1.6T光模块产能受制于PCB:mSAP交期近半年,缺口高个位数
AI数据中心带来的需求,正在向光模块产业链更上游传导。这一次,市场开始紧张的不是光芯片、激光器,也不是DSP,而是PCB。 据Semianalysis的报道,目前用于高速光模块的mSAP ....
AI数据中心的需求正一路往光模块产业链上游走。这一回让市场绷紧神经的,既不是光芯片、激光器,也不是DSP,而是PCB。
Semianalysis的报道提到,眼下高速光模块用的mSAP PCB,交货周期已逼近六个月,供需缺口在高个位数百分比。有个现象挺耐人寻味:电镀产线其实不缺,台湾地区还搁着一部分闲置的手机mSAP产能,可这些产能没法直接变成光模块PCB的有效供应。
卡点在于认证。1.6T光模块对PCB的线路精度、阻抗控制、过孔结构、板材平整度都提了很严的要求。能做出mSAP PCB,不等于能做出满足1.6T光模块要求的PCB。
PCB由此成了AI光互连产业链里一个容易被忽略的环节。
要弄明白这轮供应为什么紧,得先看1.6T光模块对PCB到底提了什么要求。
一颗1.6T光模块要撑起8条200G PAM4通道,每条通道波特率约106GBaud,对应的奈奎斯特频率接近53GHz。信号跑这么快,PCB上的线路就不只是接通电流那么简单了,线宽、铜层厚度、截面形状都会左右信号传输。
传统PCB多走减成法:先在覆铜板上做出较厚的铜层,再用蚀刻把多余部分去掉,留下需要的线路。可线路越做越细,蚀刻时截面容易变成梯形,顶部和底部宽度对不上。
这种结构放在普通PCB上也许能凑合,但到了1.6T光模块这里,线路几何形状稍有变化,阻抗表现就可能受牵连。
于是mSAP成了重要选项。
mSAP全称Modified Semi-Additive Process,即改良型半加成法。它不从厚铜层开始蚀刻,而是拿几微米厚的铜箔打底,用干膜做出线路图形,再选择性电镀,让需要的线路一点点增厚,最后用闪蚀清掉多余的种子层。
跟传统蚀刻工艺比,mSAP能做更精细的线路。传统工艺线宽一般在50μm以上,截面还容易呈梯形;mSAP能把线宽压到25至30μm左右,截面也更接近矩形。
这一变化对控制高速线路的阻抗有好处。
其实mSAP算不上新工艺,2017年就已经出现。
拿一块厚度1.0mm的OSFP光模块PCB来说,板厚公差要压在±75μm,板框外形、金手指和孔位的公差得做到±50μm,非金属化钻孔的位置公差则要控制在±12.5μm。
还有,板材翘曲量不能超过10μm,阻焊层平整度要落在5μm以内。
单看每一项,都只是微米级的精度要求。难就难在得同时达标。有报道提到,一块光模块PCB要过大约30多项认证,其中不少项目对尺寸公差卡得很死。
高速线路和过孔,是最难啃的部分。
比如3mil差分带状线,阻抗公差要控制在±5%以内。3mil差不多是75μm,线路尺寸这么有限,PCB厂商还得把线宽和阻抗都稳住。
高速信号网络还得用无环形焊盘(Ringless)过孔设计,过孔填充后的表面凹陷要压在5μm以内。
线路制作、钻孔、电镀、填孔,这几道工艺的门槛都被抬高了。就算以前有mSAP生产经验,也不代表就能直接达到光模块客户的要求。
台湾地区手机mSAP产能明明有闲置,光模块PCB却还是供应紧张,原因就在这里。
从工艺上看,手机PCB产线确实有转产的基础。可光模块客户不会只看一家厂商有没有mSAP产线就放行供货。各家光模块厂商有自己的认证流程,尺寸、线路、过孔这些指标都要一项项验证。
麻烦的地方在于,客户之间的认证没法完全通用。一家PCB厂商过了某个客户的认证,换到另一家客户,验证流程可能还得从头再走一遍。
说到底,PCB厂商能真正拿出来供应市场的,不是账面上的mSAP产能,而是已经通过客户认证、能稳定交付的那部分有效产能。
老牌PCB厂即便mSAP产能充裕,也没法把这道流程整个绕过去。新入局者要过认证,原本就有生产经验的厂商一样得花时间,把客户要求的验证一项项做完。
相关报道显示,眼下光模块mSAP PCB的交货周期已接近六个月,供需缺口达到高个位数百分比。想靠临时加电镀产线来救急,短期恐怕很难奏效。对PCB厂商而言,这反倒可能成为一次重新定价的窗口。
以前看AI光模块产业链,目光大多落在光芯片、激光器、DSP和光引擎这些环节上,PCB基本被当作配套件。速率一旦推到1.6T,PCB自身的制造能力就成了左右产品交付的关键因素。
另一头,市场对1.6T光模块出货量的预测还没完全落地,上游PCB的交期和供应却先紧了起来。相关报道判断,PCB价格的变化,可能会赶在1.6T光模块出货量预测调整之前出现。
说到底,这轮PCB供应紧张,问题不在行业突然缺了生产设备,而在于能扛住高速光模块要求、又通过客户认证的产能仍然不够。
AI数据中心的需求正在重塑光模块产业链的供需格局,这股变化也已经一路传导到过去不太受关注的PCB制造环节。