企业存储服务器PCB制造商

图 1.存储服务器 PCB

Highleap Electronics是一家面向企业级存储OEM、超大规模ODM、云存储提供商和边缘存储系统构建商的存储服务器PCB制造商。我们的产品组合涵盖存储服务器主板（单控制器、双控制器主动/主动、横向扩展存储集群节点）、用于PCIe Gen4和Gen5热插拔硬盘（U.2、U.3、E1.S、E3.S）的NVMe背板、用于混合存储和大容量存储机箱的SAS背板和SAS扩展器、 HBA载板和NVMe交换机载板、RAID控制器载板、NVMe-oF主机和目标适配器板，以及现代存储机箱内部的全套管理和基础架构板。我们的板卡符合IPC-A-600 2级标准，并可提供3级认证，通过IATF 16949认证，符合一级存储OEM厂商的AVL认证，并拥有完善的变更控制和定期交付计划，可支持多年存储平台。

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存储服务器 OEM 厂商需要 PCB 制造商提供什么
存储服务器主板配置——单控制器、双控制器、横向扩展节点
NVMe 背板制造——Gen4、Gen5、U.2/U.3/EDSFF
SAS背板、扩展器和混合驱动器机箱构建
HBA、RAID 和 NVMe 交换载板制造
NVMe-oF 主机和目标适配器板构建
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1. 存储服务器 OEM 厂商需要 PCB 制造商提供什么

存储服务器项目的运营模式与计算服务器截然不同。存储服务器平台的单平台销量通常更高（单一存储产品线每年在超大规模数据中心和企业渠道的出货量可能超过 5 万台）；产品生命周期更长（通常为 50,000-7 年）；备件和现场可更换单元的支持服务可持续到停产后 7-10 年。为存储项目提供支持的 PCB 制造商必须遵守这些时间节点。我们采用与更广泛的服务器 PCB 制造项目相同的质量流程，为整个存储服务器产品组合提供 PCB 供应。

工程团队要求

NVMe背板设计合作： 热插拔连接器集成阻抗控制布线从驱动器托架到控制器，背面钻孔过孔用于 Gen5 NVMe 短截线控制。
高密度驱动器集成DFM： 每个 4U 机箱可容纳 24、36、60 甚至 90 个驱动器托架——相对于所需的连接器和布线密度而言，背板 PCB 面积很小。
SAS扩展器布局回顾： 高端口数扩展器（每个芯片 24 至 36 个端口）需要仔细布线，以在 12/22.5 Gbps 下保持 SAS 信号的完整性。
用于存储机箱电源分配的粗铜： 60多个硬盘在空闲状态下功耗超过600W，持续高负载下功耗更高；背板电源层需要在专用层上使用2-3盎司铜。多层板叠起。
材料可替代性证明文件： 较长的产品生命周期意味着材料报废事件将会发生；有据可查的替代路径至关重要。

采购团队要求

多年供货承诺： 存储平台的供货周期为 3-5 年；备件的供货周期为 5-7 年。
预测驱动的产能： 在新平台上，超大规模存储需求可能在一个季度内增长 5-10 倍；根据滚动预测进行容量分配至关重要。
AVL多级资格认证： 一级存储 OEM 厂商、超大规模 ODM 合作伙伴和终端客户集成商都可以维护单独的 AVL。
PCB层面的成本透明度： 材料、铜重量、层数和拼板方式都会影响单位成本；透明的物料清单级分析支持降低成本的举措。
热插拔连接器采购： 有些项目采购 SAS 或 NVMe 连接器作为寄售材料；供应商负责组装，但不取得材料所有权。
EMC合规性文档： 存储产品需经过 FCC、CE 和其他监管测试；PCB 设计和制造的一致性保证了首次提交即可通过测试。

合规性和质量体系一致性

IATF 16949认证： 工业级PCB供应商的基准。
ISO 9001： 通用质量体系基础。
UL认证： 用于需要安全认证的存储产品。
ECCN分类支持： 适用于服务于政府、国防相关领域或关键基础设施市场的出口管制存储产品。
冲突矿产报告： 第 1502 条规定，需提供二级供应商报告文件。

2. 存储服务器主板配置 — 单控制器、双控制器、横向扩展节点

存储服务器主板涵盖的架构范围比计算服务器主板更广。我们构建的主要模式如下：

单控制器主板（入门级和中小企业存储）

结构： 单CPU插槽（或单SoC），直接连接到驱动背板和主机网络接口。
处理器选项： 入门级产品采用英特尔凌动处理器；高性能入门级产品采用英特尔至强D处理器和AMD锐龙嵌入式处理器。
层数： 通常为8-12层。
输入/输出： 2-4 个千兆以太网端口，用于管理控制台的 USB 3.x 端口，用于 HBA 扩展的 PCIe 插槽。
容量： 面向大容量中小企业和专业消费者的存储；对成本敏感的PCB设计。
材料： 根据成本目标选择 370HR 或 IS410；如果需要更高速率的 PCIe，则选择 FR408HR。

双控制器主动/主动主板（企业级存储阵列）

结构： 同一机箱内有两个存储控制器，共享背板访问；阵列内支持故障转移和负载均衡。
每个控制器的层数： 通常为 12-18 层。
控制器间链路： 控制器（PCIe Gen4/Gen5、NTB 或自定义）之间的高速链路，用于缓存一致性和故障转移状态同步。
共享背板接口： 两个控制器均可通过冗余的 SAS 或 NVMe 路径访问所有驱动器。
支持电池备份缓存： 为 BBU 或超级电容器缓存备份提供物理和电气方面的便利。
可靠性： 符合 IPC 3 级验收标准；电容器、连接器和其他元件均采用高可靠性材料。

横向扩展存储节点主板（分布式存储）

结构： 服务器主板承载着存储软件栈（Ceph、MinIO、Lustre、GlusterFS、自定义超大规模存储栈），并连接了本地 NVMe 和高带宽网络接口。
处理器选项： 单路或双路 Xeon、EPYC、ARM 高性能计算处理器。
层数： 12-20层。
网络接口： 存储流量采用 100G 或 200G 网卡；一些超大规模数据中心设计包括 400G 网卡。
NVMe 驱动器： 板载 M.2 接口，前置 U.2 或 EDSFF 硬盘位。
常见部署方式： 超大规模批量对象存储、企业级软件定义存储、公有云 Blob 存储后端。

JBOF（仅包含闪存）和高密度 NVMe 服务器

结构： 采用低本地计算能力的高密度 NVMe 机箱；面向外部连接控制器的 NVMe-oF 目标。
驱动次数： 每个机箱可配备 24、36、60 甚至 90 多个 NVMe 硬盘。
主板角色： NVMe 交换机和管理；控制器从 JBOF 中拔出。
网络： 100/200/400G 以太网或 InfiniBand NVMe-oF 接口。
PCB复杂度： 背板是系统中最为复杂的PCB；主板相对简单。

JBOD（一堆磁盘）主板制造

SAS扩展主板： 通常有 6-10 层，带有 SAS 扩展芯片（博通 SAS3xxx 系列）和 SAS 连接器，用于连接外部主机。
硬盘托架支持： 4U 或 5U 机箱内可安装 24、60 或 90 个 3.5 英寸或 2.5 英寸驱动器托架。
电源和散热管理： 机箱内实现分布式冷却和电源监控。

3. NVMe 背板制造 — Gen4、Gen5、U.2/U.3/EDSFF

NVMe背板PCB的设计和制造是存储服务器硬件中最具挑战性的领域之一。驱动器密度、热插拔可靠性和高速信号传输都取决于背板。

PCIe Gen5 NVMe 背板制造

信号速率： 每通道 32 GT/s；4 通道硬盘为标准配置，企业级硬盘为 8 通道。
差分阻抗： 关键线路电阻为 85Ω ±5%。
轨迹长度： 从驱动器连接器到主机/交换机的背板走线通常为 2-8 英寸；在 16 GHz 奈奎斯特频率下损耗预算很严格。
材料： 对于较短的 Gen5 通道，I-Tera MT40 是可以接受的；对于端口数量较多或走线较长的背板，建议使用 Tachyon 100G。
反向钻孔： 第五代信号过孔必须启用；反向钻残余残端≤8 mil。
层数： 根据驱动器密度，层数为 12-20 层。

PCIe Gen4 NVMe 背板制造

信号速率： 每车道 16 GT/s。
差分阻抗： 85Ω±10% 标准。
材料： 根据导线长度和密度，可选择 FR408HR 或 I-Tera MT40。
反向钻孔： 推荐使用，但可接受的容忍度比 Gen5 更宽松。
层数： 通常为10-16层。

U.2 和 U.3 背板结构

SFF-8639 连接器： U.2/U.3 连接器支持相同外形尺寸的 SAS、SATA 和 NVMe。
驱动器外形尺寸： 2.5″ × 15mm 或 7mm 厚度；标准服务器托架尺寸。
常用配置： 12盘位2U服务器、24盘位2U服务器、36盘位4U服务器。
热插拔连接器集成： 精密连接器定位，公差为±0.10毫米，盲插可靠性高。

E1.S 和 E3.S EDSFF 背板结构

E1.S（原E1）： 适用于前置式硬盘的尺形硬盘；厚度可选5.9毫米、9.5毫米、15毫米、25毫米。
E3.S： SSD 外形尺寸介于 U.2 和尺子之间，预计将在 2024-2025 年得到更广泛的应用。
密度优势： EDSFF 允许每个机箱拥有比 U.2 更高的驱动器数量。
背板注意事项： 驱动连接器间距和安装螺钉驱动背板布局；标准化的SFF规格。
音量驱动因素： 超大规模数据中心的设计（EDSFF 主要受超大规模数据中心的需求驱动）现在正扩展到企业 OEM 产品。

背板制造质量流程

连接器位置验证： 对首件样品进行CMM测量，确认SFF规格连接器位置。
阻抗验证： 每个面板一个用于受控阻抗走线的TDR测试片。
热插拔测试： 对代表性样本进行交配周期测试。
电源层电流容量验证： 显微切片证实了功率层中的铜厚度。

图 2.存储服务器 PCBA

4. SAS背板、扩展器和混合驱动器机箱构建

在无需考虑 NVMe 的成本和功耗的情况下，SAS 仍然是大容量存储和混合存储机箱中的主流接口。SAS-12 (12 Gb/s) 和 SAS-22.5 (22.5 Gb/s，SAS-4) 是目前主流的接口；SAS-3 (12 Gb/s) 在生产环境中应用广泛。

SAS-12背板制造

信号速率： 每个端口 12 Gb/s。
差分阻抗： 目标值为 100Ω ±10%。
材料： FR408HR 或 370HR 用于短距离布线背板；I-Tera MT40 用于长距离布线。
驱动支持： 同一背板上支持 SATA、SAS 和 SAS 双端口。
层数： 通常为8-14层。

SAS-22.5 (SAS-4) 背板制造

信号速率： 每个端口 22.5 Gb/s。
材料： 对于较长的频道，可使用 I-Tera MT40 或 FR408HR；对于较短的频道，370HR 可能可以接受。
反向钻孔： 建议用于关键信号过孔。
容量： 2024-2025 年企业存储兴起；2026-2027 年加速发展。

SAS扩展板制造

扩展芯片： Broadcom SAS35x40（40 端口）、SAS35x36（36 端口）以及类似的 Microchip 产品。
层数： 根据端口数量和路由密度，可能有 10-14 层。
应用： 24 盘位、36 盘位、60 盘位、90 盘位存储机箱，每个区域可配备单个扩展器，或采用分布式多扩展器设计。
可靠性： 扩展器故障会影响所有连接的驱动器；电容器和连接器需要高可靠性的供应商。

混合背板制造（SAS + NVMe）

结构： 某些驱动器托架通过 SFF-8639 通用连接器同时支持 SAS 和 NVMe 驱动器。
驱动器识别： 背板和控制器会检测驱动器类型并相应地路由信号。
布线密度： 两种协议都路由到每个插槽，导致层数高于单协议设计。
材料选择： NVMe布线要求主导混合背板的材料选择。

外部 SAS/mini-SAS HD 线缆板

外部JBOD机箱： 用于外部驱动器机箱的 mini-SAS HD (SFF-8644) 或 SAS-4 有源电缆。
电缆板制造： 小型高频电路板，安装外部连接器，通过受控阻抗接口连接到内部存储控制器。

5. HBA、RAID 和 NVMe 交换载板制造

存储控制器逻辑（包括主机总线适配器、RAID 控制器和 NVMe 交换矩阵）可以实现在专用卡上，也可以集成到存储服务器主板中。我们既生产独立式载板，也生产集成式主板设计。

SAS HBA载板制造

常用芯片： Broadcom MegaRAID、Adaptec SmartRAID、Microchip SmartIOC。
构成因素： 标准 PCIe 插槽卡，带 mini-SAS HD 外部连接器。
层数： 8-12层。
材料： FR408HR 或 370HR。
容量： 面向企业存储产品的大批量出货卡。

NVMe HBA/NVMe 交换机载体制造

常用芯片： Microchip PM8536 SmartIOC、Broadcom NVMe 交换结构、定制超大规模 NVMe 控制器。
功能： 将多个 NVMe 驱动器聚合到单个主机 PCIe 连接后。
PCIe Gen4/Gen5布线： 受控阻抗，对关键的 Gen5 过孔进行反向钻孔。
层数： 10-14层。
材料： I-Tera MT40 典型值。

硬件 RAID 控制器载体制造

片上 RAID (RoC) 处理器： Broadcom MegaRAID 9xxx 系列，Adaptec SmartRAID 3xxx 系列。
缓存： 载体上专用的 DDR4 缓存；通过超级电容或 BBU 进行缓存备份。
构成因素： 标准 PCIe 插槽卡；部分产品采用 OCP NIC 外形尺寸。
层数： 10-14层混合信号布局。

OCP NIC 3.0 存储卡制造

标准化外形尺寸： OCP NIC 3.0 夹层载体托管存储控制器、NVMe-oF 适配器或交换矩阵发起程序。
热插拔功能： 支持在运行中的服务器中对存储卡进行热插拔重新配置。
超大规模设计中的容量： 超大规模存储控制器的主流外形尺寸。

图 3.存储服务器 PCB 制造商

6. NVMe-oF 主机和目标适配器板构建

NVMe over Fabrics (NVMe-oF) 将 NVMe 存储与主机服务器解耦，从而实现接近本地 NVMe 性能的共享存储。NVMe-oF 目标适配器（用于 JBOF 和存储阵列）和 NVMe-oF 主机适配器（用于计算服务器）是不断增长的 PCB 产品线。

NVMe-oF主机适配器板制造

功能： 发起端适配器，将远程 NVMe-oF 存储作为本地 NVMe 呈现给主机。
网络接口： 25/100/200/400G 以太网或 InfiniBand。
常用芯片： NVIDIA BlueField DPU（也可用作带卸载功能的 NVMe-oF 主机）、Pensando DPU、Marvell Octeon、定制 ASIC。
层数： 14-18层。
材料： 根据信号速率和信道长度，可选择 Tachyon 100G 或 I-Tera MT40。

NVMe-oF 目标适配器板制造

功能： 目标端适配器将本地 NVMe 驱动器作为 NVMe-oF 端点暴露给网络。
结构： 通常集成到 JBOF 主板或存储阵列控制器中。
性能优化： 采用 ASIC 或 FPGA 加速的目标设备可以减轻 CPU 的负担。

基于融合以太网的远程直接内存访问 (RoCE) 注意事项

RoCE v2 的优势： RoCE v2 是超大规模部署中领先的 NVMe-oF 传输协议；一些企业部署使用 FC-NVMe 或 NVMe/TCP。
NIC 要求： 主机要求配备支持 RDMA 的 100G 或更高速度的网卡。
无损以太网架构： RoCE v2 需要仔细配置网络结构；OEM 存储产品通常会在其 NVMe-oF 产品中包含结构配置指南。

FC-NVMe（光纤通道 NVMe-oF）卡

用例： 现有光纤通道 SAN 环境迁移到基于 FC 的 NVMe-oF。
HBA卡： 32G FC 和 64G FC HBA 同时支持传统 SCSI/FCP 和现代 NVMe-oF 协议。
生产模式： 与基于 RoCE 的 NVMe-oF 相比，单位销量有所下降，但企业需求保持稳定。

7. 选择 Highleap 作为您的存储服务器 PCB 制造商

对于正在评估 PCB 制造合作伙伴的存储服务器 OEM 厂商、超大规模数据中心 ODM 厂商和存储控制器供应商，我们的合作模式会根据项目范围而有所不同：

存储服务器主板程序

原型构建： 12-18层主板，25-100件原型，7-10个工作日内交付。
资格样本： 200-1000 件，并附有完整的 PPAP 格式文件。
中试生产： 首批产品生产与客户的上市准备情况保持一致。
批量生产： 计划交付量与滚动预测对比；预留产能与承诺产能对比。

背板程序

机械首件检验： CMM测量结果确认连接器位置符合SFF规范。
电气首件检验： 通过受控阻抗轨迹进行TDR阻抗验证。
热插拔可靠性抽样： 在代表性驱动位置进行啮合循环测试。
容量调度： 背板需求通常按固定比例增长以驱动机架数量；基于预测的规划很简单。

HBA、RAID 和交换机运营商计划

紧密的DFM协调： ASIC 厂商的参考设计通常是起点；我们会根据客户的具体情况进行调整。
标准 PCIe 外形尺寸： 降低模具和制造风险。
体积缩放： 载板的出货量通常比主板高；产能分配优先。

Highleap 已通过 ISO 9001 和 IATF 16949 认证。我们生产 4 层至 24 层存储服务器 PCB，具备 HDI 功能，可满足大型 NVMe 交换机 ASIC 周围高密度扇出的需求；Gen5 关键走线阻抗控制在 ±5% 以内；高功率密度背板采用 3-4 盎司厚铜；并提供全面的PCB 表面处理工艺（ENIG、浸银、OSP、无铅 HASL）。存储服务器原型板的标准快速交付周期为：背板 5-8 个工作日，主板 7-10 个工作日。

请通过我们的在线报价平台提交 Gerber 文件、钻孔数据、叠层规格、目标数量和项目时间表，我们将在 24 小时内回复。对于复杂的项目——例如新型存储平台的多系列板卡供应、超大规模数据中心专用的 AVL 流程以及长生命周期维护项目——我们的存储团队可直接与您联系，讨论项目范围和容量。对于 Gen4/Gen3 信号足以满足成本优化需求的存储背板构建，请参阅我们的FR4 PCB 制造能力。