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科学技術の絶え間ない発展に伴い、AIは未来社会を照らす知性の光となり、経済社会の発展プロセスを大きく変えつつあります。コンピューティングパワーはAI発展の基盤であり、その能力を支えるコンピューティングインフラには、演算装置、データセンター、ネットワーク設備などが含まれます。AIが牽引する産業チェーンは活況を呈しており、コンピューティングパワーの増強が急ピッチで進んでいます。

NVIDIAは、2024年のGTC大会において業界の潮流をリードする革新的なGB200 GPUを発表し、初めて高速銅ケーブル（DAC/AEC）接続技術をサーバーラックの分野に導入しました。高速銅ケーブルには、主に3つの利点があります。

1. GB200およびGB300サーバーは銅ケーブルによって高速接続を実現し、AIアルゴリズムの効率的な学習および推論の要求に応えることができます。

2. 銅ケーブルは短距離伝送において卓越した性能を発揮し、高い安定性と信頼性を備えています。

3. 他の接続方式と比較して、銅ケーブルはコストパフォーマンスに優れ、サーバー全体のコストと消費電力を削減できます。

NVIDIAのGB200および最新のGB300サーバーでは、いずれも短距離接続ソリューションとしてDAC/AEC銅ケーブルが採用されています。

現在、国内の業界で量産されている最先端の224G高速銅ケーブルの製造工程を見ると、銅ケーブルメーカーは海外製のテフロン発泡押出装置を広く採用しています。しかし、この装置は年間生産台数が十数台と少なく、1台あたりの価格が1,000万人民元以上と高額です。加えて、物理発泡プロセスには、不良率の高さ、発泡テフロン材料の供給不安定性、装置の保守サービスにおける海外メーカーへの依存といったマイナス要因があり、高速銅ケーブルの生産能力拡大の足かせとなっています。

こうしたテフロン発泡装置および絶縁材料に関する制約を乗り越えるため、Amphenol社と新亜電子（Xin-Ya Electronics）社の技術チームが共同で技術開発に取り組みました。その結果、高速銅ケーブル押出工程における新たな製造技術「レンコン芯構造ソリューション」が生まれ、特許を取得するとともに、量産導入にも成功しました。この技術の最大の利点は、海外から輸入した高価なテフロン発泡装置を使用することなく、224G/448Gを含む、高品質・高性能なサーバー内/外付け用の高速銅ケーブルを製造できる点にあります。

レンコン芯構造ソリューションの概要は以下の通りです。

一、 レンコン芯高速銅ケーブルのプロセス

レンコン芯構造の高速銅ケーブルは、導体、絶縁層、中間シース層、ドレインワイヤー、シールド層などで構成されます。その核心は、絶縁層に周囲を取り囲むように複数の貫通した空気孔（エアチャネル）を設けている点です。これにより、電気的特性が最も優れている「空気」を絶縁体の一部として利用し、絶縁体の実効的な比誘電率を低減させます。その結果、信号の伝送損失が減少し、伝送速度が向上します。同時に、内側に被覆層を設けることでドレインワイヤーの位置を固定してズレによる変形を防ぎ、ケーブル全体の幅を縮小する効果も得られます。

二、 レンコン芯構造ソリューションの利点

2.1 信号伝送における優位性 物理発泡プロセスでは、溶融状態のFEP（フッ素化エチレンプロピレン）に超臨界ガス（N₂やCO₂など）を注入し、均一に分布した独立微細気泡を形成することで、材料の比誘電率（Dk）を低下させます。このとき、誘電正接（Df）も変化します。 一方、レンコン芯構造の空気孔は押出成形金型によって形成される貫通孔であり、FEP材料自体の誘電正接に影響を与えることなく比誘電率を下げることができるため、高周波性能においてより優位性があります。 物理発泡で形成されるのはそれぞれ独立した気泡であり、信号がこれらの気泡を通過する際に伝送の障壁となります。より高い伝送性能を得るには発泡度を高める必要がありますが、そうするとケーブルを曲げた際のインピーダンス変化が大きくなるなどの副作用が生じます。 これに対し、レンコン芯の空気孔は始端から終端まで完全に貫通しているため、信号伝送時に障害物がなく、より小さな気孔率で、高発泡プロセスと同等の伝送効果を達成できます。

2.2 製造における優位性 テフロンの物理発泡押出は、押出機のサイズ、スクリュー構造、回転数、ガス注入圧など多くの要因に影響される、高度な技術レベルを要する作業です。圧力や温度などの製造条件が変化すると、線径や静電容量といった特性も大きく変動します。パラメータが許容範囲を外れると良質な芯線が得られず、調整段階で非常に高い不良率が発生します。 一方、レンコン芯の押出製造では、押出金型の設計、高精度な真空引き、スクリュー構造、回転数といった工程を精密に設計・調整するだけで対応可能です。

2.3 製品ラインナップにおける優位性 物理発泡製品は、設備の仕様や操作の難しさから、現在量産可能な最小サイズは30AWGに留まります。対照的に、レンコン芯構造では現在42AWGまでの微細なサイズの量産が可能であり、より幅広い応用が期待できます。

2.4 材料調達における優位性 現在、国内のテフロン物理発泡プロセスで使用される材料は、主にChemours（ケマーズ）社のFFR770（発泡グレードFEP）に依存しており、代替品がありません。しかし、レンコン芯の材料は、一般的な高品質FEPで対応可能です。世界的な貿易環境の不確実性が増す中で、もし輸出国が発泡材料に対して厳しい販売・輸送制限を課した場合、高額で導入した輸入装置は原材料の供給が途絶え、稼働できなくなるリスクがあります。レンコン芯構造であれば、このような供給リスクの影響を受けません。

2.5 生産設備における優位性 テフロンの物理発泡押出は、高価で納期の長い、輸入の高精度な専用装置に依存します。それに対し、レンコン芯の押出製造は従来のテフロン押出機を共用できるため、追加の設備投資が不要です。

三、 SI（シグナルインテグリティ）性能の比較

27AWG-224Gケーブルを例に、ケーブル構造と試験治具を同一条件にして比較しました。周波数53.13GHzにおける挿入損失（SDD21）は、FEPレンコン芯絶縁ケーブルがFEP発泡絶縁ケーブルに比べて約8%優れた結果を示しました。また、90度曲げた後のインピーダンス変化量は、FEP発泡絶縁ケーブルが4.3Ωであったのに対し、FEPレンコン芯絶縁ケーブルはわずか2.5Ωに留まり、SI性能が明らかに向上していることが分かります。

（左：発泡構造、右：レンコン芯構造）

448GやPCIe 7.0対応製品への移行、さらに将来の製品開発ニーズに応えるため、Amphenol社と新亜電子社の技術チームは、既存の単芯レンコン芯構造を基礎に、「二芯共押出レンコン芯構造」（下図参照）を新たに開発しました。すでに有望な進展を遂げ、特許出願も行っており、将来的にはさらに優れた総合性能で市場の期待に応えていきます。

結論として、Amphenol社と新亜電子社の技術チームが共同開発したレンコン芯構造の高速銅ケーブルは、従来の発泡プロセスから脱却することで業界の発展のボトルネックを打ち破りました。その独自のプロセス構造と卓越した技術性能により、高速銅ケーブル製造に新たな選択肢を提供し、顧客から高い評価を得ています。現在、このレンコン芯構造の高速銅ケーブルはPCIe関連製品で大規模な量産を実現しており、新技術の信頼性、安定性、そして量産における実現可能性が十分に証明されています。データセンターの急速な発展に伴い、高速銅ケーブルの需要はますます高まっており、レンコン芯構造ソリューションは業界全体の製造能力拡大に貢献し、物理発泡に代わるもう一つの主流技術となることが期待されます。