技術_正交背板
定義
正交背板（Orthogonal Backplane / Orthogonal Middle Plane）是 AI 超算機柜中連接多個計算板（LPU/GPU）與交換芯片的超高層數 PCB。「正交」指訊號層布線方向互相垂直以降低串擾。正交背板是機柜內 PCB 成本占比最大的單件，也是目前 AI 伺服器 PCB 技術難度最高的品項，當前良率約 50%，仍在驗證中。
圖解
flowchart TD A[AI超算機柜\nNvidia Vera Rubin Ultra] --> B[LPU計算板 52層\nM9+Q布] B --> C[正交中板 OMP\n78層 M9+Q布\n0.2㎡/塊] C --> D[超高層交換背板\n120層+ M10+Q布+PTFE\n0.5㎡] note1[1個Cluster = 4塊正交中板\n連接32個LPU] note2[1機柜 = 8 GPU柜 + 5 LPU柜\n正交背板是機柜最大PCB成本] style C fill:#ffeecc style D fill:#ffcccc
技術原理
正交背板種類對比
| 板型 | 層數 | 材料 | 面積 / 塊 | 估計售價 | 功能 |
|---|---|---|---|---|---|
| LPU 正交中板（OMP） | 78 層 | M9+Q布 | ~0.2 ㎡ | 1–3 萬 USD/柜（18 片 OAM + 9 片 Switch Board 一柜） | 連接 32 個 LPU 計算板 |
| 超高層交換背板 | 120 層+ | 90% 碳氫（M10）+ Q布 + 10% PTFE | ~0.5 ㎡ | — | 集成 12 顆交換芯片 |
| cowop PCB（Ultra Rubin，預計 2027） | — | — | — | — | 下一代封裝工藝 CoWoP |
材料方案選擇（2026 決策中）
四種規格同時驗證（26×3 / 26×4 各有 M8+PTFE 和純 M9），預計 2026 年 7 月底最終定案：
| 方案 | 材料成本/㎡ | 良率 | 預判 |
|---|---|---|---|
| M8+PTFE 混合 | 低於純 M9 | 較高 | 多位專家預判採用概率更高 |
| 純 M9 | 較高 | 目前約 50% | 台光主推，但成本高、良率低 |
材料方案對 CCL 廠影響
若採 M8+PTFE 方案，台光電 M9 在正交背板的份額將顯著低於預期；若採純 M9，台光為最大受益者。最終定案時間：2026 年 7 月底，是近期重要催化劑。
超高層 PCB 技術現狀
| 層數等級 | 狀態 | 代表 |
|---|---|---|
| 78 層 | 量產中 | 滬電（技術最深）、深南 |
| 110–140 層 | 目前 PCB 廠穩定上限 | — |
| 120 層+ | 樣機存在，量產待驗證 | 深南（128 層 0.5㎡ 樣機） |
| 168 層 | 技術可行，無量產先例 | — |
cowop（CoWoP）工藝
CoWoP（Chip on Wafer on PCB）是 Rubin Ultra 考慮採用的正交背板新工藝。供應商在送樣中：李鼎、鵬鼎、勝宏、深南、興森，其中鵬鼎和勝宏進度略快。預計 2027 年量產。
關鍵參數 / 判斷指標
| 指標 | 數值 | 意義 |
|---|---|---|
| 當前 78 層良率 | ~50% | 量產瓶頸，需大幅提升 |
| 材料方案定案時間 | 2026 年 7 月底 | 近期最重要催化劑 |
| OMP 售價（78 層） | 1–3 萬 USD/柜 | 機柜最大 PCB 成本 |
| 深南 128 層樣機尺寸 | 0.5㎡ | 代表當前可生產最高端 |
技術瓶頸 / 風險
- 良率極低：目前正交背板良率約 50%，遠低於傳統 PCB，量產必須大幅提升
- 材料方案未定：PTFE vs M9 的選擇影響 CCL 廠份額，2026 年 7 月才定案
- 超高層工藝：120 層+ PCB 量產無先例，深南 128 層樣機是唯一參考點
- 設備與壓合挑戰：超高多層 PCB 壓合、鑽孔設備均為瓶頸
技術演進時程
gantt title 正交背板技術演進 dateFormat YYYY-MM section 驗證 四種方案同步認證 :active, 2026-01, 2026-07 材料定案（PTFE vs M9） :milestone, 2026-07, 2026-07 section 量產 78層正交中板小批量 :2026-07, 2027-01 cowop工藝（Ultra Rubin） :2027-01, 2027-12 120層+交換背板量產 :2027-06, 2028-12
關鍵廠商
| 環節 | 廠商 | 角色 |
|---|---|---|
| 78 層 OMP（中國） | 滬電股份（中國，未建頁） | 技術最深，78 層中板領先 |
| 高多層（中國） | 深南電路（中國，未建頁） | 128 層 0.5㎡ 樣機；高多層積累深 |
| M10 CCL 驗證（台灣） | 2383_台光電（市） | 120 層交換背板 M10 主要驗證供應商 |
| cowop PCB（進展快） | 鵬鼎/勝宏（中國，未建頁） | cowop 送樣進度略快 |
| 正交背板（台灣） | 4958_臻鼎（市） | 送樣中，興森也在送樣 |
| 正交背板（中國國內最快） | 景旺電子（中國，未建頁） | 國內正交背板進展最快 |
| 正交背板（國外最快） | JDT（未建頁） | 國外進展最快 |
應用場景
- Nvidia Vera Rubin / Ultra Rubin AI 機柜（LPU 背板 78 層）
- 下一代 AI 機柜（120 層+ 交換背板）
- 未來 Feynman 平台
相關技術
- 技術_PCB（正交背板是 PCB 技術的頂端形態）
- 技術_CCL（M9/PTFE 材料方案是正交背板核心決策）
- 技術_Q布（78 層/120 層+ 必須使用 M9+Q布 材料體系）
- 技術_mSAP（Ultra Rubin OAM 同時用 mSAP 工藝）