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谷歌TPU v7/v8的PCB和光模塊方案&標的梳理

2025-09-22 19:36

(來源:君實財經)

專家訪談:谷歌TPU v7/v8的PCB和光模塊方案,Rubin的HDI板方案和需求場景,覆銅板供應

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專家觀點:

谷歌的V7和V8硬件方案是否包括兩種機型?

谷歌的V7和V8硬件方案確實包括兩種機型:一種是傳統的單卡模式,另一種是集羣模式。在單卡模式下,每張板子上配備8個CPU,不使用加速卡,而是直接裝載芯片。至於集羣模式,目前已經有16卡甚至更高密度的設計。例如,一個板子上可以放置16個芯片,每個PCB板上包含4塊GPU或TPU模塊,並通過光模塊進行連接。一個完整的集羣可能由64塊這樣的板子組成。

V7和V8硬件方案中,PCB板上的光模塊配置如何?具體數量是多少?

在谷歌V7硬件方案中,每塊PCB板上通常配置18個光模塊。這些光模塊用於支持高速數據傳輸,同時每塊PCB板上還包含4個GPU或TPU模塊。整個系統設計以高密度為目標,通過多個這樣的PCB板組合形成完整的計算節點。

V7和V8硬件方案所使用覆銅板材質等級如何?是否需要達到馬9級別?

當前谷歌V7硬件方案主要使用馬8覆銅板材質,但未來可能會升級到馬9級別。由於這些電路板層數較高(通常在30- 32層之間),對材料性能要求較高。目前中國大陸能夠生產這種高層數電路板的企業數量有限,例如滬電股份和南邊微電子等少數廠商具備相關能力。

V7硬件方案是否需要採用HDI技術?其傳輸速度與英偉達相比如何?

目前谷歌V7硬件方案並未廣泛採用HDI技術,其傳輸速度為224Gbps,相較於英偉達產品稍低。此外,與英偉達依賴加速卡不同,谷歌主要通過芯片與PCB截板直接連接來實現功能。這種設計簡化了製造工藝,但在某些場景下可能限制性能提升。

高多層PCB(如40層及以上)的散熱問題是否會成為未來發展的瓶頸?目前大陸廠商能否生產40層以上電路板?

高多層PCB本身並不會因厚度增加而導致散熱問題。目前大陸廠商已具備生產40層甚至50- 60層電路板的能力,例如TTM、滬電股份等企業。然而,高多層設計可能對散熱提出更高要求,這主要取決於芯片區域的散熱需求,而非僅僅由PCB厚度決定。

PCB引腳間距對HDI技術應用有何影響?在什麼情況下必須採用HDI技術?

PCB引腳間距越小,對佈線密度要求越高。當引腳間距達到極限且傳統高多層設計無法滿足佈線需求時,就需要採用HDI技術。例如,英偉達產品中BGA封裝引腳間距為0.65毫米,而谷歌產品為0.92毫米,因此前者更傾向於使用HDI技術。而對於引腳間距較大的情況,可以通過增加PCB層數來解決佈線問題,無需強制轉向HDI設計。

在佈線層數和設計複雜度方面,不同廠商的PCB板設計有何差異?例如,HDI板和普通高塗層厚板在佈線密度、層數以及應用場景上的區別是什麼?

HDI(高密度互連)板的佈線密度較高,通常用於需要精細引腳間距的芯片設計,例如英偉達的特殊方案,其引腳密集程度要求HDI板達到更高性能。HDI板通過激光鑽孔技術實現高速信號傳輸,能夠支持12D或更高的多階盲埋孔結構。而普通高塗層厚板則主要用於面積較大的芯片設計,這類芯片對引線精細程度要求較低,因此無需採用昂貴的HDI工藝,而是以30至40層為主,通過增加電源層和信號隔離來滿足需求。這種設計適合成本控制要求較高但性能需求相對適中的應用場景。

英偉達在PCB供應鏈中採取了哪些策略?其與臺灣供應鏈及大陸製造商之間的合作模式如何?

英偉達在PCB供應鏈中採取了綁定策略,與臺灣供應鏈形成緊密合作關係。例如,其主要採購壓合設備時優先選擇臺灣廠商。單條壓合生產線價格約為2000萬元人民幣,而10條生產線總價約為2億元人民幣。此外,大陸製造商則主要負責PCB板的生產加工環節,以實現成本優化。英偉達通過這種模式,在保持核心技術和關鍵設備由臺灣供應鏈提供的同時,將部分製造環節外包給大陸廠商,從而降低整體成本。

不同廠商生產的PCB產品價格有何差異?影響價格差異的主要因素是什麼?

PCB產品價格因材料、工藝複雜度及層數不同而存在顯著差異。例如,英偉達使用HDI工藝的一平米PCB售價約為3.3萬至4萬元人民幣,而谷歌V7高度層設計的一平米售價約為2.5萬至2.6萬元人民幣。如果採用9類材料,每平米成本會更高;若使用8類材料,則每平米成本均控制在2.5萬元左右。此外,勝宏生產的一平米PCB售價接近4萬元人民幣,比谷歌V7方案貴出1萬多元。總體來看,影響價格差異的主要因素包括材料等級、工藝複雜性以及佈線層數。

谷歌在覆銅板(CCL)和PCB領域中的核心供應鏈有哪些企業?其市場份額分佈情況如何?

谷歌在覆銅板和PCB領域中的核心供應鏈包括臺灣金像電、TTM以及滬電科技,這三家企業佔據主導地位。此外,還有韓國ISU和中國大陸深南電路等其他參與者。預計到2026年,谷歌可能會新增方正科技生益電子以及遵義等大陸廠商作為潛在供應商。今年(2025年),谷歌相關業務規模約為8億元人民幣,佔全球市場份額相對有限;到明年(2026年),這一規模可能增長至18億元,佔比提升至20%左右,即全球市場份額從當前5%提升至20%。

如果谷歌在2026年大規模推進高層PCB(30層至40層)的生產需求,國內PCB供應鏈的現狀是否能夠滿足這一需求?目前國內主要廠商的產能和技術能力如何分佈?

目前國內PCB供應鏈中,滬電股份和深南電路是主要的高端製造企業。滬電股份在互聯網互聯領域佔據較大市場份額,而深南電路也已通過相關測試並具備一定能力。此外,勝宏科技雖然拿到了谷歌和Meta的訂單,但其此前重心投資於HDI(高密度互連板),在30層至40層高階PCB領域尚未形成專業化能力,因此可能面臨較大挑戰。臺灣地區的廠商則主要專注於高端產品,但其產能有限,例如某廠僅有3萬平方米的月產能。

大陸方面,目前蘇州某廠專注於18層以下低階板生產,而金相電等企業擴產速度較慢,TTM則幾乎沒有新增產能。因此,在2026年谷歌放量后,高階PCB需求預計將主要依賴國內企業滿足。然而,由於行業內人才競爭激烈且存在保密協議限制,勝宏等企業在技術升級和人才引進方面可能會遇到困難。

2026年全球PCB市場需求增長趨勢如何?哪些具體應用場景將推動這一增長?

2026年全球PCB市場預計將迎來顯著增長,其中AI服務器、分佈式服務器以及GPU加速卡等高性能計算設備是主要驅動力。例如,中興通訊和華為正在加速佈局AI服務器及分佈式服務器領域,這些設備對高階多層板(如20層以上)的需求顯著增加。此外,谷歌、亞馬遜等海外科技巨頭也計劃擴大對高階PCB的採購量。

從具體應用來看,高性能計算設備所需的v6、v7版本多層板將在2026年成為主流,而當前市場仍以v5版本為主。隨着技術升級,這些新版本產品對製造工藝要求更高,同時利潤率也更可觀。因此,包括崇達、博敏電子等企業都計劃進入這一領域,以爭取更多訂單。

深南電路近期擴展HDI業務的具體情況如何?其未來發展方向是否會集中於特定應用領域?

深南電路已在南通10號工廠擴展了HDI業務,該工廠定位為生產高階HDI產品,並具備SLP(類載板)製造能力,與北京依利以及鵬鼎控股類似。其目標應用包括光模塊、GPU加速卡以及汽車電子內載板等。其中,在汽車電子領域,其三期工廠已經開始生產相關HDI產品。

此外,該公司還計劃開發適用於未來先進計算設備(如英偉達CPU/GPU卡)的7階至10階多層板,以及玻璃基材步道產品。這表明深南電路正逐步向更復雜、更高附加值的細分市場拓展,以應對未來市場需求變化。

勝宏科技與臺灣供應鏈之間關係緊密,這種合作模式是否會影響其未來在全球市場中的競爭力?

勝宏科技與臺灣供應鏈保持了緊密合作,其設備採購和部分關鍵材料均來自臺灣地區。例如,其通過臺灣關係收購了泰國金泰工廠,並以中低價完成交易。這種合作模式使勝宏能夠獲得穩定且具有價格優勢的資源支持,從而增強了其競爭力。此外,公司管理團隊與臺灣產業界保持良好互動,例如參與當地聚會及行業活動,也進一步鞏固了雙方關係。

然而,這種模式也可能帶來一定侷限性,例如過度依賴單一區域資源或技術來源。在全球化競爭環境下,如果其他區域供應鏈出現突破性發展成本優勢,則可能對勝宏構成挑戰。因此,其未來需要平衡區域合作與全球佈局之間的關係,以確保長期競爭力。

馬9級別覆銅板相比馬8級別有哪些顯著變化?價格走勢如何,以及國內相關材料企業是否有機會參與其中?

馬9級別覆銅板相較馬8級別具有更復雜的樹脂配比結構,目前採用碳氫化合物與PPO混合型樹脂,其中PPO比例較大。據瞭解,其配比約為3:5:6.5。這種升級使得馬9級別覆銅板具備更優異的性能,但同時也導致成本顯著上升。目前普通版馬8覆銅板售價約為900元/張,而馬9預計售價將在1,200至1,500元/張之間,相當於價格翻倍。此外,用於製作智能版或其他高級用途時,每平方米價格可能達到3萬至3.5萬元,相比當前2萬至2.4萬元水平有明顯提升。

對於國內材料企業而言,如動態科技等公司,如果能夠突破核心樹脂配方並實現量產,將有機會切入這一快速增長的新興市場。然而,由於配方保密性強且技術門檻較高,目前僅少數企業具備參與條件。

當前小分子量的評優材料在生產中面臨哪些主要挑戰?此外,玻璃布的選擇對生產有何影響?

小分子量的評優材料在生產中存在較大難度,特別是在原材料和工藝方面。玻璃布必須採用高純度二氧化硅石英砂製成的石英玻璃布,目前常用規格為1,035和1,078,其中1,078更為普遍。這種高純度石英砂佔總成本的 40%,是關鍵成本因素之一。此外,在銅箔與樹脂的結合上,通常需要使用HVLP5級別的銅箔,而非HVLP4或更低級別,這對工藝要求較高。尤其是在中國大陸地區,HVLP5被認為是先進標準,而臺灣地區僅有部分項目使用HVLP4。

在馬9級別產品中,為何需要採用H6H6P5而非其他規格?大陸與臺灣在相關技術標準上的差異體現在哪些方面?

馬9級別產品要求使用H6H6P5規格,因為其性能能夠滿足更高強度和穩定性的需求,而使用H4或其他較低規格無法達到同樣效果。在技術標準上,中國大陸對先進技術的接受程度較高,例如將GB200和GB300從過去的HVLP3升級至HVLP4甚至更高級別。而臺灣地區相對保守,目前仍以HVLP4為主流應用,但未來可能逐步過渡到HVLP5。

真空鍍膜工藝在銅箔製造中的作用是什麼?國內外企業在該領域的發展現狀如何?

真空鍍膜是一種用於製造高性能銅箔的重要工藝,與傳統壓制方法相比,其能夠實現更均勻、更精細的表面處理效果。目前國內企業如龍翔電子雖然有一定研發能力,但產量較小,市場份額有限;而國際市場則由三井等大型企業主導,佔據90%以上份額。此外,盧森堡等地也有少量貿易活動,但總體規模不大。

高階HDI板材目前有哪些主要應用場景?微軟、Meta等公司是否會採用此類板材進行設計開發?

高階HDI板材目前主要應用於特定領域,例如英偉達高級HDI設計中。然而,微軟和Meta並未廣泛採用此類板材,他們更多傾向於使用具有高塗層特性的替代方案。在中國市場,華為正在嘗試將HDI用於加速卡設計,但整體來看,高階HDI板材尚未成為主流選擇。

隨着SSX進一步升級,其PCB板厚趨勢如何變化?厚板生產存在哪些關鍵挑戰及設備需求?

隨着SSX升級,PCB板厚呈現顯著增加趨勢,目前已達到4毫米、5毫米甚至6毫米。厚板生產面臨兩大關鍵挑戰:一是電鍍水平線設備緊缺;二是鑽孔加工難度增加。以AT測試板為例,其標準厚度為6.35毫米,這一趨勢正逐步影響國內PCB行業的發展方向。目前,包括崇達、科翔、金路以及一博科技等多家上市公司正在佈局相關電鍍線及水平線設備,以應對224G服務器高速傳輸需求及AC芯片集成帶來的新要求。

針對當前PCB行業中的電鍍水平線問題,是設備不足還是工藝時間限制導致產能受限?

目前電鍍水平線的問題既包括設備數量不足,也涉及工藝時間限制。即使配備了足夠設備,由於厚板加工需要更長時間完成電鍍過程,因此產能仍然受到一定限制。這種情況尤其體現在224G服務器配置所需高速傳輸PCB以及ASIC芯片集成相關產品上,對行業提出了新的技術與效率要求。

當前國內在高端電路板製造領域面臨的主要技術瓶頸是什麼?具體有哪些企業和設備涉及其中?

國內高端電路板製造目前的主要技術瓶頸集中在厚板(如5毫米、6毫米)加工和水平線設備的研發上。現有設備在加工厚度超過5毫米時,滾輪機器容易出現卡板問題,導致無法正常生產。中微公司目前專注於垂直連續VCP電路線,並未涉足水平電路線,而水平電路線是當前行業發展的關鍵方向之一。國內企業中,寶德電子、深南電路、浙電股份以及TTM等均使用保德的龍門式線路設備,但保德電子自身產能有限。此外,無錫先鋒和暢豐電子也在嘗試開發能夠支持6毫米厚度的水平線設備,但目前仍存在技術難點。整體來看,設備裝機調試周期較長(約半年),且技術突破難度較大,這些因素共同限制了產業產能的提升。

寶德電子是否已經實現了相關設備的研發突破?如果實現,其面臨的問題是什麼?

寶德電子已成功研發出部分相關設備,但其水平線仍需依賴其母公司提供,目前尚未完全解決厚板加工問題。儘管寶德具備一定能力,但其產能有限,同時調試周期較長,整體產業鏈仍需時間才能實現規模化擴展。例如,對於4毫米、5毫米、6毫米厚度的板材,加工適配性仍然不足。此外,蝕刻機作為核心環節之一,也存在承重能力不足的問題。這些因素使得整個產業鏈短期內難以快速拉動產能增長。

在AT測試版領域,目前國內外企業各自的發展情況如何?

AT測試版具有較高的技術門檻,其板厚要求達到6.35毫米。目前國內能夠生產AT測試版的企業極少,僅包括滬電股份等少數幾家,而海外則有哈勃、新生科技等公司具備相應能力。這表明該領域在國內尚處於起步階段,與國際領先廠商相比存在顯著差距。

針對明年(2026年)可能推出的新方案,如方案及其相關HDI產品,有哪些關鍵點需要關注?

Rubin方案計劃推出7階HDI產品,這將進一步提高製造難度,同時對材料提出更高要求。例如,該方案將採用M9材料,其成本顯著高於傳統材料。目前M9材料單價為850元/張,而未來預計售價可能達到1,200- 1,500元/張,相當於成本翻倍。此外,以每平方米價格計算,包括4萬多元/平方米的成本預計將在2026年漲至6萬- 7萬元/平方米。這種價格變化將對行業利潤率和市場競爭格局產生重要影響。

對於未來高階HDI產品的發展趨勢及挑戰,有哪些具體預測或數據支持?

高階HDI產品(如7階HDI)的發展趨勢表明,其製造難度和成本將持續增加。例如,以Rubin方案為代表的新一代產品不僅需要更先進的工藝,還需採用更昂貴的新型材料,如M9材料。同時,根據預測,到2026年,高階HDI產品每平方米價格可能從當前約4萬元上漲至6萬- 7萬元,這意味着至少1.5倍以上的增長幅度。這種趨勢反映出行業對新技術、新材料需求日益迫切,同時也預示着市場競爭將更加激烈。

關於馬九材料的應用情況,目前在加工驗證和實際使用中是否存在問題?是否可能因加工難度而延迟或返回到馬八材料?

馬九材料的加工參數目前已通過驗證,結果顯示較為成功,尤其是在正文背板上的應用已獲得認可。然而,由於馬九材料的加工難度較大,其鑽孔過程中對鑽針的損耗顯著增加。例如,與傳統材料相比,鑽針使用壽命從3,000次下降至200次左右,這導致了鑽針需求量的大幅增長。此外,馬九材料因其石英填充特性,對設備磨損嚴重,需要採用鍍金剛石等高端技術以減少磨損。儘管如此,目前尚未發現因加工問題而退回至馬八材料的情況。

馬九及相關高端PCB材料(如馬八)的市場需求和供應情況如何?是否會導致供應緊張或價格上漲?

馬七、馬八、馬九等高端PCB材料均含有大量填充料,對生產設備造成較大損耗,因此對鑽針等關鍵耗材的需求顯著增加。例如,如果2026年同時推廣使用馬八和馬九,預計鑽針用量將達到當前水平的10倍。由於國內高端鑽頭仍需依賴進口,而鎢鋼等核心原料主要由日本供應,一旦海外價格上漲,將直接推動國內成本上升。此外,中國大陸企業在相關領域擴產速度相對較慢,僅有少數企業(如金洲、鼎泰)具備規模化生產能力,因此預計2026年市場供不應求現象將進一步加劇。

鑽頭及其相關耗材在高端PCB製造中的作用如何?目前國內外供應量情況如何?

高端PCB製造中,特別是涉及到使用石英填充型材料(如馬七彩馬九)的情況下,對鑽頭性能要求極為苛刻。傳統鍍膜技術下,每根鑽針可完成3,000- 5,000次操作,而用於處理石英填充型板材時,其壽命縮短至200次左右。這種情況下,需要採用鍍金剛石或其他先進塗層技術以延長使用壽命。然而,目前國內尚無能力生產滿足此類高標準要求的高端鑽頭,大部分仍需從日本進口,包括鎢鋼原料及焊接所需特殊合金。因此,高端耗材價格受國際市場波動影響較大,並可能在未來進一步上漲。

目前中國大陸企業在高端PCB領域的擴產計劃和競爭格局如何?

中國大陸企業中,以金洲和鼎泰為代表,在高端PCB領域具有一定競爭力。其中金洲專注於高精尖產品,並且2025年的全年產量已實現翻倍增長,但仍處於供不應求狀態。鼎泰則憑藉其廣東地區的大規模倉儲能力,在行業內佔據重要地位。此外,還有一些小型未上市公司參與其中,但整體擴產速度相對緩慢。目前大陸企業在全球範圍內仍面臨一定挑戰

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