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AI 服务器作为算力基础设施的核心载体，与算力之间存在紧密的协同增长关系。AI 服务器的核心器件包括 CPU、GPU、FPGA、NPU、存储器等芯片，以及PCB高速连接器等。
AI的爆发式增长正引发数据传输技术的根本性变革，铜互连因其低成本和低功耗优势在短距离连接中份额提升，同时爆发式增长对PCB铜互连技术带来了挑战。由铜互连带来的信号衰减、串扰、电磁、热、力等问题逐渐成为AI服务器发展的技术瓶颈之一。
图1 传输速率的变化
插损是表征PCB信号完整性的最关键指标之一。高速信号的传输损耗主要由导体损耗和介质损耗构成。目前，板材的介质损耗提升趋势明显放缓，而由铜箔带来的导体损耗占据了主导。因此，随着PCB传输速率的提高，降低铜箔导体损耗具有重要的研究意义和经济价值。
图2 电信号在传输路径上信号不断衰减
导体损耗由导体的非理想性质引起，主要由直流损耗和交流损耗组成。直流损耗的核心决定因素来自铜箔的直流电阻，因此，凡是能增大铜箔直流电阻的因素都应该避免。比如，增加铜箔厚度是降低直流损耗最有效、最直接的方法，但会增加PCB成本和重量；金属的纯度以及内部晶体缺陷等都会影响导体的体电阻率，因此，在高密互连的应用场景下，铜箔的纯度和晶内结构调控显得尤为重要。对于铜箔的交流损耗，重点需要关注趋肤效应问题。高频电流倾向于集中在导体表面流动，电流密度从表面向内部呈指数衰减。趋肤深度随频率升高而急剧减小。当铜箔厚度远大于趋肤深度时，电流仅利用表面薄层，有效导电截面积大幅减小，电阻显著升高，损耗剧增。这是高频交流损耗的根本物理原因。表面粗糙度效应在高频下（尤其当粗糙度尺度接近或大于趋肤深度时）会显著放大趋肤效应带来的损耗，是导致实际PCB传输线损耗远大于理想光滑导体计算值的主要因素。虽然趋肤效应主导高频电阻，但体电阻率仍是基础。更高的体电阻率意味着趋肤层内的材料本身导电性更差，损耗更高。此外，小晶粒意味着更多晶界，高频下电子在微小趋肤层内运动时，晶界散射增强，同样会增加导体电阻。
基于上述考虑，提出降低铜箔损耗的研发策略如下：
（1）开发低粗度铜箔。难点：粗糙度降低到趋肤深度以下的铜箔如何与低极性树脂保持高的剥离力。研发重点：铜箔表面有机化改性。结合下游树脂，改性铜箔表面能，强化界面化学键合作用，增强铜箔/树脂界面结合。
（2）提高铜箔纯度。难点：由于铜箔加工过程长、电解液成分复杂，容易在铜箔内部引入杂质。研发重点：针对电解铜箔，采用少/无添加剂的电解液，并保持净化；针对压延铜箔，需要提高铸锭纯度，少/不用合金化，提高加工车间洁净度，防止压延设备带入杂质。
（3）降低铜箔缺陷（晶界）。难点：电结晶易于形成细晶粒；压延法容易引入位错等加工缺陷。研发重点：铜箔粗晶化或者单晶化。但晶体结构改变会影响力学、蚀刻等性能，需要上下游配合研发。
（4）提高铜箔表面导电性。难点：铜箔表面防氧化处理导致表面导电性变差。研发重点：铜箔表面减少异质元素使用；使用高电导率金属，如银。
（5） Meta-conductor（超结构导体）。主动调控电磁场分布来抑制趋肤效应，减少损耗。研发难点：纳米多层膜制造技术（层厚1-10 nm）、磁性层材料选择及稳定性。研发重点：纳米多层电沉积技术。
图3 超导材料的探索历程
