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AI算力落地关键:电子配套产业的协同创新路径

北大基于阻变存储器的模拟计算芯片,以千倍吞吐量、10⁻⁷量级误差的优势,为 AI 训练、机器人控制等场景提供了算力新方案

北大基于阻变存储器的模拟计算芯片,以千倍吞吐量、10⁻⁷量级误差的优势,为 AI 训练、机器人控制等场景提供了算力新方案。但芯片从实验室走向产业,离不开线路板与元器件的 “场景化适配”—— 从 AI 服务器的高密度部署到机器人的复杂工况,每一个应用场景都对电子基础产业提出 “低功耗、强散热、高可靠” 的三重要求,推动行业开启协同创新。

元器件的低功耗升级成为能效 “接力棒”。芯片本身已实现算力与能效的突破,若配套元器件功耗过高,将抵消整体优势。行业正加速推进低功耗元器件研发:新型 LDO 稳压器通过纳米级 CMOS 工艺,将静态电流降至 50nA 以下,较传统方案降低 60%,为芯片提供稳定供电的同时减少能耗损耗;微型 MLCC 电容则向 01005 规格(0.4mm×0.2mm)突破,不仅减少电路板占用空间,其等效串联电阻(ESR)降低至 5mΩ 以下,进一步提升电源转换效率。某 AI 服务器厂商测试显示,搭配低功耗元器件后,芯片模组整体能效比再提升 18%,完美匹配 AI 训练的长时间高负载需求。

线路板的 “散热 + 空间” 双优化破解部署难题。AI 训练服务器常采用多芯片堆叠架构,单位空间内的热量密度骤增,传统线路板的散热能力已显不足。行业正推广两种创新方案:一是采用铝基覆铜板(IMS)作为线路板基材,其导热系数可达 20W/(m・K),较 FR-4 提升 50 倍,配合表面沉金工艺增强热传导,可将芯片工作温度降低 15℃;二是开发 “埋置元件 + 液冷通道” 一体化线路板,通过在基板内部埋置电阻、电容(BURC 技术)减少表面元件占用空间,同时集成微型液冷通道,散热效率较传统风冷提升 3 倍。这种设计使服务器可实现 1U 高度内部署 4 个芯片模组,空间利用率提升 100%。

场景化可靠性设计筑牢应用根基。在机器人等动态场景中,芯片需承受振动、温度波动等考验,这倒逼线路板与元器件强化环境适应性。线路板领域,柔性基材(FPC)的耐弯折次数从 1 万次提升至 5 万次,通过添加碳纤维增强层,在保持柔韧性的同时提升抗拉伸强度;元器件则采用 “无铅无卤” 封装工艺,配合镀金引脚增强抗氧化能力,在 - 40℃~125℃的宽温范围内保持性能稳定。某机器人研发团队验证,经过可靠性优化的配套方案,可使芯片在持续振动环境下的运算误差率控制在 10⁻⁸量级以下,满足工业级应用标准。

政策与市场需求加速场景渗透。《新一代人工智能发展规划(2025-2030 年)》明确支持 “算力芯片 - 配套产业” 协同发展,多地对 AI 场景化电子配套产品给予研发补贴;市场端,全球 AI 训练服务器市场规模年增速超 70%,带动低功耗元器件、高散热线路板需求激增。当北大芯片的算力优势遇上线路板与元器件的场景化适配,二者正共同构筑 AI 产业落地的 “电子底座”,推动新质生产力从技术突破走向实际应用。