'archivage des outillages et des processus, ainsi que la conservation pendant plus de 7 ans de toutes les données de conception et de qualité. Pour les programmes NAS d'entreprise assortis d'engagements formels de durée de vie, des programmes de gestion des stocks de pièces détachées dédiés sont disponibles.

8. Utilisation de Highleap sur votre programme d'appliance NAS

Pour les fabricants d'appliances NAS et les partenaires ODM qui évaluent les partenaires fabricants de circuits imprimés, notre modèle d'engagement varie considérablement selon le niveau de produit NAS :

Engagement NAS consommateur/prosommateur

• Proposition axée sur les coûts : Utilisation intensive des panneaux, empilement optimisé, finition de surface adaptée aux coûts.
• Délai de livraison du prototype : 5 à 7 jours ouvrables pour les cartes mères de contrôleur NAS grand public à 4-6 couches.
• Production en volume : Livraisons mensuelles programmées avec prévisions ajustables.
• Collaboration à moindre coût : Ateliers annuels de réduction des coûts pour identifier les améliorations possibles en matière d'efficacité de fabrication.

Engagement NAS des PME

• Équilibre qualité-coût : Référence matérielle 370HR ; norme d'acceptation IPC Classe 2.
• Délai de livraison du prototype : 7 à 10 jours ouvrables pour les cartes mères NAS SMB 8 à 12 couches.
• Support de stock tampon : Les programmes de stockage tampon des produits finis sont précieux pour les équipementiers PME dont la demande est variable.
• Famille de cartes multi-cartes : Carte mère + fond de panier + carte réseau coordonnés sous un contrôle de changement unifié.

Engagement NAS d'entreprise

• Flux de qualification AVL complet : Audit du site, fabrication d'un prototype, qualification environnementale, réception par le client.
• Acceptation de la classe 3 du CIP : norme pour les cartes de contrôle de systèmes de fichiers d'entreprise.
• Documentation complète et de qualité : Certificat de conformité, certificat d'usine, test électrique, impédance, microsection, AOI par livraison.
• Maintien d'une longue durée de vie : Engagement de production de pièces de rechange sur 7 à 10 ans avec gestion documentée de la fin de vie.
• Réservation de capacité : Affectation ferme des capacités par rapport aux prévisions glissantes de production.

Highleap est certifiée ISO 9001 et IATF 16949. Nous fabriquons des cartes de circuits imprimés NAS de 2 couches (fonds de panier simples) à 20 couches (cartes mères à double contrôleur pour systèmes de fichiers d'entreprise), avec une connectivité HDI pour les contrôleurs NAS compacts destinés aux professionnels et aux particuliers, une impédance contrôlée pour les interfaces NVMe et réseau haut débit, et une gamme complète de finitions de surface (ENIG, argenture par immersion, OSP, HASL sans plomb) adaptées aux exigences de coût et de fiabilité des produits.

Soumettez vos fichiers Gerber, données de perçage, spécifications d'empilage, quantités cibles et calendrier de projet via notre portail de devis en ligne pour obtenir une réponse sous 24 heures incluant des commentaires sur la conception pour la fabrication (DFM), des recommandations de matériaux et un devis. Pour les programmes NAS complexes (alimentation de familles de cartes multiples, NAS ODM pour hyperscalers, serveurs de fichiers d'entreprise à double contrôleur), notre équipe dédiée aux appliances NAS peut intervenir directement. Pour les cartes NAS personnalisées hors des formats standard, découvrez notre service de fabrication de circuits imprimés sur mesure, couvrant les cartes mères adaptées aux programmes NAS grand public, PME et entreprises.