HPC 是什麼
高性能計算（HPC，High-Performance Computing）已經成為推動我們世界進步的關鍵。利用超級計算機來處理複雜的任務，HPC 不再僅局限於科學研究領域，而是拓展到包括商業分析和先進工程在內的各個領域。從發展多年的雲端運算，到目前最熱門的 AI 應用都會需要使用到 HPC 技術。
PCB 技術在 HPC 的應用
HPC 的 PCB 不僅僅是一般的電路板，它們為 HPC 系統量身打造，以應對龐大的數據傳輸速率和能源需求。隨著信號傳輸速度的提升，確保信號和電源的完整性成為關鍵。這就是高性能 PCB 系統發揮作用的地方，它們通過整合先進的布線技術來滿足 HPC 的嚴苛要求。
超越極限：PCB 設計中的挑戰
在 HPC PCB 設計中，最大的挑戰在於創造出能夠承受高速數據傳輸的嚴酷條件，同時保持信號和電源完整性的電路板。
信號完整性 Signal Integrity：數據傳輸的關鍵
在 HPC PCB 中，保持信號完整性很重要，HPC PCB 面積偏大，如何有效的降低訊號損失是個很重要的課題。面對高速傳輸的數位信號，即使最微小的信號偏差也可能導致重大數據損壞。因此，在製作 PCB 時需要注意不可偏差於設計中值，這時候導入 pattern plating 技術應該可以有效解決這個問題，有效率的混和 thin foil 技術，也可以在降低粗糙度的同時，保持線路的外型。
電源完整性 Power Integrity：隱形的守護者
電源完整性在 HPC 系統中同樣重要。系統要求對所有組件提供穩定的電力供應。電源波動或 Noise 可能對系統性能造成嚴重影響。設計師需確保供應的電壓在整個電路板上保持一致，這包括了管理 power plane 的阻值。製造商除了可以利用四線測試機管理阻值外，有效率的管理 power plane 的銅厚也是必須的。多數設計者使用多張基板的疊構就是為了使用銅箔的穩定性取代電鍍銅厚的變異。
疊構設計的精髓
疊構設計是 PCB 設計的關鍵，它涉及到有效地疊出導電和絕緣材料，以達到最佳的電性，混和使用不同的材料特性可能會是未來的趨勢。對於 HPC PCB來說，這意味著要設計出一個能夠支持高速信號傳輸，同時最小化信號損失的疊構。材料選擇、層數以及信號、電源和接地面的配置在這個過程中起著關鍵作用。
熱管理：在極限條件下保持冷靜
隨著 HPC 系統處理大量數據，它們會產生顯著的熱量。有效的熱管理對於防止過熱至關重要，過熱可能導致性能下降甚至組件損壞。設計師使用各種技術，如熱通孔和選擇具有良好熱導性的材料，來有效散熱。這時候混和雷射技術的電鍍填孔，可以有效的在任意位置添加散熱孔會遠比機械鑽孔通電度來的有活性。
HPC PCB 的未來：趨勢與預測
HPC PCB 市場正準備迎接顯著的成長，這主要得益於像是 AI， 5G 和自動駕駛車輛等新興應用的推動。微型化和更高性能的趨勢將持續對 PCB 設計師構成挑戰，促使他們在疊構設計、材料選擇和熱管理方面尋求創新的解決方案。
製造商在微型化 HPC 可以提前布局，估計微型化會在面積上優先體現，也就是說更高的層數可能會逐漸的出現。搭配著可能會出現的是拉高比例的雷射盲孔技術導入取代通孔的限制，這時候 pad-less 技術需求應該也會對應的拉高。線寬銅厚因為訊號完整性的考量暫時不會變小，可能會伴隨著更小間距的需求，也就是厚銅小間距的技術需求也會同步拉高。
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