Hirose 推出 IT18 BGA 夹层连接器 — PCIe Gen6 为人工智能和边缘计算做好准备

Hirose Electric 推出了 IT18 系列，这是一款符合 COM-HPC 标准的 BGA 夹层连接器，专为人工智能和边缘计算时代的高速、高密度嵌入式计算模块而设计。

该连接器面向工业和嵌入式系统设计人员，他们需要可靠、薄型互连，能够以紧凑的外形处理 PCIe Gen6 和高速以太网。

主要功能和优点

• COM-HPC 标准合规性 – IT18 旨在满足 PICMG COM-HPC 模块标准，简化新的和现有的 COM-HPC 载板和 CPU 模块的采用，并降低定制连接器风险。
• 人工智能工作负载的高速能力 – 支持 32 GT/s 的 PCIe Gen5 和 64 GT/s PAM4 的 PCIe Gen6，以及使用四个 25 Gbps 通道的 100 Gbps 以太网，支持边缘系统中 GPU、加速器、存储和高速网络的高带宽链接。
• 高密度 400 个位置布局 – 0.635 毫米间距和 400 个触点可在相对较小的占地面积内实现大量信号，支持复杂的模块引脚排列，而无需扩大电路板尺寸。
• 薄型堆叠选项 – 提供 5 毫米和 10 毫米堆叠高度，使设计人员能够根据系统限制灵活优化 z 高度、气流和机械稳健性。
• 采用针中球结构的可靠 BGA 端接 – 针入球配置旨在提高焊点的坚固性和安装可靠性，这对于暴露于温度循环和振动的工业应用非常重要。
• 改进了路由和信号完整性 – 优化的线路间距和封装布局（包含额外的接地通孔）支持受控阻抗布线和串扰抑制，有助于在 PCIe Gen6 数据速率下保持眼图。
• 机械加固功能 – 焊接（固定）片有助于加强连接器和 PCB 之间的连接，减轻处理、组装和系统操作过程中焊球上的应力。
• 用于装配保护的金属盖 – 连接器配有金属盖，可在回流过程中保护主体，降低变形风险，并在生产处理过程中防止异物污染。
• 获得许可的 COM-HPC 连接器 – IT18 是 Samtec 官方授权的 COM‑HPC 连接器，有助于确保生态系统兼容性并减少模块-载体接口的互操作性问题。

典型应用

IT18系列面向受限工业环境中需要高吞吐量和可靠性的嵌入式计算模块。

• 用于实时控制、数据记录和监控系统的工业 PC 和嵌入式控制器。
• 工业和人形机器人需要高速传感器融合、运动规划和边缘人工智能推理。
• AGV 和 AMR，其中紧凑型边缘计算模块在本地运行导航、SLAM 和车队协调算法。
• 受益于成像、处理和用户界面子系统之间的高带宽数据传输的医疗设备。
• 测试和测量仪器，包括在机箱内使用 PCIe 和以太网的高速数据采集和协议分析仪。
• 半导体制造工具依赖于安装在工艺室附近的确定性、高可靠性控制器。
• 广播和专业视音频设备，其中密集的高速 I/O 和编解码器必须安装在紧凑的模块中。
• 游戏和娱乐设备，在模块化、可轻松升级的 COM-HPC 外形中集成了强大的 CPU/GPU。

一般来说，任何使用 COM-HPC 模块并需要在模块与其载板之间使用 PCIe Gen5/Gen6 或 100G 以太网的设计都适合 IT18 系列。

技术亮点

IT18 连接器是根据下一代 COM-HPC 模块和高速串行互连的要求而设计的。

机械和布局特性

• 间距和引脚数 ：0.635 毫米间距，400 个位置，支持电源、接地、高速差分对、边带信号和管理线的密集映射。
• 堆叠高度 ：提供 5 毫米和 10 毫米，可用于薄型无风扇系统或更宽敞的带散热器和气流通道的设计。
• BGA 式端接 ：PCB 侧的球栅阵列接口，专为自动化 SMT 组装和回流焊而设计，采用针中球结构，可提高接头的坚固性。
• 焊接标签 ：PCB 上的附加机械锚点可在电路板弯曲、插入或运输过程中分担机械负载并保护焊点。
• 金属帽 ：用于在回流焊期间覆盖连接器，防止变形并有助于在插配前阻止灰尘或颗粒进入接触区域。

高速和信号完整性方面

• 支持的接口 :
  • PCI Express Gen5，每通道 32 GT/s。
  • PCI Express Gen6，每通道 64 GT/s PAM4。
  • 100 Gbps 以太网，通过四个通道，每个通道 25 Gbps。
• 开放 pin-field 布局 ：接触区域支持灵活的引脚映射，以便 OEM 可以根据 COM-HPC 规范配置文件或专有变体分配差分对、电源区域和控制信号。
• 优化的路由空间 ：窄间距和精心管理的线间距在 PCB 层上留下了足够的布线间隙，以扇出高速线对并维护参考平面。
• 串扰抑制 ：建议的占位面积采用额外的接地过孔和受控的过孔到走线间距，以帮助减少近端和远端串扰，这对于 PCIe Gen6 速度至关重要。

设计人员应始终参考数据表中制造商推荐的焊盘图案、通孔结构和叠层指南，以了解详细的 SI 性能和眼图合规性。

来源

本文根据 Hirose Electric 的官方新闻稿和相关 IT18 系列产品信息，为使用 COM-HPC 嵌入式系统的设计和采购工程师进行解读和重新整理。

参考文献

1. Hirose Electric – IT18 系列新闻稿
2. Hirose Electric – IT18 系列产品页面
3. 广濑电气 – IT18 新闻稿 PDF