北大基于阻變存儲(chǔ)器的模擬計(jì)算芯片,以千倍吞吐量、10-7量級(jí)誤差的優(yōu)勢(shì),為AI訓(xùn)練、機(jī)器人控制等場(chǎng)景提供了算力新方案。但芯片從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè),離不開(kāi)線路板與元器件的 “場(chǎng)景化適配”—— 從AI服務(wù)器的高密度部署到機(jī)器人的復(fù)雜工況,每一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景都對(duì)電子基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)提出“低功耗、強(qiáng)散熱、高可靠”的三重要求,推動(dòng)行業(yè)開(kāi)啟協(xié)同創(chuàng)新。
元器件的低功耗升級(jí)成為能效 “接力棒”。芯片本身已實(shí)現(xiàn)算力與能效的突破,若配套元器件功耗過(guò)高,將抵消整體優(yōu)勢(shì)。行業(yè)正加速推進(jìn)低功耗元器件研發(fā):新型LDO穩(wěn)壓器通過(guò)納米級(jí)CMOS工藝,將靜態(tài)電流降至50nA 以下,較傳統(tǒng)方案降低60%,為芯片提供穩(wěn)定供電的同時(shí)減少能耗損耗;微型MLCC電容則向01005規(guī)格(0.4mm×0.2mm)突破,不僅減少電路板占用空間,其等效串聯(lián)電阻(ESR)降低至5mΩ以下,進(jìn)一步提升電源轉(zhuǎn)換效率。某AI服務(wù)器廠商測(cè)試顯示,搭配低功耗元器件后,芯片模組整體能效比再提升 18%,完美匹配 AI 訓(xùn)練的長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)載需求。
線路板的“散熱 + 空間”雙優(yōu)化破解部署難題。AI 訓(xùn)練服務(wù)器常采用多芯片堆疊架構(gòu),單位空間內(nèi)的熱量密度驟增,傳統(tǒng)線路板的散熱能力已顯不足。行業(yè)正推廣兩種創(chuàng)新方案:一是采用鋁基覆銅板(IMS)作為線路板基材,其導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)20W/(m?K),較FR-4提升50倍,配合表面沉金工藝增強(qiáng)熱傳導(dǎo),可將芯片工作溫度降低15℃;二是開(kāi)發(fā)“埋置元件+液冷通道”一體化線路板,通過(guò)在基板內(nèi)部埋置電阻、電容(BURC 技術(shù))減少表面元件占用空間,同時(shí)集成微型液冷通道,散熱效率較傳統(tǒng)風(fēng)冷提升3倍。這種設(shè)計(jì)使服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)1U高度內(nèi)部署4個(gè)芯片模組,空間利用率提升100%。
場(chǎng)景化可靠性設(shè)計(jì)筑牢應(yīng)用根基。在機(jī)器人等動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中,芯片需承受振動(dòng)、溫度波動(dòng)等考驗(yàn),這倒逼線路板與元器件強(qiáng)化環(huán)境適應(yīng)性。線路板領(lǐng)域,柔性基材(FPC)的耐彎折次數(shù)從1萬(wàn)次提升至5萬(wàn)次,通過(guò)添加碳纖維增強(qiáng)層,在保持柔韌性的同時(shí)提升抗拉伸強(qiáng)度;元器件則采用“無(wú)鉛無(wú)鹵”封裝工藝,配合鍍金引腳增強(qiáng)抗氧化能力,在- 40℃~125℃的寬溫范圍內(nèi)保持性能穩(wěn)定。某機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證,經(jīng)過(guò)可靠性優(yōu)化的配套方案,可使芯片在持續(xù)振動(dòng)環(huán)境下的運(yùn)算誤差率控制在 10??量級(jí)以下,滿足工業(yè)級(jí)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。
政策與市場(chǎng)需求加速場(chǎng)景滲透?!缎乱淮斯ぶ悄馨l(fā)展規(guī)劃(2025-2030 年)》明確支持 “算力芯片 - 配套產(chǎn)業(yè)” 協(xié)同發(fā)展,多地對(duì)AI場(chǎng)景化電子配套產(chǎn)品給予研發(fā)補(bǔ)貼;市場(chǎng)端,全球AI訓(xùn)練服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模年增速超70%,帶動(dòng)低功耗元器件、高散熱線路板需求激增。當(dāng)北大芯片的算力優(yōu)勢(shì)遇上線路板與元器件的場(chǎng)景化適配,二者正共同構(gòu)筑AI產(chǎn)業(yè)落地的 “電子底座”,推動(dòng)新質(zhì)生產(chǎn)力從技術(shù)突破走向?qū)嶋H應(yīng)用。