Kobberlegeringer, inkludert beryllium kobber og fosforbronse, gir tilstrekkelig fleksibilitet, og de kan brukes til høyhastighets stempling og forming av produkter. Ulike pletteringsmaterialer fra gull til tinn reduserer kontaktmotstand, øker holdbarheten og forhindrer korrosjon. Kobberkabler kan avsluttes pålitelig ved hjelp av en rekke teknikker, inkludert lodding, krymping, wire stripping og lodding. Kobberkretser innebygd i flerlags PCB-laminatmateriale muliggjør forbindelser med høy tetthet. Komponentene på disse platene er produsert ved hjelp av høyhastighets automatisert utstyr og loddet ved bølgelodding. Design og etablering av pålitelige kobberkretser gjennom årene har gitt folk tillit til mediet og den globale forsyningskjeden bestående av forskjellige produsenter.
Kobber er et utmerket materiale, men det har sine begrensninger. Etter hvert som systemhastigheten fortsetter å øke, begynner kobberledere å ha ugunstige egenskaper. I tillegg til enkel likestrømsmotstand, forringer faktorer som impedansendringer, front-til-bak-krysstale, tilt, jitter og inter-symbol interferens kvaliteten på digitale signaler. I tillegg må problemene med EMI og jordløkker løses.
Når datahastigheten øker, blir hver av disse negative faktorene større, noe som effektivt begrenser kanalens fysiske lengde. I løpet av de siste årene har systemdesignere begynt å legge inn mer enn 25 GB / s-applikasjoner. Med tanke på ulike faktorer har det blitt en stadig mer alvorlig utfordring å opprettholde overføringshastigheten til digitale signaler.
Optiske fiberforbindelser ved bruk av fotoner i stedet for elektroner har vært diskutert i mange år. Den modulerte lysstrålen som overfører digital informasjon har alltid vært det valgte valget for veldig langdistanse lenker, mens kobberkanaler krever flere forsterkningspunkter og prøver å redusere forvrengning. Ingeniører fortsetter å lete etter måter å forlenge kobberens levetid. Muligheten for optisk fiber i kort- og mellomdistansekanaler har vært et mål for ingeniører i mange år. Forbedringer i kobberkanaloverføring, inkludert overgang til differensialpar, PAM4-signalering og avansert signalbehandling innebygd i SERDES-brikken, gjør at disse tiltakene gjør det mulig for designere å fortsette å bruke kobberkanaler med akseptabel lengde.
Optisk fiber lider av flere utfordringer, inkludert merkostnaden og strømforbruket av den elektrooptiske konverteringsprosessen som kreves i begge ender av den optiske kanalen. Og den vanskelige og dyre fibertermineringsprosessen. Fiberoptiske materialer blir også ansett som mer skjøre enn tradisjonelle kobberkabler.
Ettersom høyhastighetskanaler fortsetter å være begrenset av kobber og kostnaden for optiske kabler, kontakter og aktive komponenter synker, endres folks holdninger. Optisk fiber gir fordelene med høyere båndbredde og tilgjengelighet. Fremskritt innen bølgelengde divisjon multiplexing og koherent overføring kan ytterligere forbedre effektiviteten til optisk fiber.
Ved bruk av utvidet stråleteknologi har ekstrem følsomhet for forurensning på den sammenflate overflaten til det optiske grensesnittet blitt minimert, som bruker linser integrert i kontakten for å øke strålediameteren over grensesnittet. Denne teknikken gjør støvpåvirkningen på det overførte lyset mye mindre.
Optisk fiber vurderes nå for bruk i datasentre og relativt korte applikasjoner. I noen tilfeller kan optisk fiber til og med brukes i esker.
Behovet for å minimere tap og forvrengning av trykte kretsmaterialer i høyytelsesapplikasjoner har stimulert folk til å fjerne disse kanalene fra kretskortet. En løsning er å konvertere høyhastighetssignalet til en skjermet tosidig kabel ved siden av ASIC- eller SERDES-enheten. I disse kablene reduseres signaldemping og forvrengning sterkt. Disse kablene hopper over overflaten på kretskortet og slutter ofte i I / O-kontakter installert på enhetspanelet.
En annen nylig løsning er sampakket optikk, som lokaliserer den elektrooptiske konverteringsprosessen på et vanlig substrat med SERDES eller switch chips, og bruker optikk for å bringe signalet direkte til I / O-panelet. Resultatet er lav forvrengning og høy porttetthet.
Realiseringen av denne integrasjonsteknologien er silisiumfotonikk, som prøver å integrere flere komponenter i en optisk sender eller mottaker på en silisiumbrikke. Målet er å erstatte elektriske pulser med foton-signaler. I mange år har forskere prøvd å lage en praktisk laser på silisium, men uten å lykkes. Nylig valgte de å fokusere på separate laserkilder og fotoniske chips montert på et felles substrat. Silikonfotoniske enheter kan integrere flere funksjoner, inkludert modulatorer, SERDES, optiske forsterkere, detektorer, filtre, koblinger og distributører, og integrere elektronisk logikk, minne og drivkretser på samme brikke.
Fordelene med denne teknologien inkluderer:
* Høyhastighetsoverføring.
* Silisiumbølgeledere kan eksistere sammen med ledere på et vanlig underlag.
* Bruk eksisterende høykapasitetsutstyr for produksjon av produksjons-, prosess- og platetester med høy kapasitet.
* Evne til å lage elektroniske og optiske komponenter på samme mikrochip.
* Realiser elektro-optisk konvertering på samme brikke.
* Reduser strømforbruket.
* Graden av integrasjon øker tettheten til systemet.
* Reduser systemkostnadene gjennom automatisering.
