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AI算力驱动下全球存储器市场对PCB技术指标要求分析

生成式AI驱动全球存储器行业进入结构性扩张周期,DRAM、NAND Flash需求重心由消费电子转向AI数据中心、企业级存储阵列。DDR5/DDR6内存模组、PCIe 5.0/6.0 NVMe SSD、搭载HBM的AI服务器硬件构成存储市场三大核心赛道。

行业呈现明显特征:单纯PCB出货数量增速平缓,但高阶HDI、高层数高速多层PCB价值量快速提升;HBM架构普及持续重构硬件互联路径,存储硬件PCB的设计重心由高速信号布线逐步向电源完整性、热稳定性转移。

本文结合产业链数据,梳理存储器细分领域HDI、多层PCB需求体量、细分技术指标、产业痛点与中长期发展方向。



全球存储器市场HDI与多层PCB需求格局与数量变化

根据Prismark、TrendForce联合测算,2026年全球存储配套PCB市场规模约790亿美元,其中多层PCB占比约68%,HDI板占比约24%2025—2030存储相关HDI复合增速9.7%,高多层PCB复合增速7.4%。需求呈现显著分化,不同存储硬件对应的PCB品类差异清晰。

1.NVMe SSD:HDI板核心增量市场

企业级SSD是存储器赛道拉动HDI需求最主要动力。

①.消费级M.2 SSD (PCIe4.0及以下):主流采用4~6层一阶HDI,市场出货量大,但单价较低,竞争激烈;

②.企业级M.2、U.2 SSD (PCIe5.0/6.0):全面转向6~8层二阶HDI,单块板材价值为消费级产品2~3倍;随着PCIe 6.0逐步商用,三阶HDI开始导入高端企业级SSD

需求规律:SSD小型化形态 (M.2 2280/2230)布线空间受限,无法依靠增加板层提升布线能力,必须依靠HDI微盲孔技术提升布线密度,SSD硬件是存储器领域HDI最大应用场景。 

2. DRAM内存模组与服务器内存通道:以传统多层PCB为主

①.通用DDR5 DIMM内存模组:6~8层普通多层FR-4板材,无HDI工艺,标准化程度高,需求跟随PC、通用服务器平稳增长;

②.高端AI服务器主板:承载大量DDR5内存通道,普遍采用20~32层高多层PCB,部分高端平台局部区域集成HDI结构,满足BGA器件密集扇出;

③.趋势:DDR6商用后,高速信号要求提升,高端RDIMM模组将逐步导入简易一阶HDI

3. HBM高带宽内存架构:重塑PCB需求结构

HBM通过硅中介层完成GPU与内存之间海量高速信号互联,大幅降低主板PCB高速内存数据线布线压力。同等算力平台下,主板不再需要大量高速差分走线,传统信号类多层板需求减少;但PCB对大电流供电、大面积电源平面需求大幅提升。

短期不会完全替代传统PCB需求,而是需求结构切换:高速信号压力向封装端转移,PCB竞争焦点转向电源完整性。

4. 边缘存储、嵌入式存储:轻薄型HDI持续放量

搭载LPDDR5X/LPDDR6的边缘AI终端、车载存储模组,大量使用0.4~0.8mm薄板一阶/二阶HDI,追求小型化、轻量化,是HDI稳定增量赛道。

中长期来看,存储器PCB市场增量不再依靠产品片数大规模增长,而是产品结构升级:低端普通多层PCB供给过剩,面向AI算力场景的二阶及以上高阶HDI、高速高多层PCB持续紧缺。头部厂商产能建设重心由普通多层板转向高阶HDI、混压高速多层板。




各存储硬件对应的HDI、多层PCB核心技术指标




1. PCIe4.0/5.0/6.0 NVMe SSD  (HDI板为主)

1.PCIe 4.0 SSD (消费级/入门企业级,一阶HDI)

①.叠构:4~6层一阶HDI为主;板厚0.8~1.2mmM.2形态)

②.基材:高Tg FR-4,Tg≥170℃,Df@8GHz≤0.018

③.线路工艺:最小线宽线距3.5/3.5mil;激光盲孔孔径0.12~0.15mm

④.电气指标:PCIe差分阻抗85Ω ±5%;插入损耗@8GHz ≤0.30dB/in

⑤.可靠性:翘曲度≤0.7%,满足0~85℃持续工作

2.PCIe 5.0 企业级SSD (二阶HDI主流)

①.叠构:6~82+4+2二阶HDI,对称压合结构

②.基材:中低损耗覆铜板,Df@16GHz ≤0.008

③.工艺:盲孔最小0.10mm,支持堆叠盲孔;最小L/S 3.0/3.0mil;层间对位精度≤25μm

④.电气指标:差分阻抗85Ω ±3%;插入损耗@16GHz ≤0.20dB/in;严控过孔残桩

⑤.强制要求:BGA区域均匀布线,抑制信号反射,满足32GT/s NRZ信号传输

3.PCIe 6.0新一代企业级SSD (二阶/三阶HDI)

①.叠构:8~10层二阶及以上HDI;部分旗舰产品采用任意层互联UHDI

②.基材:超低损耗材料,Df@32GHz ≤0.005,搭配低轮廓HVLP铜箔

③.工艺指标:激光盲孔低至0.075mm;线宽线距2.5/2.5mil;阻抗公差收紧至±2%

④.电气核心:适配64GT/s PAM4信号;插入损耗@32GHz ≤0.15dB/in;高速通道必须背钻,残桩长度≤8mil




2. DDR5/DDR6内存模组PCB (普通多层板,暂以非HDI为主)

①.层叠:基础UDIMM 6层;服务器RDIMM 8层对称多层板

②.基材:高Tg FR4,Tg≥175℃

③.阻抗规范:单端50Ω ±5%DQS差分100Ω ±3%

④.时序等长:字节内DQ/DQS走线偏差≤5mil;ClockDQS误差≤20mil

⑥.工艺:传统机械通孔,无盲埋HDI结构;最小线宽线距3.5/3.5mil

⑦.前瞻:DDR6模组速率突破8400MT/s,高端模组规划导入一阶HDI优化扇出。




3. 搭载HBM的AI服务器主板 (高多层PCB,局部HDI)

HBM架构下PCB不再承载内存高速数据线,指标重心转向电源完整性:

①.层数:主流24~32层高多层混压板,高端平台可达36层;BGA密集区域局部采用HDI积层结构

②.铜箔配置:电源平面采用2oz~4oz加厚铜箔,满足上千安培峰值电流

③.信号重点:优化PCIe 6.0、NVLink高速通道,而非内存通道

④.材料:M7/M8级低损耗基材,长期运行抑制高温阻抗漂移

⑤.热机械指标:多层混压翘曲度≤0.4%,适配液冷散热工况




4. LPDDR嵌入式存储 (一阶/二阶HDI薄板)

应用于边缘AI、手机、车载存储主板

①.板厚:0.4~0.8mm超薄HDI

②.结构:1+N+1一阶HDI为主,高端边缘设备采用二阶HDI

③.微孔:盲孔0.075~0.10mm,轻薄化约束下压缩布线面积

④.阻抗:单端45~50Ω,严格等长匹配,抑制高速并行信号串扰



当前存储器HDI、多层PCB产业共性技术痛点

1. 高速迭代带来材料供需矛盾

PCIe6.0、DDR6逐步落地,传统FR-4高频损耗过大,低损耗、超低损耗高速CCL产能紧张,大幅抬高企业级SSD、服务器PCB制造成本。

2. 高阶HDI工艺良率瓶颈

企业级SSD狭小空间内堆叠多层盲孔、叠孔工艺,多次压合带来对位偏差、孔铜不均;微过孔、超细线路量产良率偏低,成为供给约束。

3. 两条技术路线并行,产线难以兼容

消费级存储追求低成本,使用普通多层板、一阶HDI;数据中心硬件要求严苛SI/PI指标,采用二阶以上HDI与高速材料,两套生产体系难以共用产线。

4. 架构迭代持续改变需求路线

HBM渗透率持续提升,长期分流传统板载内存高速布线需求。PCB厂商单纯依靠传统内存模组多层板业务增长空间有限,必须加大SSD配套HDI、高速服务器板布局。



中长期发展方向预判

1. 产品结构:高阶HDI需求持续提升,普通多层板增长放缓

未来5年,存储器硬件小型化、高速化驱动二阶、三阶HDI渗透率持续上行;消费级存储配套低端PCB竞争白热化,毛利持续压缩;AI相关企业级SSD、算力服务器配套高端板材维持高景气。

2. 工艺演进路线

①.SSD赛道:PCIe6.0普及推动三阶HDI、任意层UHDI逐步商用;背钻、填孔工艺成为高速SSD标配;

②.服务器存储主板:持续走高多层混压路线,强化电源平面设计,适配HBM大电流供电需求;

③.内存模组:DDR6落地后,高端RDIMM逐步导入一阶HDI,缩小模组尺寸、改善信号完整性。 

3. 材料分层升级

低端产品持续优化高Tg FR-4成本;PCIe5.0及以上企业级硬件全面导入中低损耗基材;远期超低损耗树脂、超薄HVLP铜箔大规模应用,降低高频信号衰减。

4. 产业协同方向

存储芯片原厂、SSD模组厂商与PCB企业开展前置协同,在硬件定义阶段完成信号仿真、叠层方案确认,缩短产品验证周期;同时国内存储产业链(长江存储、长鑫存储)带动配套HDI、高速多层PCB国产化替代。  

5. 企业差异化竞争路径

PCB厂商应当区分赛道布局:一方面布局SSD高阶HDI细分市场;另一方面布局AI服务器高多层高速板,避开通用多层PCB价格战;同时拓展存储芯片测试载板等高壁垒细分产品。



结语

全球存储器市场在AI算力需求驱动下迎来结构性变革,场景分化直接传导至HDI与多层PCB产业。短期来看,企业级NVMe SSD配套高阶HDIAI服务器高多层PCB需求维持旺盛;中长期,HBM架构改变内存互联方式,PCB价值重心由高速信号布线转向电源与热管理。

另外,新的HBF(High Bandwidth Flash)高带宽闪存概念,有望在未来应用,核心构想是:把HBMTSV垂直堆叠封装思路,移植到3DNAND闪存上面,用NAND实现接近HBM的读带宽,专门解决AI推理的“内存墙”问题。

对于电路板企业而言,在高端存储领域,依靠标准化普通多层板难以获得持续增长,必须紧跟PCIe 6.0、DDR6技术迭代,突破高阶HDI、高速高多层制造工艺,聚焦数据中心、AI算力相关高端存储硬件赛道,把握存储器产业升级带来的发展机遇。


《研学笔录》 曾  曙

 2026817

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