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东台举办高速互联技术链创新峰会,共探448G高速线缆技术突破

日期: 栏目:光纤新闻 浏览:
9/7/2025,光纤在线特邀编辑Helen
,2025年9月5日,由“线缆行业朋友圈”主办、东台市政府等联合承办的800G/1.6T高速互联技术链创新峰会在江苏东台隆重召开。本次会议聚焦AI驱动下高速线缆技术的演进与挑战,吸引了亚马逊云科技、立讯、罗德与施瓦茨、是德科技、安立等众多高速互联技术上下游企业参与,政企协同助力产业高质量发展。

      

在 AI 算力需求爆发性增长的大背景下,超节点架构直接推动高速铜缆用量激增。以单台英伟达 GB200 机柜为例,需配置近 7500 根高速铜缆。全球高速铜缆市场规模呈现快速扩张态势。预测显示,市场规模将从 2024 年的 22.4 亿美元增长至 2030 年的 75 亿美元。

作为数据中心与超高速互联的核心基础组件,高速线缆当前正面临从 224G 向 448G 升级的关键技术瓶颈。其主要品类包括有源电缆AEC(Active Electrical Cable)、有源铜缆ACC(Active Copper Cable)、直连铜缆DAC(Direct Attach Cable),适配不同应用场景:其中 AEC 因内置retimer芯片架构,对Tx/Rx两端信号进行均衡放大整形,传输距离可达 7 米,适配 AI 服务器机柜间的高速信号互联需求,预计未来五年在高速线缆中的占比将从 25% 提升至 45%,成为驱动市场增长的主导品类;而零功耗的无源 DAC 则凭借低成本、高可靠的优势,持续稳固基本盘,在机柜内构建能效优先的互连网络。

高速线缆的性能依赖 “导体 - 绝缘层 - 屏蔽层” 三大核心组件的协同作用,且对材料与工艺提出极高要求:导体需具备超高导电性,以承载高频信号并降低衰减;绝缘层需采用低介电常数材料,实现可靠电气隔离并减少信号损耗;屏蔽层则通过金属屏蔽结构,有效抑制电磁干扰(EMI)与射频干扰(RFI),防止信号外泄,任一组件性能不足均会直接破坏信号完整性与传输稳定性。

从损耗机制来看,高速线缆的固有损耗主要由三部分构成:一是导体损耗,即电子散射过程中能量转化为热能的损耗;二是介质损耗,即绝缘材料极化过程中耗散的能量;三是辐射损耗,即信号脱离导体与绝缘层约束后,以电磁波形式向空间辐射的能量损耗。

峰会上来自讯诺公司的于国庆分享了“448G线缆设计思路及挑战”,从导体材料、绝缘介质、屏蔽结构、结构仿真、工艺优化各角度提出新思路,打破高速线缆的设计瓶颈。

导体材料革新:单晶铜与石墨烯铜合金成焦点

讯诺公司于国庆在分享中指出,在448G传输环境中,导体材料的导电性能成为制约信号质量的核心因素。普通铜材因晶界存在导致电子散射显著,引发热能损耗。而单晶铜凭借其单一晶粒结构,彻底消除晶界阻碍,使传输损耗较上一代产品降低1.8%。

更具突破性的是石墨烯铜合金:石墨烯以其超高电子迁移率,在铜基体中构建高效导电网络,显著减少电子散射路径,并通过填补晶格缺陷进一步抑制能量损失。实测显示,该类材料可降低传输损耗5%以上,已成为行业研发热点。

绝缘材料升级:ePTFE与FEP推动介电性能提升

绝缘层在降低信号损耗方面同样关键,包括两类主流解决方案:

ePTFE绕包:ePTFE一种由聚四氟乙烯(PTFE)经特殊工艺膨胀而成的多孔、低密度材料,具有低介电常数、低介质损耗、高抗拉强度等特性,将低密度超低膨化ePTFE制成的薄膜或带材,通过专用设备以特定张力和重叠率螺旋缠绕在导体外形成绝缘层,有效降低信号衰减和干扰,提高传输速率和稳定性。

双FEP挤出:FEP 即氟化乙烯丙烯共聚物,是具有低介电常数的聚四氟乙烯衍生物,可降低信号衰减和失真,兼具良好的耐高温、耐化学腐蚀和阻燃性能,且易于加工成型,极大地提高生产效率。

屏蔽层优化:铜箔替代铝箔成趋势

将高速线缆屏蔽层的常规铝箔替换为特殊铜箔(如压延铜、电解铜),可实现屏蔽性能与可靠性的双重跃升。在屏蔽效能上,凭借铜材更高的电导率,能显著增强对高频电磁干扰(EMI)及射频干扰(RFI)的阻隔能力,有效降低信号串扰;在损耗控制上,通过提升铜箔表面光洁度,可减小表面粗糙度带来的高频电流趋肤效应与表面散射损耗,进而抑制屏蔽层的信号传输衰减;在机械性能上,特殊铜箔的机械强度更优,具备更出色的耐弯折与抗拉伸特性,提升线缆长期使用稳定性。

绝缘结构创新:物理发泡与藕芯结构突破性能极限

为进一步降低介电常数,两种结构方案受到关注:

物理发泡:在 FEP 熔融状态下注入超临界气体形成均匀封闭的微小气泡,形成泡孔结构,由于空气介电常数近似为1的特性,此类结构设计可将整体介电常数降低,物理发泡 FEP介电常数可低至 1.5,能显著降低信号衰减和失真,支持 224G 及以上高速率传输,还可减轻线缆重量,增强机械性能。

藕芯结构:通过模具在绝缘层形成纵向贯通的气孔道,内部周期性绝缘间隔犹如莲藕多孔芯,借助空气降低绝缘体整体介电常数,大幅减少信号传输损耗,提升传输速率。与物理发泡工艺相比,藕芯线气孔是贯通的,高频性能更优,弯折后阻抗变化小,是高速线缆制造领域的一项创新技术 。

讯诺提出了“空腔结构芯线及线缆”等实用新型专利,引入空气介质及结构优化可降低损耗3%。

设计与工艺协同优化

设计仿真中通过调整差分对线宽、间距及介质层厚度等参数,可优化两线间电场与磁场的耦合分布,特征阻抗匹配传输要求。合理的阻抗耦合比能减少信号反射,降低因阻抗突变导致的能量损耗,同时增强抗共模干扰能力,从而提升信号传输的完整性与稳定性。

绕包工艺优化主要采用微变节距技术使得绕包节距的谐振衰减峰锐减。这种另辟蹊径的绕包方式避免了固定节距周期所带来的信号传输衰减问题,有效提高截止频率,同时也保证了制造过程中搭接率及搭接有效性,避免了绕包基材带宽度太小导致的工序成型问题。

  
      

结语

光互联网论坛(OIF)已于2024 年 7 月启动 CEI - 448G 框架项目,致力于打造 448G 电气接口综合框架,将为后续 448G 标准与架构开发筑牢根基 。随着AI与超算需求持续增长,高速线缆技术的迭代已不仅是行业议题,更是支撑全球数字基础设施的关键环节。

本次峰会全面梳理了高速线缆向448G升级过程中面临的材料、结构与工艺挑战,凸显了跨学科协作与产业链联动的重要性。东台市政府高度重视并支持高技术产业生态构建,致力于推动区域在高速互联线缆领域形成创新策源能力和先进制造集群优势。
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