高速先（xiān）生成員--孫小兵

液冷是以液體作（zuò）為傳熱介質實現熱量傳遞的散熱技術（shù），浸沒式液（yè）冷是將電路板直接浸（jìn）泡於絕（jué）緣冷卻液中，根據其工（gōng）作模式又（yòu）可（kě）分為單相循環與（yǔ）兩相相變兩種。常用冷卻（què）液包含合成烴、矽油、氟化液等介電絕緣材料，可在不造成電氣短路前提下完成散熱換熱。相較於傳統風冷和冷板（bǎn）式液冷，浸沒式（shì）液（yè）冷（lěng）換熱效率更高，能夠承載單機櫃超高功耗，有效降低機房 PUE 值，改善（shàn）設備溫度（dù）均勻性，同時減少風扇噪聲與（yǔ）灰塵侵蝕，適（shì）配高密度算力部署（shǔ）需求。 

由於冷卻液材料（liào）性質（zhì）不同於空氣，將對高速信號的傳輸帶來各類負麵的影響。一般（bān）冷卻液的介電常數DK高於（yú）空氣，從而（ér）會影響傳（chuán）輸線（xiàn）的阻抗連續性。冷卻液的損耗（hào）因子DF對傳輸線的損耗（hào）也會有一（yī）定的惡化影（yǐng）響。因此采用常（cháng）規的傳輸線計算工具（jù）已經無法分析（xī）此類場景。 

使用仿真工具對（duì）微帶線建模，驗證環境介電特性對傳輸線特（tè）性的影響，這裏冷卻液材料參數設定為DK=2.6，DF=0.05。根據仿（fǎng）真（zhēn）結果對比（bǐ）可（kě）知（zhī），在冷卻（què）液環境中，傳輸線的阻抗將偏低5~6ohm，回波損耗明（míng）顯惡化（huà），插入損耗在16GHz頻點位置從-1.004dB增大到（dào）-1.384dB，損耗增幅接近38%。對於一個臨界的高速（sù）鏈路係統（tǒng）而言，就需要關注這種損（sǔn）耗增大對係統裕量（liàng）的影響。

對差分對過孔進行（háng）建模仿真驗證，一對頂層到底層的換層孔，通過（guò）處理屏蔽掉了環境對（duì）表層線的（de）阻抗（kàng）影響。空心孔（kǒng）並沒有做綠油塞孔的情況下，在空氣和冷卻液環境中的差異主要是過孔中間填充物介（jiè）質發生改變。由右圖TDR仿真結果對比可知，過孔在兩種環境下阻抗（kàng）差異（yì）很（hěn）小，在冷卻液環境下（xià）阻（zǔ）抗偏低不到1ohm。這主要（yào）是在（zài）高頻傳輸（shū）下，由於趨膚效（xiào）應，信號主要沿孔壁外側傳輸，而孔壁內側填充的冷卻液對信號傳輸的（de）影響很小。

針對表貼連接器一般是通過（guò）對焊盤正下方（fāng）平麵（miàn）挖空做隔層（céng）參（cān）考來優化阻抗。如（rú）結果（guǒ）中紅色曲線所示，經（jīng）過優化後阻抗曲線基本保持在85±2ohm範圍以內。但當外部環境更改（gǎi）為冷卻液後，除了表層線（xiàn）阻抗降低外，焊（hàn）盤位置（zhì）的阻抗下降趨勢（shì）更顯著，阻（zǔ）抗最低點從原來的84.3ohm下降到72.8ohm，下降幅度達11.5ohm，這主要是外（wài）部環境（jìng）介電參數發生改變，焊（hàn）盤之間的耦合加劇導（dǎo）致。回波損耗曲線明顯被惡化，插入（rù）損（sǔn）耗曲線也出現明顯（xiǎn）的抖動。 

AC耦合電容是高速鏈路常見組成部分，該節（jiē）點的阻抗優（yōu）化也是（shì）高速鏈路設計的（de）重要關注點。一般通過（guò）控製差分對電容*N/*P焊盤間距，以及焊盤正下方平麵（miàn）挖空（kōng）做（zuò）隔層（céng）參考等方式來優化這個位置的阻抗。在空（kōng）間條件充裕的情況下，AC電容位置的阻（zǔ）抗可以優化到接近目標85ohm。但將外部環境調整為冷卻液時，該位置的性能也（yě）將受到很大的影（yǐng）響，阻抗從83.7ohm下降到了（le）74ohm，下降（jiàng）幅度接近10ohm，插入損耗曲線下（xià）降趨勢也很明顯，回波損耗曲線在16GHz頻（pín）段位置從-47dB惡化到-16.9dB。

結合以上的仿真驗證對比情況，說明浸沒式液（yè）冷環境下，冷卻液（yè）替代空氣成為PCB外部環境材料，不僅會降低（dī）微帶線，包括連（lián）接器和AC耦合電（diàn）容等表層器件焊盤（pán）的阻抗，導致回波損耗惡化。還會增大微帶線的損耗，這些（xiē）都將會直接影響高速信號傳輸質量，引發（fā）信號完整性風險。因此在PCB設（shè）計（jì）階（jiē）段需（xū）結合冷卻液介電參數（shù），對走線的線寬線距，鏈路的阻抗進行預補償，以降低液冷環境帶來的電氣性（xìng）能惡化。

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