AI数据中心：高速铜缆“统治”短距互连，共封装+电缆背板终结PCB时代

在AI算力狂飙和数据中心带宽需求爆炸式增长的今天，电气互连技术正经历一场静默的革命。铜互联技术凭借成本、功耗和供应链成熟度优势，正快速渗透多个关键领域。尤其在短距离（<5米）传输场景中，其综合性价比远超光纤和传统PCB。

1. 数据中心：短距互连的“绝对霸主”

图片来源：网络

场景需求：服务器间、GPU集群、机柜内高速互连，需低延迟、高密度、低成本。

技术方案：

• DAC（直连铜缆）：用于TOR（机柜顶部）交换机与服务器连接，400G/800G DAC占比超70%（LightCounting数据）。

  
  

  有源铜缆（ACC）：集成Retimer芯片，支持更长距离（如5米800G传输），功耗较光模块低60%。

  
  

  共封装铜缆（CPC）：英伟达GB200 NVL72系统采用5000根铜缆直连72颗GPU，功耗仅为光方案的1/4。

  
  

  代表案例：微软Azure采用Credo HiWire AEC方案，单机柜铜缆长度超3公里，成本较光纤降低40%。

2. AI服务器：GPU/ASIC集群的“高速血管”

图片来源：英伟达官网

场景需求：千卡级AI训练集群需超高带宽、低时延互连，传统PCB布线难突破密度极限。

技术方案：

• NVLink铜缆：英伟达H100/H200通过铜缆实现900GB/s点对点带宽，延迟<100ns。

  
  

  电缆背板互连：谷歌TPU v5采用TE STRADA Whisper背板，112G PAM4信号损耗仅0.11dB/英寸。

  
  

  近封装互连：AMD MI300X通过CPC技术实现3D堆叠芯片间1024通道直连，密度提升5倍。

  
  

  代表案例：Meta AI数据中心部署超10万根铜缆，支撑Llama 3大模型训练。

  
  

3.共封装铜缆“颠覆”互连架构

图片来源：ocp大会

传统FR4 PCB在25Gbps以上高速信号传输中，面临插入损耗高、制造成本飙升的难题。以典型Meg 6 PCB为例，12.5GHz频率下损耗高达0.75dB/英寸，而长距离传输需复杂的层叠设计和昂贵的HDI工艺，成本激增5-10倍。  

随着400G PAM4和未来224G PAM4技术的普及，PCB的电气性能已逼近极限。英伟达GB200等AI服务器对铜缆的依赖（单机柜5000根铜缆、总长超3公里），更是加速了替代方案的崛起。

芯片直连飞线：消灭PCB中的“信号杀手”

共封装铜缆技术（如Samtec Si-Fly HD CPC）将铜缆直接与芯片封装集成，绕过传统BGA分路和PCB走线，显著降低插入损耗。例如，Samtec与博通合作的224G PAM4方案，在95mm²基板上实现512通道、102.4T吞吐量，损耗近乎为零。这种“短距直连”模式，尤其适合GPU/ASIC集群的密集互连需求。  

图片来源：Samtec

电缆背板：灵活性与性能的“双赢”

电缆背板（如TE STRADA Whisper）凭借0.11dB/英寸的超低损耗（仅为PCB的1/7），支持1米以上长距离传输，且布线灵活度更高。其模块化设计可快速适配正交、中板等复杂架构，同时减少20-30层PCB的制造步骤，成本优势显著。  

图片来源网络

功耗与成本的“降维打击”

Credo的HiWire LP CLOS有源电缆功耗比AOC低75%，体积比DAC小75%，且支持7米400G传输，成为微软、亚马逊等超算中心的“刚需”。铜缆方案在短距场景的成本仅为光纤的1/3，而共封装技术进一步压缩了系统复杂度。

从PCB到电缆背板，从可插拔模块到共封装直连，这场技术迭代不仅是性能的升级，更是数据中心架构的范式转移。未来，随着AI算力需求指数级增长，“铜缆+共封装”的组合或将成为800G/1.6T时代的核心基建。

4.铜互联的“天花板”在哪里？

图片来源网络

速率突破：224G PAM4铜缆已量产，未来448G PAM4或推动铜缆进入3.2T时代。

材料升级：低粗糙度铜箔（RTF/VLP）、合金镀层技术可将损耗再降30%。

封装融合：CPC（共封装铜缆）与CPO（共封装光学）混合架构，兼顾短距与长距需求。

铜互联正在重新定义短距高速连接的边界。在可预见的未来，它仍将是性价比与可靠性的“黄金选择”，而技术迭代将持续拓展其应用场景的“天花板”。