2025年AI PCB钻孔工艺行业专题：PCB升级+孔径微小化，钻孔设备与耗材需求量价齐升

1.AI算力对PCB行业带来哪些新需求？

AI算力服务器使用什么PCB板？

AI服务器需求带动PCB行业向高端化发展。以英伟达GB200为例，Compute Tray和Switch Tray都是HDI板，其中Compute Tray采用（5+12+5）的22层5阶HDI，Switch Tray采用（6+12+6)的24层6阶HDI。预计英伟 达GB300中将采用HDI搭配高多层的方案，其中Compute Tray仍采用（5+12+5）的22层5阶HDI，Switch Tray可能采用高多层PCB。过往HDI主要应用在消费电子领域（例如手机、平板电脑），但阶数较低。 因此现阶段各家PCB厂商都在积极扩产高阶HDI与高多层产能。

后续Rubin架构还有方案变革。Rubin架构存在两点潜在变化：1）CCL夹层材料升级至M9，加工难度提 升；2）正交背板（3个26层高多层叠层）替换铜连接，PCB重要性进一步提升。

英伟达作为AI算力服务器行业的领跑者，其方案变革对于整个AI算力服务器都有指导效应。后续亚马逊、谷歌等大厂都将入局，英伟达作为行业领跑者，其架构方案存在借鉴性，PCB需求有望进一步提升。

GB200/GB300：18 Compute Tray+9 Switch Tary的基 础架构

GB200/GB300的基础架构为18 Compute Tray+9 Switch Tray。 ①Compute Tray：单Tray中有两张Bianca板，单 Bianca板上集成了两张Blackwell GPU+一张Grace CPU。 ②Switch Tray：单Tray中有两张NV Switch芯片。因此 单机柜中共有18*4=72张GPU以及18*2=36张CPU。

HDI与高多层应用在Compute Tray与Switch Tray中。①Compute Tray：Bianca板为22层5阶HDI板，使用HDI原 因为承载GPU与CPU芯片，需要满足高密度电路的布线要求； ②Switch Tray：在GB200中使用6阶HDI作为NV Switch芯片载体，在GB300中切换为高多层板。主要需要满足电信号高速传输的需求。

Rubin架构带来PCB需求增量

Rubin架构采用PCB替换铜缆 ，以实现更高效的互联。在Blackwell架构中，英伟达采用了Cable+PCB的方案实 现Compute Tray之间的互联。而升级到Rubin架构中，由于算力密度的持续提升，铜缆的连接方案已经没有办法 满足高密度的互联（机柜空间有限，大量铜缆无法全部放入机柜中，布线过于复杂）。因此在Rubin架构中引 入了PCB连接方案作为铜缆连接的替代。

Rubin 144 CPX方案带来PCB中板/CPX基板增量需求

英伟达推出针对超长上下文处理的芯片CPX。Rubin CPX是首款专为海量上下文AI处理（如百万token推理） 设计的CUDA GPU。CPX算力达30PFLOPS (NVFP4精度)，配备128GB GDDR7内存，能处理百万 tokens 量 级的代码和生成式视频，被视为与ASIC芯片竞争的产品。 

VR NVL144 CPX服务器带来PCB新增量。①CPX载板：相比于NV144架构，该方案新增144个CPX芯片， 需要有对应的PCB作为载体；②中板（PCB Midplane）： 相比于GB200架构，该方案采用PCB来替换铜缆 方案，可以通过升级PCB夹层材料（如M9）以实现电信号传输的完整性。

正交背板：Rubin Ultra高密度互联的优选方案

Rubin架构中，NV576计划采用正交背板的方案。伴随托盘密度的持续提升，铜链接的布线复杂度逐步难以解 决，正交背板的方案计划使用在NV576方案中。通过正交背板上实现铜布线，前后可以连接Compute Tray和 Switch Tray，大大优化服务器内部空间，解决铜缆数量太多布线过于复杂过于占空间的问题。

正交背板预计为3*26的78层高多层结构，为PCB纯增量环节。正交背板是三个高多层叠层的架构，不同于HDI， 高多层板的孔径一般大于0.2mm，因此机械钻孔是主流加工方案。正交背板的加工难点体现在层数/厚度变高， 因此在钻孔时下刀需要分次进行，加工效率会下降。

夹层材料的进阶，同样降低加工效率&提出新加工需求。CCL夹层材料向M9方向升级，材料更加坚硬更难加 工，钻针消耗速度加快（单针1000孔降低至单针200-300孔）&加工效率降低，对设备节拍以及耗材都提出更 高要求。

高阶HDI/高多层板结构更复杂，钻孔加工难度同步提升

HDI阶数由打盲孔次数决定，高阶HDI加工难度显著提升。HDI的结构一般由（a+N+a）形式表达，其中a代表增 层（Build-up layer），N代表核心层（Core layer），这里的a与N都指铜箔导电层的数量。HDI的阶数是由激光打 盲孔的次数决定的。以英伟达（6+12+6）结构的24层6阶HDI为例，中间核心层由5层芯板（10层铜箔）+上下两 层铜箔（2层）叠层而成，在此基础上还会上下各叠6层铜箔，不同层之间由半固化片PP隔开。

高多层板加工同样复杂，芯板层数越高加工难度越高。对于高多层板，层数提升后钻孔难度、层间电路设计复 杂度均有提升，因此加工难度也有提升。例如英伟达正交背板为3个26层的高多层叠层而成。

钻孔需求伴随层数提升同步提升。为实现电气导通，铜箔层与铜箔层之间需要通过钻孔+电镀的方式实现层与层 之间的电气互联。因此高阶HDI的打孔需求是伴随层数提升有同步提升的。因此钻孔设备环节最为受益。

2. PCB生产中最受益环节是哪个？

PCB生产涵盖六大环节，均需要不同的设备

PCB生产工序多且复杂，主要涵盖六大环节。尽管不同PCB存在工序差异，但其主要生产工艺均 涵盖曝光、压合、钻孔、电镀、成型及检测等环节。

钻孔设备：机械和激光适用孔径不同，二者不存在 替代关系

钻孔工艺中根据孔径大小选择机械钻孔或激光钻孔设备：

1）机械钻孔：孔径≥0.15mm时应用。通过高速旋转的硬质合金钻头物理切削材料，主要适用于通孔、背钻孔 （对设备要求高）、多层板标准孔加工的场景中。优势是工艺成熟稳定且成本低廉，劣势是精度局限，无法满 足HDI微孔需求等。

2）激光钻孔：孔径≤0.15mm时应用。核心原理是利用高能激光（CO₂/UV激光）切割材料，实现非接触式精密 加工达到钻孔的目的，其主要适用场景有HDI板微孔、盲埋孔和柔性板等。优势是超高精度、具备微孔能力。劣 势是成本较高，无法像机械钻孔一样多层叠板同步作业。材料方面，激光钻孔可通过调整波长和脉冲参数适应 不同材料。例如，紫外激光（波长355nm）对铜箔的加工效率高，而CO₂激光（波长10.6μm）更擅长加工有机材 料，两者的组合可实现高效清除不同介质层，这一特性在加工高频高速板的盲埋孔时尤为重要。

机械钻孔设备：包括普通机械钻/CCD背钻两类

机械钻可以分为普通机械钻与高端CCD背钻两类：普通机械钻孔设备主要用于通孔加工，CCD背 钻主要用于埋孔加工，二者主要区别为CCD背钻多一个光学相机部件，并可以精准控制下钻深度。

机械钻孔设备的核心零部件包括主轴/滑轨/数控系统：三者分别各占机械钻孔设备10%的成本。其 中主轴供应商主要有英国西风/昊志机电，滑轨供应商包括上银/NSK，数控系统Schmoll与大量科 技自主研发，大族数控采购德国西伯麦亚数控系统。

激光钻孔设备：可分为CO2/超快两类

激光钻目前主流产品可以分为CO2/超快两类：其中CO2激光钻为红外光，超快激光钻为UV紫外 光，二者技术原理不同。CO2红外光加工原理为热加工，通过材料吸收红外波长的光，使局部高 温汽化，烧蚀出孔；超快激光光源为UV紫外光，原理为冷加工，对不吸收红外波长光的材料同样 具有较好的加工效果，比CO2方案对材料兼容性更高，对小孔加工的效率和精度也更高。

材料演进有望推动激光钻环节出现技术升级：后续夹层材料由M8向M9（Q布）发展，孔径逐步缩 小，超快激光钻有望快速推广。

钻孔耗材：PCB板厚提升带来工艺变革，钻针量价齐升

从GB200到GB300到Rubin，PCB板厚持续增加，对应钻针长径比不断提升：GB200系列PCB板加工主要使用30 倍长径比以下钻针；GB300系列PCB板加工需要多针搭配加工，最长针长径比提升至30倍以上；Rubin系列PCB 板厚度相比于GB300进一步提升，最长针长径比提升至40倍；Rubin Ultra中使用的正交背板板厚相比于Rubin系 列普通板厚度仍有提升，最长针的长径比高达50倍。

另外从GB200到GB300到Rubin，PCB板孔数持续增加：从GB200系列到GB300系列，进一步到即将面世的Rubin 系列，单机柜的算力集成度不断提升，对应PCB复杂度与孔数也在提升。

高长径比钻针单价提升，单孔钻针消耗量价齐升：高长径比钻针的销售单价显著提升，目前业内50倍长径比钻 针单价相比现阶段低长径比钻针单价提升近10倍。在3mm板厚时期，单孔加工仅需一根针，假设单针价格1元即 对应单孔成本1元。若板厚升级至8mm，假设单孔加工使用四根不同长径比钻针搭配，单孔成本将提升数十倍。

报告节选：

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）