2018年互连方案设计展望

2018年连接器和线缆行业在新产品开发设计上继续高歌猛进.

2018年连接方案设计展在阳光明媚的海湾地区召开，这似乎是与会者心情的完美匹配。这次设计展有14个会议主题,包括了超过100次技术专题，以及一个为期两天的展览，展览中175家供应商展示了他们的最新硬件和软件。前沿芯片、板端和系统设计工程师们积极参与设计展的各项会议。许多技术专题座无虚席，涉及范围从测量高速PAM 4通道的信号完整性到先进的建模和仿真技术。DesignCon的独特之处在于，超过32家连接器和电缆组装制造商选择参加本次展会，至少比去年多了7家。

连接器设计在短短的一年中取得让人吃惊的进步。坚持认为铜在高速通道的高精密连接器中会即将消亡的工程师们将感到沮丧，优化的PCB脚位和目前的并行装置使用铜材仍是最经济有效的选择。去年，展会上的轰动事件是利用PAM 4信号技术实现56 Gb/s信道的传输。

今年，多个连接器供应商现场演示了56 Gb NRZ和112 Gb/s PAM 4通道技术。至少有一家供应商表示，他们相信在不久的将来，112 Gb/s NRZ通道是可行的。目前，实际需要56 Gb通道的应用还很少，但连接器供应商希望向系统设计人员保证，有确定的办法来解决传输的升级，而不需要对互连解决方案进行大规模更改。

在板对板、底板/夹层以及I/O电缆互连方面，有明显的进步。无论是在箱内还是外部，利用铜双轴电缆组件装配都是一个主要的方案。

几年前，Samtec引入了使用双芯铜或光纤电缆,试图超越PCB的设计，以避免在印刷电路板的铜线中运行高速信号时所带来的衰减和杂讯。他们应该对这个做法进行版权保护，因为目前这个方案在很多地方使用。

Samtec继续引入新的高速/高密度连接器来扩展这一概念，而TE的Sliver连接器、AmphenICC的ExaMAX IO连接器和新的NearStack Twinax系统中装由Molex的BiPass I/O连接器，在PCB上提供另外的选择办法。这些接口中有几个可提供高达112 Gb/s PAM 4速率。

外部可插拔I/O连接器随着SFP, MicroQSFP, QSFP-DD, and OSFP在市场中的竞争而发展。电缆组件供应商基本都能提供这些连接器。因为他们也不清楚哪一种将是长期最终的选择。

除了最新的SFP和QSFP连接器，Yamaichi电子公司还展示了铜和光学I/O系列产品，包括CFP 4、CFP2-64、CFP4-64和CFP 8。在光谱的另一端，I-PEX展示了他们可分离微同轴和FPC连接器，其接触中心线小到0.35毫米，但每条通道的额定值高达20 Gb/s。

随着行业向400 Gb/s的应用方向发展，铜和光纤线缆正成为一种有吸引力的选择。在高速I/O应用中使用铜电缆会带来一些问题，因为数据速率的提高要求更大规格的导体，而高密度连接器的中心线径却在不断缩小。利用其独特的信号调理芯片，SPECTRA7显示了微型QSFP、QSFP-DD和OSFP线缆，其性能可达25 GB/s PAM 4，而导体尺寸小到#36 gauge。Amphenand和Fit表示，他们已开始与SPECTRA 7合作，将SPECTRA 7“GaugeChanger”芯片装入其电缆组件。其结果是减少了电缆体积和更长的传输距离。

在新的体系结构中标准扮演着越来越重要的角色。正式的行业标准比如以太网等将其技术路线图推展到800 GB/s。最近，行业联盟和诸如OpenCompute这样的特殊利益集团开始对下一代系统设计施加更大的影响。几家连接器制造商担心，随着通用组件利润的降低,系统中关键互连部件的知识产权有可能分配给低成本供应商。Open19基金会采取了一种有点不同的方法，他只定义了配套界面的机械尺寸及其在盒子上的位置，从而为供应商的改进打开了大门。OPEN 19演示了一个使用Molex电缆组件的大型服务器堆栈技术。

一些涉及PCIe现状和新出现的竞争标准。在许多人认为开发周期过长之后，于2017年末发布了PCIEe4.0标准。这个相对延后发布的标准为新的竞争者带来了机会。虽然GEN-Z开放系统互连并不能从物理上向后兼容现有的PCIe基础设施，但它提供了封装密度和低延迟的优点，带宽可从2.5GT/s NRZ扩展到112GT/sPAM 4信令。

今年在DesignCon上发布/展示的一些新产品包括：

AmphenICC公司广泛展示了他们的产品组合。Cool Edge产品线已经扩展到包括1.0mm PCIe版本，能承受3A额定电流的0.65mm Slim Cool Edge，以及0.60毫米高速迷你Cool Edge，额定值可到为56 Gb/s PAM 4。Paladin 背板连接器的现场演示性能达到112 Gb/s PAM 4。Amphenol继续寻找小于100米跳板光纤转换器应用.

尺寸小的高速堆架连接器重点介绍Chameleon系列，特点是从40到500 +的BGA以及高度在6mm和10mm,速度能到25Gb/s. 还有更灵活的设计包括专用功率段的选择。

高的堆栈连接器重要介绍Hirose IT-8三片夹层连接器，传输速度可到56 Gb/s PAM 4。

MOLEX展位包括多个现场演示，包括在一米QSFP-DD电缆组件上传输56 Gb/s NRZ、矩形连接器传输112 Gb/s PAM 4脉冲信号、BiPass电缆运行56 GB/s PAM 4速度，以及在56 Gb/s NRZ运行新的NearStack双轴电缆跳线器。

Molex还介绍了他们新的镜面Mezz夹层连接器。它的雌雄同体设计便于装配，同时提供高达56 Gb/s NRZ性能。

Samtec 继续展出他们的板对板连接器,主要推送NOVARAY系列,传输速度能到56Gb/s NRZ / 112 Gb/s PAM4.

Samtec介绍了超高密度加速高清系列板对板连接器，这是一个四排，5毫米堆栈高度表面安装连接器,额定传输速度为56 Gb/s PAM 4。强调他们继续扩展到高速背板市场，现场演示运行在30” PCB上四个端口运行56 Gb/s PAM 4速度的ExaMAX背板连接器测试.大型模型机架展示了Samtec可提供许多铜和光纤系统包装选项。

TE Connectivity 展位的特点是扩大了额定值为56 Gb/s PAM 4的条型2.0连接器系列。这种通用接口已经被多个大公司采用，包括Cobo、Gen-Z和OpenCompute项目。现场演示装有条型QSFP连接器的超过4米的电缆运行56 Gb/s PAM 4速度的状况。另一演示是 STRADA背板连接器成功运行在112 Gb/s PAM 4的速度。

在行业标准接口上TE继续创新和完善。也认识到热管理是一个连接器设计的主要问题，TE展示了一个机架仿真器，它的面板装满了MicroQSFP连接器，进行12.8TB的数据传输。与传统的前到后冷却不同，这种连接器使用了改进后的笼内散热器来实现侧对侧冷却。

Amphenol, Molex, and TE Connectivity 都在展位上推广线缆背板连接器，但供应商正在突出所有的品种，包括底板、中面、中平面、直角中平面和线缆等。在这些大系统中，线缆背板仍然是一个昂贵的选项,

对c通道的需求是长远的。短期内，直角中平面连接器设计似乎是平衡电气和力学性能的优良设计.

先进的SerDes在实现不断增长的数据速率方面所起的关键作用是显而易见的，许多展位演示这方面的产品.

连接器行业的龙头企业在一系列具有更高信号完整性、更快数据速率、更高信号密度和更好热性能的先进产品上,是很乐观的.许多新的接口的产品不断开发出来。光纤替代方案也已经应用.在选择应用程序时，特别是那些需要较长距离、高带宽和较小尺寸和重量的应用，但最终选择取决于符合系统要求和选择产品的性价比. 2018年连接器和线缆行业在新产品开发设计上必将继续高歌猛进!