PCB 在AI的应用

随着人工智能（AI）技术的迅速发展，边缘计算（Edge Computing）正成为AI系统架构中的重要组成部分。在边缘侧部署AI算法，不仅能显著降低延迟、节省带宽，还能提升数据安全性和本地响应能力。而实现这一切的基础，是一块性能强大、结构紧凑、稳定可靠的印刷电路板（PCB）。

一、AI边缘计算的特点对PCB设计提出新挑战

AI边缘计算设备通常部署于工业现场、智能安防终端、自动驾驶车辆、边缘服务器等环境中，这些应用对PCB的性能和稳定性提出了更高要求：

• 高层数结构：为了集成高速处理器、AI加速器（如NPU/TPU）、高速存储与多种接口，PCB通常为12层、16层甚至24层以上的多层板。

• 高速信号完整性要求：处理器与存储器、传感器之间需通过PCIe、DDR4/DDR5、USB3.0/3.2、MIPI等高速信号进行通信，对阻抗控制、层间耦合、电磁兼容（EMC）等设计提出严格要求。

• 高热量密度管理：AI芯片在推理运算过程中功耗高、发热量大，PCB需配合铜厚设计、散热孔、导热材料和金属散热结构共同优化热管理。

• EMI/EMC控制：在电源转换、高频信号、无线通信等场景中，EMC设计直接影响系统稳定性，需要合理分层设计、接地与屏蔽措施。

二、PCB板在AI边缘计算产品中的核心作用

1. 信号传输平台

PCB板是AI系统中所有高速和低速信号的承载体。无论是AI加速芯片与主控之间的PCIe链路，还是与摄像头模组之间的MIPI CSI通道，PCB的布局与布线直接决定了信号完整性和系统性能。

2. 电源分配网络（PDN）

高性能AI芯片对电源稳定性要求极高，通常需要多组高电流、低噪声供电通道。PCB通过内层的电源/地层、去耦电容的合理布置，实现高效、稳定的PDN架构。

3. 散热与结构支持

PCB作为热路径的一部分，配合铜厚优化（如2oz铜）、大面积地层、导热孔和热界面材料（TIM），在AI模块散热中起到关键作用。同时，PCB板也需支撑结构强度，在恶劣环境中保持机械稳定。

4. 封装与集成载体

在边缘设备对小型化、集成化要求日益提高的背景下，PCB逐渐演化为系统级封装（SiP）或模块化设计的重要平台。例如将AI SoC、存储器、电源芯片集成于单块高密度PCB，实现紧凑而高性能的边缘AI模块。

三、典型应用场景

我们为多家AI与工业客户提供了高性能PCB解决方案，典型案例包括：

• AI边缘网关主板（24层高密度板）
  集成高通、NVIDIA Orin、Intel Movidius等AI芯片，具备5G通信、双千兆网口、摄像头接口、工业IO等丰富功能。

• 自动驾驶控制板（20层高Tg板）
  用于L2/L3级别自动驾驶系统，支持CAN-FD、车载以太网、高速LVDS与GNSS模块通信。

• 工业视觉处理模块（12层）
  集成高速图像处理芯片、MIPI接口、多路AI加速器，满足机器视觉识别与决策控制需求。

四、材料与制造优势

我们在AI边缘计算领域PCB制造中常用的材料包括：

• 高Tg FR4（如Shengyi S1000H / ITEQ IT180A），确保高温环境下板材稳定；

• 低损耗高速材料（如MEGTRON 6、Rogers），支持>10Gbps高速信号传输；

• 高可靠性表面处理（ENEPIG、沉金、OSP），满足多次装配和长期使用。

我们的制造能力涵盖：

• 最多32层板结构

• 激光盲埋孔、HDI、任意层互联

• ±10%阻抗控制精度

• 飞针测试、AOI、X-ray、CNC多重检测保障品质