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行業資訊
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全面了解高速銅纜
2025.07.18


芯片直出跳線overpass:高速跳線 overpass 可解決數據量激增及帶寬更高時面臨的傳輸問題,可實現AISC與背板、ASIC 與 IO 接口及芯片之間的互連,芯片跳線主要包括 C2B(芯片對背板)線、C2C(芯片對芯片)線、C2F(芯片對前面板)線。其使用有兩種場景,一是在服務器、網絡設備 SERDES 速率達到112G以上時PCB傳輸距離和性能不滿足要求;二是某些結構緊湊的服務器、網絡設備設計時用于節省PCB 面積,充分利用空間。

服務器內部線:服務器內部線主要包括 MCIO 線、PCIE 線及SAS 線等等;主要用于服務器內部的各種連接,包括芯片直出跳線(overpass)、服務器內部線(如MCIO線、PCIE線及SAS線)等。這些內部線負責芯片與芯片、芯片與背板、背板與背板之間的數據傳輸?.

機柜外部線:機柜內高速背板互連指背板和單板之間通過裸線進行互連,機柜外部通過高速銅纜ACC連接到服務器SFP/QSFP等IO端口,再通過服務器內部跳線進行數據傳輸,或實現機柜與機柜之間的互聯。在GB200機柜里,背板線模組 cartridge、NVSwitch overpass&densilink、PCIE、ACC即分別對應的是高速銅纜背板互聯、芯片飛線、服務器內部線、外部 IO 線場景..

高速銅纜的三種形式

高速銅纜主要有DACACCAEC三種形式DAC是最為通用的方案。在早期,高速銅纜一般指的是DAC(Direct Attach Cable),即無源直連銅纜,由鍍銀銅導線和發泡絕緣或者鐵氟龍芯線制成的高速電纜組成。隨著所需支持的傳輸速率提升,銅纜的損耗過大而無法滿足互聯長度需求的時候,人們考慮在銅纜內部增加有源信號驅動器芯片,這些芯片將補償部分銅纜傳輸帶來的損耗,以增加傳輸距離,按有源芯片的不同可以分為ACC(Active Copper Cable)和AEC(Active Electrical Cable):

1)ACC是在線纜Rx端加入一定能力的線性Redriver來提供信號的均衡和整形中繼,延長端到端的傳輸距離,一般來說ACC可以在DAC的基礎上增加2-3米傳輸距離;

2)AEC實在線纜兩端加入CDR(時鐘數據恢復)對電信號進行重新定時(Retimer)和重新驅動,其所能補償的銅纜損耗能力一般比ACC更強,并且可以有效阻隔抖動的傳遞,所以能支持的端到端連接距離比ACC更長。一般來講,高速銅纜最主要的應用在于5米以下短距傳輸場景,DAC已然能夠滿足,而ACCAEC更加適用于有一定傳輸距離要求和傳輸性能保障要求的場景;此外,無源DAC相比ACCAEC兩種有源銅纜來說,低功耗的優勢更加顯著,因而在數據中心網絡中通用性更強。


從構成來看,高速銅纜由一組或多組差分信號線組成。一組差分信號線主要包括兩根高速線、一根地線及其周邊的絕緣層和屏蔽層,其中高速線是核心部分,材質為鍍銀銅線(銀的導電性能優于銅,鍍銀線相比純銅線電信號傳輸效率更高),被絕緣層所包裹。差分線外部還有金屬編織網和包層,分別起屏蔽作用及加固保護作用。目前一組差分信號線最高可以實現224Gbps的傳輸速率,高速銅纜可由多對差分信號線組成,以實現更高的通信速率。

圖片

差分信號線相對傳統的單端信號線的做法,在抗干擾能力、保持信號完整度方面具備顯著優勢差分信號線的工作原理在于兩根線都傳輸信號,這兩個信號振幅相同,相位相反,信號接收端通過比較這兩個電壓的差值來判斷發送端發送的邏輯狀態。該傳輸方式相對單端信號走線來說,存在兩大突出優勢:1)抗干擾能力,因為兩根差分走線之間的耦合程度較高,當外界存在噪聲干擾時,幾乎是同時被耦合到兩條線上,而接收端關心的只是兩信號的差值,所以外界的共模噪聲可以被最大程度抵消;2)保持信號完整度,當信號通過長距離傳輸時,信號的品質容易受到衰減和失真的影響,而差分信號通過對兩個相反的信號進行傳輸,即使信號發生衰減或失真,差分信號的接收端仍然可以通過比對兩個信號來還原出原始信號,從而保證了信號的完整、可靠。

高速銅纜的現狀和未來

高速銅纜作為數據中心和AI服務器短距離數據傳輸的核心組件,正伴隨全球算力爆發式增長迎來技術升級與市場擴張。以下從現狀與未來趨勢兩方面綜合分析:


現狀分析

市場需求爆發

 -AI服務器驅動:英偉達GB200/NVL72服務器采用高速銅纜背板互聯方案,單機柜銅纜價值量達20-25萬元(背板線纜6萬美元+跳線3萬美元),成本較光纖低30%且無散熱瓶頸。2025年GB200機柜預計出貨5.5-6萬臺,帶動全球AI服務器銅纜連接器市場規模達395億-570億元。  

 - 短距傳輸優勢:在機柜內或相鄰機柜間,銅纜憑借低成本(僅為光模塊的10%-20%)、低延遲和低功耗成為最優解,尤其適用于GPU到芯片的高速互聯。

技術路徑與主流產品

 - 技術升級:主流速率從112G向224G迭代,單通道224Gbps可疊加實現1.6T傳輸,滿足GB300服務器更高帶寬需求。


競爭格局

 - 國際龍頭主導:安費諾,泰科、莫仕全球市場占有率合計超60%


未來趨勢

市場規模持續擴張, 中國銅纜高速連接器產業規模預計2025年超100億元,2028年突破200億元(CAGR≈25%)。  

 - 全球高速銅纜市場2023-2027年CAGR達25%,其中AEC因技術優勢增速高達45%。


技術迭代方向

 - 速率升級:向單通道224Gbps(支持1.6T)和未來3.2T演進,解決高帶寬傳輸損耗問題。  

 - 材料與工藝突破:銅芯線絕緣技術及良率優化(98%-99%)。  

 - 與CPO技術互補:銅纜聚焦機柜內短距傳輸,CPO(共封裝光學)解決長距高帶寬需求,兩者協同驅動算力網絡升級。


挑戰與風險

- 技術壁壘:高頻信號損耗控制、散熱設計及良率穩定性仍需突破。  

- 客戶依賴:國內企業多通過安費諾等國際大廠間接供貨,直接對接英偉達能力不足。  

- 競爭加劇:全球頭部廠商加速224G產品量產,價格壓力可能擠壓中小廠商利潤;

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