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拒绝研发“卡脖子”：嘉立创如何用“高多层+HDI”打破AI硬件打样瓶颈？

数字化报 2025-11-20 2.73w

随着ChatGPT、DeepSeek、Gemini等大模型的横空出世，全球算力需求呈现指数级爆发。当所有人都在讨论GPU芯片的紧缺时，硬件工程师们却面临着另一个严峻的底层挑战：如何承载如此惊人的算力密度？

答案藏在那些不起眼的绿色板卡中。AI服务器对信号传输速率、电源完整性及散热的极致要求，正在倒逼PCB产业进行一场“层数”与“密度”的革命。高多层PCB与HDI技术，已成为AI硬件研发中不可或缺的“隐形基石”。

一、拆解AI服务器：算力怪兽的“血管”与“骨架”

与普通服务器不同，AI服务器的硬件架构极其复杂。根据国金证券的深度拆解，一台顶级AI服务器的PCB主要分为三大核心：GPU板组、CPU母板组和配件。

以英伟达DGX A100为例，它大体上可以分为五个硬件板块：

1.风扇模组，DGX A100 的风扇模组由 8 个风扇组成，这一搭配与传统服务器 8U 规格的基本一致；

2.硬盘，风扇模组板块的下方摆放了硬盘和前控制台板（控制与外接设备的信号传输），DGX A100 配备了 8 个 3.84TB 的硬盘，合计内部存储 30TB；

3.GPU 板组，后部是整个 AI 服务器的关键组件组装区域，最核心的板块就是 GPU 板组，这也是 AI 服务器区别与普通服务器的关键，从 DGX A100 的架构来看，GPU 板组主要包含 GPU 组件、模组板、NVSwitch 三块，这三块都会涉及到不同类型的 PCB 产品；

4.CPU 母板组，这一部分是所有服务器的核心部件（包括普通服务器和 AI 服务器），其中包含 CPU 母板、系统内存、网卡、PCIE Switch 等部件，CPU 母板、系统内存、网卡是主要涉及到 PCB 用量的部分；

5.电源模组，DGX A100 后部的下方还配有 6 组电源，电源内部会涉及到厚铜 PCB 板的使用。

从价值量来说，一台普通服务器的PCB单机价值量约为2425元，而一台DGX A100的PCB价值量高达15321元，提升了532% 。这其中，80%的价值增量来自GPU板组。

GPU模组板作为承载8颗GPU的超级底座，需要极高的层数来布线。在DGX A100中，GPU 模组板面积约0.3平方米，通常需要26层通孔板，且必须使用Ultra Low Loss（超低损耗）等级材料。

GPU 加速卡是承载GPU芯片的核心单元。在DGX H100中，OAM甚至采用了5阶HDI工艺，以满足芯片间极高密度的互连需求。

而CPU主板方面，即使是通用的CPU主板，在PCIe 5.0/6.0总线标准下，也普遍采用10-12层以上的设计，且单价大幅提升。

二、高多层设计和制造的技术痛点

对硬件研发工程师而言，设计一款AI类的高多层板，意味着要翻越几座大山。即使顺利完成设计，制造过程也面临诸多挑战。这里试举两例：

1.极其严苛的信号完整性

在AI服务器中，GPU互连和PCle总线速度极快。为了减少信号反射，高多层PCB制造过程中必须使用背钻工艺。所谓背钻是指在多层板的一面进行不贯穿的钻孔加工，去除不需要的内层电气互连。它可以消除stub对信号完整性的影响度，确保高频信号的完整性和阻抗连续性。以嘉立创为例，针对高多层PCB推出了背钻工艺，支持4-64层高多层PCB。此外，还需要严格控制阻抗（通常误差要求在±10%甚至更低）。

2.超高纵横比的制造难度

为了支撑大电流和散热，AI服务器的PCB板厚通常在3.0mm-5.0mm之间。这就导致钻孔的纵横比极高。当机械钻孔纵横比达20:1（孔深/孔径）时，板厚在5.0mm时，最新孔径仅为0.25mm。这对过孔电镀是一个严峻的挑战。

三.研发破局：嘉立创如何以“高多层+HDI”一站式击穿技术壁垒

对于硬件研发工程师而言，设计一款AI类的高多层板，往往意味着要面对“做不了、做得慢、做得贵”的三重困境。嘉立创凭借数字化智造能力，将高多层PCB和HDI板打造成了标准化服务，为工程师提供了新的解决方案。

1.突破层数与交期瓶颈：从“按月等”到“按周拿”

AI服务器主板动辄20层以上，且板厚常在3.0mm-5.0mm之间。传统工厂面对这种超高层订单，往往需要排单生产，样板交期长达3-4周，严重拖慢研发迭代速度。

嘉立创现今的制造能力覆盖1-64层，不仅能满足常规AI板卡需求，更能承接航空航天等极端复杂的电路集成设计。并且，通过自动化产线和数字化流程，嘉立创将高多层样板交期压缩至10-15天，比行业平均水平快1倍，帮助研发团队抢占市场先机。
2.攻克高密度互连难题：HDI与背钻技术的普及化

AI芯片（如GPU、Switch芯片）引脚密度极高，必须使用HDI（高密度互连）工艺。但高阶HDI工艺复杂，激光钻孔精度难控制，且高速信号需要的背钻工艺容易产生Stub残留，影响信号完整性。

嘉立创支持1阶到3阶的HDI盲埋孔设计，配备高精度激光钻孔（最小孔径0.075mm）和填孔电镀工艺，完美适配高密度BGA封装。同时，提供高精度的背钻工艺，有效减少信号反射。并且，采用LDI激光直接成像技术，层间对准度可达5mil（针对超高层）。

3.重塑成本：让高多层打样不再昂贵

高多层板因良率低、材料贵，打样成本极高。且一旦发生板翘或开短路，将导致昂贵的AI芯片报废。

嘉立创高多层板全部采用生益 FR-4 S1000-2M (Tg170) 等高频高速板材，确保高耐热性和低膨胀系数，适配AI服务器的高温工况。并且，得益于高效率，高多层打样成本比同行低50%左右，极大降低了研发试错门槛。

写在最后

AI算力的竞争，归根结底是硬件工程的竞争。当您在设计下一代AI服务器、加速卡或高性能计算单元时，不需要再为PCB的层数限制或漫长的交期而焦虑。嘉立创高多层及HDI服务，正以工业级的品质、互联网的速度和极具竞争力的价格，成为您硬件创新路上的坚实后盾。

——【编辑：程诗亚】

THE END

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