高阶HDI散热新方案:陶瓷基板及配套厂商梳理
一. 驱动逻辑
随着GPU单卡功率从300W跃升至1200W以上,传统HDI板的散热瓶颈已成为制约AI服务器性能的核心痛点。
陶瓷方案HDI结合了HDI板的高密度布线与陶瓷基板的极致散热性能,有望成为新一代AI服务器高速互联的核心技术方向:
(1)散热效率
GPU计算卡HDI从6阶向8阶演进,线宽线距达10um以下、盲埋孔密度提升3倍以上,整体热阻叠加严重。
陶瓷基板在HDI芯板里作为散热层嵌入,并让热量以最短路径传导,热阻降低70%以上。
(2)热稳定性
陶瓷的热膨胀系数与硅芯片接近,减少热应力导致的PCB形变与焊点疲劳,适用于AI服务器的长期稳定运行。
二.HDI概览
PCB(印制电路板)是在绝缘基材上制作导电线路、焊盘、过孔等图形,作为电子元器件的电气连接与物理支撑载体。
PCB种类繁多,按硬度分为刚性板、柔性板(FPC)、刚柔结合板;按层数分为单面板、双面板、多层板。
HDI板(高密度互连板)是采用激光盲埋孔、微过孔技术,实现线路高密度分布的刚性多层PCB。
其核心特点是通过激光钻孔替代机械通孔,节省布线空间、实现更高布线密度,同时缩短信号传输路径,适配高速、高功率场景。
按阶数(微过孔叠层数量),包括1阶HDI(消费电子)、2阶HDI(高端手机、平板)、高阶HDI(服务器GPU主板)。
三.陶瓷基板解析
陶瓷基板是以电子陶瓷粉体为基底,通过金属化工艺制备的无机电子基材。
其兼具高导热、高绝缘、优异高频性能与机械强度,主要用于服务器、功率器件、先进封装、光通信等高散热、高频场景。
3.1 主要组成
(1)基底材料:决定基板的导热、绝缘、热膨胀、介电性能,主流材质为氮化铝、氧化铝、氮化硅。
(2)金属导电层:高纯铜粉,通过DPC(直接镀铜)、DBC(直接键合铜)、AMB(活性金属钎焊)等工艺与陶瓷结合。
3.2 陶瓷方案HDI
陶瓷方案HDI是将陶瓷基板作为散热芯板嵌入HDI板的叠层结构中,提升散热效率、热稳定性、结构支撑与绝缘保护。
3.3 相关布局厂商
科翔股份:PCB全品类布局,陶瓷基板聚焦AMB工艺与氮化铝材料,与北美大厂合作研发,适配AI服务器高功率散热需求。
博敏电子:主营高端PCB,包括HDI板、高多层板,实现HDI板和AMB陶瓷基板一体化闭环,掌握陶瓷基板嵌入HDI叠层的核心工艺。
中瓷电子:国内高端电子陶瓷龙头,陶瓷封装与基板包括光通信陶瓷外壳、高导热陶瓷基板等,覆盖DBC/AMB/DPC等全工艺路线。
