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公眾號(hào) | 高速先生，作者 | 姜杰
當(dāng)高速先生問DeepSeek如何優(yōu)化112Gbps信號(hào)過孔阻抗時(shí)，得到的答案提綱是這樣的：
不得不說，DeepSeek考慮還是比較全面的，從設(shè)計(jì)到板材，從仿真到測(cè)試，面面俱到。
不過，DeepSeek的答案只是一個(gè)參考，針對(duì)這個(gè)具體問題的回答，部分參數(shù)還有待商榷（鑒于此，上圖僅給出了答案要點(diǎn)，并未列出全部?jī)?nèi)容）。或許，正如網(wǎng)絡(luò)上對(duì)當(dāng)前AI工具的評(píng)價(jià)：“AI工具不是魔法棒，只是使用者能力的放大器”。
言歸正傳，本文就以Layout攻城獅最關(guān)心的過孔反焊盤優(yōu)化為切入點(diǎn)，展開說說。
有同學(xué)會(huì)問，為啥專講過孔反焊盤？
因?yàn)樵絹碓蕉嚅_始接觸112Gbps信號(hào)設(shè)計(jì)的Layout攻城獅氣憤的發(fā)現(xiàn)：同一個(gè)BGA（或者連接器），過孔的反焊盤優(yōu)化方案可能會(huì)隨走線層面的改變而變化，走線層面越多，對(duì)應(yīng)的優(yōu)化方案種類也越多，以前的信號(hào)反焊盤哪來這么多名堂？！
SI攻城獅也很煩躁：要是能一種方案全部搞定，誰愿意建那么多仿真模型？！
其實(shí)，要把這事說清楚，還是得聊過孔阻抗。
高速先生前不久寫過一篇文章《不是！讓高速先生給個(gè)過孔優(yōu)化方案就那么難嗎？》，介紹了差分信號(hào)過孔阻抗的影響因素。本案例為了簡(jiǎn)化問題，減少了變量，選擇同一BGA的差分信號(hào)過孔作為研究對(duì)象，保證了板材、層疊、過孔尺寸、差分過孔及相鄰地過孔的分布條件相同，不同走線層面改變的只是過孔長(zhǎng)度。同時(shí)，選擇長(zhǎng)、短兩種過孔作為仿真對(duì)象，差分信號(hào)走線特征阻抗控制93歐姆。
一方面，相同過孔對(duì)于不同速率的信號(hào)所表現(xiàn)的阻抗是不一樣的。速率差異越大，阻抗波動(dòng)就越明顯。
比如，對(duì)于本案例中相同的短過孔，112Gbps信號(hào)的過孔阻抗僅87.9歐姆，56Gbps信號(hào)的過孔阻抗90.5歐姆，10Gbps信號(hào)阻抗可以達(dá)到92.1歐姆。
乍一看好像很神奇，細(xì)一想也沒那么玄：關(guān)鍵就在于過孔本身存在寄生電容和寄生電感，容抗和感抗都隨頻率變化，因此過孔的阻抗也是一個(gè)頻變量，對(duì)于不同基頻的信號(hào)表現(xiàn)出不同的阻抗也就不足為奇了。
另一方面，不同走線層面的過孔對(duì)于同一信號(hào)速率的阻抗也是不一樣的，只不過信號(hào)速率沒那么高的時(shí)候，阻抗差異相對(duì)較小，所以可以采用同一種反焊盤優(yōu)化方案，這也是Layout攻城獅熟悉的處理方式。
本案例中長(zhǎng)、短兩種過孔采用同一種反焊盤方案時(shí)，對(duì)于10Gbps信號(hào)，短過孔阻抗92.1歐姆，長(zhǎng)過孔阻抗88.8歐姆，阻抗差異只有3.3歐姆：
同樣的情況，對(duì)于112Gbps信號(hào)，短過孔阻抗87.9歐姆，長(zhǎng)過孔阻抗79.3歐姆，阻抗差異增加至8.6歐姆。一種反焊盤優(yōu)化方案顯然無法同時(shí)滿足需求。
因此，對(duì)于112Gbps信號(hào)，有時(shí)真不是SI攻城獅花樣多，不同長(zhǎng)度的過孔確實(shí)需要進(jìn)行針對(duì)性的反焊盤優(yōu)化，方案大概率會(huì)隨走線層面的改變而變化。
需要說明的是，本案例中的長(zhǎng)、短過孔都是容性占主導(dǎo)地位，阻抗偏低。對(duì)于一些板厚較大的單板，即便信號(hào)速率不是特別高，由于過孔長(zhǎng)度差異懸殊，短孔呈容性，阻抗偏低，長(zhǎng)孔呈感性，阻抗偏高，相同反焊盤的長(zhǎng)孔和短孔，阻抗差異也會(huì)大到難以接受。高速先生在另外一篇文章里分享過感性長(zhǎng)孔的阻抗特點(diǎn)《鉆刀無忌，過孔莫愁》，在那個(gè)案例里，信號(hào)速率只有25Gbps，所以說，112Gbps也不是信號(hào)速率高低的絕對(duì)分界線。
隨著信號(hào)速率和單板復(fù)雜度越來越高，想要一舉多得用一種方案應(yīng)對(duì)多種情況的可能性越來越小，幸運(yùn)的是，萬變不離其宗，優(yōu)化的思路不會(huì)變。反焊盤方案能否兼容最好通過仿真驗(yàn)證，如果非要高速先生給出答案，那只能是：It depends！
Q、本期提問：設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)的前提下，過孔反焊盤是越大越好嗎？
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