ChatGPT面世至今，已經(jīng)600余天了。
600多天以來(lái)，AI浪潮席卷全球，給消費(fèi)電子領(lǐng)域帶來(lái)了不小的影響：智能手機(jī)變成了AI智能手機(jī)，PC變成了AIPC。依托于AI的發(fā)展，消費(fèi)電子領(lǐng)域，迎來(lái)了久違的復(fù)蘇。
市場(chǎng)調(diào)查機(jī)構(gòu) Counterpoint Research給出報(bào)告，2024 年第 2 季度全球PC出貨量6250萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng) 3.1%，連續(xù)2個(gè)季度出現(xiàn)同比正增長(zhǎng)。
▲不同品牌PC出貨量增幅 來(lái)源：Counterpoint Research
同時(shí)，伴隨著消費(fèi)電子領(lǐng)域AI化帶來(lái)的性能需求，數(shù)據(jù)中心也迎來(lái)升級(jí)換代的契機(jī)，特別是在超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和邊緣計(jì)算領(lǐng)域。3月，英偉達(dá)發(fā)布GB200-NLV72，讓高速連接器概念成功出圈，該服務(wù)器采用的是線纜背板連接架構(gòu)，具有 5000 根 NVLink銅纜(合計(jì)長(zhǎng)度超 2 英里)。 AMD、惠普企業(yè)、博通和思科在內(nèi)的多家科技巨頭，則宣布成立UALink推廣組織，研發(fā)UALink連接器以對(duì)英偉達(dá)形成抗衡。
那么問(wèn)題來(lái)了，AI的爆火，是如何讓硬件迎來(lái)升級(jí)換代的?
01|硬件全面升級(jí)，PC新連接器出現(xiàn)
硬件層面而言，AI對(duì)于數(shù)據(jù)中心與PC市場(chǎng)的升級(jí)換代，提出了以下四點(diǎn)具體的需求：
1. 高性能計(jì)算：深度學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練需要大量的計(jì)算能力，因此，高性能的硬件設(shè)備如圖形處理單元(GPU)、專用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元(NPU)和應(yīng)用特定集成電路(ASIC)變得越來(lái)越受歡迎。這些硬件可以加速模型的訓(xùn)練速度，使AI應(yīng)用更加高效。
2. 大規(guī)模內(nèi)存：許多AI任務(wù)需要大規(guī)模內(nèi)存來(lái)存儲(chǔ)大型數(shù)據(jù)集和模型參數(shù)。傳統(tǒng)的中央處理單元(CPU)通常無(wú)法滿足這些要求，因此，出現(xiàn)了具有大內(nèi)存容量的硬件解決方案，如高性能計(jì)算集群和圖形處理器云服務(wù)。
3. 高帶寬互聯(lián)：AI系統(tǒng)通常需要高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸，以便將數(shù)據(jù)從傳感器、存儲(chǔ)設(shè)備或其他計(jì)算節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)教幚砉?jié)點(diǎn)。這導(dǎo)致了對(duì)高速網(wǎng)絡(luò)連接和高帶寬互聯(lián)硬件的需求，以確保數(shù)據(jù)的快速流動(dòng)。
4. 節(jié)能性能：能源效率一直是硬件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。AI系統(tǒng)通常需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，因此對(duì)于能源的有效使用至關(guān)重要。硬件制造商不斷努力開(kāi)發(fā)能夠在高性能的同時(shí)保持低能耗的解決方案，以降低運(yùn)營(yíng)成本。
對(duì)于AIPC而言，目前主流的處理器平臺(tái)，有高通Snapdragon X Elite平臺(tái)(算力可達(dá)45 TOPS)AMD Ryzen 8000系列(AI算力達(dá)39 TOPS)以及英特爾Lunar Lake平臺(tái)(AI算力達(dá)到120 TOPS)。在此基礎(chǔ)上，AIPC的內(nèi)存需要采用LPDDR5x以上的規(guī)格。
當(dāng)前，市面上的內(nèi)存技術(shù)，主要分為DDR和LPDDR兩類，主要區(qū)別體現(xiàn)在DDR更追求高性能，而LPDDR則更兼顧高性能與低功耗。此外，兩者所使用的連接器，亦有所不同：DDR內(nèi)存通常采用DIMM連接器或SO-DIMM連接器與主板相連，而LPDDR則是通過(guò)BGA焊接的形式與主板相連。
性能方面，兩者的最新版本LPDDR5X和DDR5的指標(biāo)其實(shí)非常接近，LPDDR5X的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為8533MT/s，而DDR5的最大速率為8800MT/s。
隨著移動(dòng)辦公的主流化，AIPC的發(fā)展離不開(kāi)筆記本電腦，此時(shí)LPDDR5X內(nèi)存的劣勢(shì)便顯現(xiàn)出來(lái)了：基于BGA焊接的設(shè)計(jì)使得它不具備升級(jí)空間，且僅能通過(guò)返廠排除內(nèi)存故障。
因此，CAMM2連接器應(yīng)運(yùn)而生。
“LPDDR5 CAMM2連接器的出現(xiàn)，首次實(shí)現(xiàn)LPDDR5內(nèi)存模組化，(此前都是內(nèi)存顆粒以BGA形式直接焊接在主板上)，模組化方便系統(tǒng)的升級(jí)以及維修。CAMM2連接器未來(lái)有機(jī)會(huì)替代傳統(tǒng)的SO-DIMM連接器�！迸d萬(wàn)聯(lián)電子研發(fā)總監(jiān)、高級(jí)工程師蔡友華向記者介紹。
▲興萬(wàn)聯(lián)CAMM2連接器與SO-DIMM連接器
蔡友華的這段話，解釋了CAMM2連接器能夠成為JEDEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的重要原因：比BGA更靈活，比SO-DIMM連接器更節(jié)約空間。其重要性對(duì)于寸土寸金的筆記本電腦內(nèi)部空間不言而喻。
兼具省空間和高可維護(hù)性的兩大特質(zhì)，只是CAMM2 連接器的第一步。更為重要的是，相對(duì)于DDR5 SO-DIMM的262 Pin端子設(shè)計(jì)，LPDDR5 CAMM2端子數(shù)量為644 Pin。更多的端子數(shù)量，帶來(lái)了更高的性能上限。優(yōu)群科技業(yè)務(wù)經(jīng)理陳波對(duì)記者透露：“CAMM2最高可以支持128G的內(nèi)存容量，即傳統(tǒng)的DDR4、DDR5需要4顆且單顆32G才能滿足的需求，CAMM2一顆就可以滿足�！�
▲CAMM2連接器示意圖 來(lái)源：優(yōu)群科技
目前，兩家企業(yè)均實(shí)現(xiàn)了CAMM2連接器新品量產(chǎn)并應(yīng)用在筆電客戶新機(jī)型上。針對(duì)自家連接器新品，陳波表示優(yōu)群的CAMM2優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在優(yōu)異的高頻阻抗表現(xiàn)、獨(dú)特的產(chǎn)品設(shè)計(jì)等方面。“通過(guò)這些優(yōu)勢(shì)，優(yōu)群的CAMM2技術(shù)不僅滿足了筆記本電腦的高性能需求，還為消費(fèi)者和企業(yè)用戶帶來(lái)了更穩(wěn)定、更高效的使用體驗(yàn)。”陳波說(shuō)道。
根據(jù)JEDEC透露的最新消息，未來(lái)的DDR6和LPDDR6都會(huì)用CAMM2連接器取代長(zhǎng)期使用的SO-DIMM連接器和DIMM連接器。在各方的推動(dòng)下，CAMM2連接器將很快成為市場(chǎng)的主流選擇。然而，當(dāng)前的CAMM2連接器仍存在一大弊端，其固定方式仍然依賴于螺絲，與行業(yè)力推的免工具裝配概念背道而馳，這仍是需要眾多連接器廠商去攻克的一個(gè)難題。
AIPC的升級(jí)，是一個(gè)系統(tǒng)工程，CAMM2連接器只是其中的一部分。蔡友華認(rèn)為：“預(yù)計(jì)隨著數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算和AI服務(wù)器需求的增長(zhǎng)，PCIe 6.0將在未來(lái)幾年內(nèi)逐漸成為市場(chǎng)主流，而PCIe 7.0可能會(huì)在十年內(nèi)的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)普及�！�
隨著AIPC的不斷迭代升級(jí)，PCIe連接器、雷電5連接器等各類連接器，都迎來(lái)了大放異彩的機(jī)遇。
02|讓英偉達(dá)登頂，這個(gè)市場(chǎng)很誘人
PC市場(chǎng)的復(fù)蘇，顯然只是AI效應(yīng)的一部分。另外的一大部分，則是數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)。
近年來(lái)，全球主要國(guó)家在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)上都進(jìn)行了大規(guī)模投資，商啟咨詢統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全球數(shù)據(jù)中心行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模從2017年的465.5億美元增長(zhǎng)至2021年的679.3億美元，預(yù)計(jì)2030年規(guī)�？蛇_(dá)1589.7億美元。
也正是因?yàn)樵跀?shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)上的出色表現(xiàn)，英偉達(dá)得以一騎絕塵，在2024年一度成為全球市值第一的公司。而與之一起成為行業(yè)贏家的，是安費(fèi)諾。在英偉達(dá)的COMPUTEX主題演講中，安費(fèi)諾連接器的總裁兼CEO R. Adam Norwitti表示：“我們很自豪能夠?yàn)橛ミ_(dá)提供先進(jìn)的互連解決方案，為Blackwell加速器提供了復(fù)雜而高效的互連產(chǎn)品�！�
據(jù)悉，GB200及其高速連接器和銅纜由安費(fèi)諾獨(dú)家供應(yīng)，強(qiáng)勢(shì)地排除了泰科連接器和莫仕連接器等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。根據(jù)分析師預(yù)測(cè)，一臺(tái)英偉達(dá)GB200-NVL72服務(wù)器的線束價(jià)值量約為34萬(wàn)元，其中高速連接器價(jià)值量約為30萬(wàn)元。此外，還有背板連接器價(jià)值量約為21萬(wàn)元 。
高速連接器之所以能有較高的價(jià)值量，性能是核心因素。安費(fèi)諾連接器官方給出的數(shù)據(jù)顯示，其OverPass電纜組件專為支持每條通道224G PAM 4帶寬而設(shè)計(jì)，無(wú)需通過(guò)線路卡傳輸信號(hào)，建立了與外部IO端口的直接連接，與PCB線路和層壓板相比，采用了損耗更低的布線。
▲EXAMAX2®背板連接器系統(tǒng) 來(lái)源： 安費(fèi)諾信息通信
相比起傳統(tǒng)的解決方案，它能夠輔助主板廠商進(jìn)行更靈活地進(jìn)行PCB布局的設(shè)計(jì)，從而改善散熱性能，也能夠降低PCB成本，提升產(chǎn)品的整體性能。目前，安費(fèi)諾的產(chǎn)品線涵蓋了2、4和8對(duì)結(jié)構(gòu)，線徑從32 AWG到26 AWG不等，傳輸速度為10G、28G、56G、112G和224G PAM 4。
除了安費(fèi)諾之外，其他巨頭如泰科、莫仕和砷泰也都在該連接器領(lǐng)域有所布局，據(jù)中咨智庫(kù)《重點(diǎn)電子元件研究報(bào)告》，安費(fèi)諾、莫仕、泰科和砷泰四家廠商，每年可生產(chǎn)超2000萬(wàn)只25Gbps及以上高速背板連接器。
具體到產(chǎn)品，莫仕的Mirror Mezz Enhanced扣板互連技術(shù)同樣支持到224 Gbps-PAM4，使用 2.5mm 和 5.5mm 連接器提供不同的堆疊高度。此外，莫仕還提供多種銅互連和光互連方案，如Inception線纜背板系統(tǒng)、CX2 Dual Speed 近ASIC連接器到電纜系統(tǒng)、OSFP 1600 I/O 解決方案，以及QSFP 800和QSFP-DD 1600 I/O 解決方案。
泰科的AdrenaLIN 224G連接器產(chǎn)品組合則是充分考慮到互聯(lián)性和兼容性，其AdrenaLINE Slingshot連接器，針對(duì) 25 至 32 AWG 電纜背板架構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。
此外，泰科還推出了STRADA Whisper Absolute 背板系列組件，專為 112G PAM4 設(shè)計(jì)，可支持傳輸高達(dá) 112 Gbps 的數(shù)據(jù)，滿足客戶對(duì)高性能、高帶寬系統(tǒng)的需求。目前該系列電纜和高速連接器的裝機(jī)容量分別達(dá)到 6,000 萬(wàn) dps 和 2.94 億 dps，且仍在不斷擴(kuò)大。
▲STRADA Whisper Absolute 背板系列組件 來(lái)源： TE Connectivity
砷泰也已在上一屆的上海慕尼黑電子展上，展示了自家的224 Gbps PAM4高速連接器。
在銅互連方案之外，光互聯(lián)方案也正朝著高速化的方向發(fā)展：2024 光纖通信大會(huì)上，英特爾就展示了首款與其 CPU 共同封裝的全集成光學(xué)計(jì)算互連(OCI)芯粒，利用 8 對(duì)光纖，每對(duì)光纖攜帶 8 個(gè) DWDM 波長(zhǎng)，合計(jì) 64 條通道，而每條通道可實(shí)現(xiàn)雙向 32Gbps 傳輸速率，帶寬共計(jì) 4Tbps，覆蓋范圍達(dá) 100m，采用 PCIe 5.0 傳輸接口同 CPU 通信。
高速化，已經(jīng)成為AIPC和數(shù)據(jù)中心連接器發(fā)展的重要趨勢(shì)。
03|直面市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，國(guó)產(chǎn)化替代加速
當(dāng)然，談及高速連接器，不得不提一個(gè)老生常談的話題：高速連接器的國(guó)產(chǎn)化替代。在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的當(dāng)下，先后有數(shù)百家中國(guó)高科技企業(yè)被列入出口管制實(shí)體清單，在不可控國(guó)際因素及國(guó)內(nèi)數(shù)字經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型需求的驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)IT產(chǎn)業(yè)自主可控的緊迫性愈加凸顯。
當(dāng)前，國(guó)內(nèi)不少連接器企業(yè)也都開(kāi)始著重發(fā)力高速連接器，其中就包括了大家所熟知的立訊精密、華豐科技和沃爾核材等。當(dāng)前，華豐科技是華為高速連接器國(guó)內(nèi)供應(yīng)商之一，其最新一代的112G產(chǎn)品已經(jīng)推出，224G高速背板連接器也于去年上半年成功研制，并已達(dá)到樣品試制合格的狀態(tài)。
沃爾核材在投資者互動(dòng)平臺(tái)，也透露了一部分的信息：公司已完成了多款單通道224G高速通信線樣品的開(kāi)發(fā)，目前部分樣品已通過(guò)客戶的測(cè)試，小批量已完成交付，尚需配套客戶產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)證;后續(xù)供貨情況需視客戶需求而定，暫未形成批量銷售。
作為國(guó)內(nèi)連接器市值“一哥”的立訊精密，則是在2014年就開(kāi)始布局，自主研發(fā)Optamax™️超低損耗、抗折彎高速裸線技術(shù)，基于該技術(shù)開(kāi)發(fā)了112G/224G PAM4 DAC和“輕有源”銅纜產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)每通道高達(dá)112/224Gbps的傳輸速度，為系統(tǒng)提供單Port 800Gbps甚至1.6Tbps的雙向聚合數(shù)據(jù)吞吐量。
▲立訊高速連接器
立訊精密官網(wǎng)也展示了其Intrepid背板連接器、OSFP112 2x1 Connector、OSFP 1x1 Connector等連接器產(chǎn)品，性能滿足了112Gbps標(biāo)準(zhǔn)。
可以看到，當(dāng)前國(guó)內(nèi)的高速連接器產(chǎn)品，距離海外連接器領(lǐng)先的標(biāo)準(zhǔn)尚有差距，但追趕的進(jìn)程依然相當(dāng)順利。這一切，離不開(kāi)國(guó)內(nèi)銅材企業(yè)的鼎力支持。興業(yè)合金營(yíng)銷中心副總監(jiān)、高級(jí)工程師洪松柏向記者介紹：“這一類的高性能合金過(guò)去行業(yè)內(nèi)基本是長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，主要使用德國(guó)和日本等公司的材料，目前興業(yè)的產(chǎn)品已部分形成國(guó)產(chǎn)化替代�！�
▲興業(yè)合金高速連接器銅合金帶材
高速連接器的較高的性能要求，也對(duì)銅合金材料提出了更高的要求：
1. 高強(qiáng)度：連接器銅合金材料需要具備足夠的強(qiáng)度，以承受連接過(guò)程中的機(jī)械應(yīng)力。
2. 高導(dǎo)電率：為了減少信號(hào)傳輸過(guò)程中的能量損失，連接器銅合金材料需要具有高導(dǎo)電率。
3. 高耐熱性：連接器在長(zhǎng)時(shí)間工作或高溫環(huán)境下仍能保持性能穩(wěn)定。
4. 高抗應(yīng)力松弛性能：在高溫或長(zhǎng)時(shí)間工作條件下，連接器銅合金材料應(yīng)保持其機(jī)械性能，避免因應(yīng)力松弛導(dǎo)致的性能下降。
當(dāng)前，國(guó)內(nèi)像興業(yè)合金、博威合金和金田銅業(yè)等都為行業(yè)提供了適合高速連接器使用的銅合金產(chǎn)品。洪松柏向記者透露：“目前興業(yè)合金的XYK-59、XYK-32、XYK-58等合金，已經(jīng)能夠在部分領(lǐng)域進(jìn)入替代，如華為、中興等通信設(shè)備領(lǐng)域，浪潮的高端服務(wù)器領(lǐng)域的高速連接器等�！�
04|小結(jié)
總體來(lái)看，要迎著高速互連的產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)走，連接器行業(yè)需要攻克的技術(shù)難題還有很多。當(dāng)前，高速連接器的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程相對(duì)順利。依托于完善的產(chǎn)業(yè)鏈和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)的部分連接器產(chǎn)品在性能、可靠性等方面已經(jīng)能夠?qū)?guó)際一線品牌連接器形成追趕。
AI發(fā)展至今日，是噱頭還是未來(lái)的機(jī)遇已經(jīng)無(wú)需爭(zhēng)議，它將會(huì)給科技帶來(lái)全新的變革，每一次技術(shù)的飛躍，都標(biāo)志著行業(yè)的深刻洗禮與重塑，而掌握關(guān)鍵技術(shù)的主導(dǎo)權(quán)，則意味著掌握了引領(lǐng)未來(lái)走向的鑰匙。在這個(gè)全新的領(lǐng)域，自主創(chuàng)新和進(jìn)口替代是中國(guó)科技產(chǎn)業(yè)未來(lái)十年到二十年發(fā)展的核心戰(zhàn)略與寶貴機(jī)遇。
我們期待，AI新領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化替代，能夠?qū)μ嵘龂?guó)內(nèi)連接器產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)國(guó)內(nèi)連接器相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，增強(qiáng)國(guó)家的科技自主能力。 |
