高速板材為什么貴？單看這一點(diǎn)你們就明白了！

高速先生成員--黃剛

高速先生作為公司的技術(shù)前沿分隊，接觸到不同類(lèi)型的PCB產(chǎn)品，也看到不同的客戶(hù)所使用的PCB板材各有不同。有的客戶(hù)的產(chǎn)品在板材這一塊一直用普通FR4也沒(méi)有問(wèn)題，有的客戶(hù)的產(chǎn)品就一直用高速板材，還有的客戶(hù)本來(lái)用高速板材，經(jīng)過(guò)高速先生仿真驗證后改用普通板材，當然還有的客戶(hù)狠一狠心，就用最好的吧……

很多客戶(hù)沒(méi)用過(guò)高速板材，但是不代表不知道高速板材比較貴！是的， 相對于出貨量最大的普通FR4板材，高速板材的價(jià)格的確會(huì )相對高很多。貴就算了，還有隨之而來(lái)的時(shí)間成本，因為一般高速板材還有備料周期，動(dòng)不動(dòng)就2-3周，而普通FR4板材一般情況下板廠(chǎng)都有現成的物料，直接設計完就可以加工。無(wú)論是從精神上還是物質(zhì)上來(lái)說(shuō)，高速板材都是真的“貴”??！那弱弱的問(wèn)一句，既然那么貴，為什么有的客戶(hù)還“硬”要用呢？

行！高速先生今天就從大家最容易接受的角度來(lái)說(shuō)清楚高速板材又貴又受歡迎的原因哈！那就是損耗！我們都說(shuō)高速板材的損耗小，那我們今天就通過(guò)具體的仿真數據來(lái)量化一下，到底比普通FR4板材小多少？既然說(shuō)到這份上了，我們就玩一把大的！我們直接來(lái)對比下市面上的損耗最大的普通FR4級別板材和損耗最小的M8級別板材（在樹(shù)脂類(lèi)型相同的體系下）的損耗量化情況。因為高速先生去年剛剛完成了對M8級別板材的測試，因此得到了它的第一手損耗測試數據哈！

說(shuō)到損耗，那首先我們要知道影響損耗的板材電性能參數有哪些。當然在提到參數之前，我們先得說(shuō)說(shuō)PCB走線(xiàn)的損耗到底有幾部分組成！其實(shí)這個(gè)概念高速先生之前已經(jīng)提過(guò)很多次了，主要分為導體損耗和介質(zhì)損耗（還有很少一部分輻射損耗）?；貧w到板材的電性能參數上，主要就是這幾個(gè)參數了：影響導體損耗的線(xiàn)寬和銅箔粗糙度以及影響介質(zhì)損耗的板材DF值。在線(xiàn)寬相同的情況下，那就變成2個(gè)因素，板材的DF和銅箔粗糙度。如果粗糙度也能一樣的話(huà)（事實(shí)上不可能哈，下面會(huì )說(shuō)），那就是妥妥的一個(gè)因素，板材的DF值。

那我們首先快速來(lái)看看板材的DF值的對比，在普通FR4和M8級別板材中，DF的對比其實(shí)是很強烈的！

還有一個(gè)連帶因素就是，普通FR4板材能標配的銅箔類(lèi)型主要是STD銅箔，M8標配的是HVLP3的銅箔，我們再來(lái)看看兩種銅箔的RZ值的對比哈！

那到底這些冷冰冰的數據能不能量化成具體的損耗值呢？OK，仿真可以輕松的做到這一點(diǎn)。我們在兩種板材上所走傳輸線(xiàn)的線(xiàn)寬相同的情況下來(lái)做個(gè)對比。單位inch情況下的損耗差距就是這樣子了！

怎么樣，這個(gè)差別有沒(méi)有你們想象中的大呢？另外為什么我們要標出兩個(gè)頻點(diǎn)的損耗值，一個(gè)是14GHz，一個(gè)是28GHz呢？另外這就是目前高速信號比較常見(jiàn)的基頻速率，14GHz可以對應25G的nrz信號，也因為對應搭配56G的pam4信號。而28GHz則對應目前比較top的112G的應用了。

如果覺(jué)得無(wú)源的損耗也不是很直觀(guān)的話(huà)，那我們把損耗轉化為時(shí)域的眼圖來(lái)看看？我們找到理想的發(fā)送信號的模型，峰峰值為1V。首先來(lái)看看入門(mén)級的25G信號，其實(shí)目前很多客戶(hù)已經(jīng)做到這個(gè)量級的產(chǎn)品了。1inch的25G信號其實(shí)普通FR4板材的眼圖也是很大裕量的，更不用說(shuō)M8了！

所以在25G這個(gè)量級下，其實(shí)幾個(gè)inch的走線(xiàn)也有可能用FR4板材搞掂的。事實(shí)上，我們也幫助不少的客戶(hù)實(shí)現了這種降成本的方案。當然，在25G這個(gè)級別產(chǎn)品出來(lái)的時(shí)候，M8級別都沒(méi)有呢，因此肯定也不會(huì )在25G這個(gè)級別考慮M8那么高端的板材。

那M8是什么時(shí)候出來(lái)的呢，其實(shí)M8出來(lái)的時(shí)候112G產(chǎn)品應用已經(jīng)慢慢起來(lái)了！你可以認為M8就是專(zhuān)門(mén)為112G應用去研發(fā)的板材哈！既然都說(shuō)到這了，就直接來(lái)看112G的眼圖吧。哪怕你們不會(huì )有112G的產(chǎn)品應用，也沒(méi)接觸過(guò)M8級別的板材，但是你肯定也知道112G速率下應該不能再用普通FR4板材了吧！

當然你們也別把112G想得那么恐怖，1inch的FR4板材走線(xiàn)損耗還是能hold住的！

不過(guò)你們也別覺(jué)得能多厲害，因為普通FR4板材也僅僅能hold住1inch的走線(xiàn)而已，再走多1inch它就……

相比之下，M8級別板材顯然不止2inch的裕量！

好，本文的內容就說(shuō)到這了。稍微總結下，首先我們從大家最容易理解的損耗的角度來(lái)對比了普通FR4板材和M8級別兩種極端板材的性能。當然其實(shí)在背后推動(dòng)高速板材發(fā)展的就是產(chǎn)品的速率了，速率不斷提高，單位inch的損耗不斷增大，而接收芯片的閾值卻不會(huì )無(wú)限的降低，產(chǎn)品的走線(xiàn)也不可能無(wú)限的變短，這就導致了在高速率下還想獲得良好的誤碼率越來(lái)越難，因此這些看上去很貴的板材也不得不用。事實(shí)上，在真正應用的場(chǎng)景下，我們選擇這些高速板材也不僅僅是為了損耗這個(gè)單一的因素，至于還有什么其他因素，那就作為問(wèn)題去問(wèn)問(wèn)大家吧！

問(wèn)題來(lái)了

選用高速板材除了損耗小這個(gè)因素外，我們還有哪些考慮的因素嗎？