助力高速连接器国产化 兴业合金分享选材要点

【哔哥哔特导读】抓住2024年行业最热风口，高速连接器国产化替代应该如何选择铜材？材料应用工程师分享干货知识。

2024年，连接器行业内最热的风口是什么?

信通院数据显示，2023年我国算力总规模达到230EFLOPS，位居全球第二，并且未来5年，我国算力中心服务市场还将以接近20%的复合增速持续增长。

富士康母公司鸿海表示：AI服务器占公司整体服务器营收比重超 40%。鸿海旗下的工业富联，半年报显示公司同比营收增长28.69%。其2023年的分红总额，更是达到百亿之多。

大洋彼岸的另一边，美国的数据中心和AI发展也给美国的能源公司提出了更高的要求，公用事业级发电量和用水量持续攀升。

▲美国公用事业级发电量持续攀升 图/美国能源信息署

AI的发展，让数据中心业务成为各大终端厂商关注的焦点，也让连接器行业获得了新的增长空间。

近日，在深圳市连接器行业协会主办的深圳市连接器行业协会会员大会暨产业与技术趋势大会上，兴业合金营销中心总监助理、材料应用工程师汪东亚进行了《AI服务器带来的铜合金材料变化》主题演讲，详细分享了AI发展的趋势，以及高性能铜合金的相应解决方案。

▲兴业合金营销中心总监助理、材料应用工程师汪东亚

01|AI发展助力连接器市场腾飞

目前，AI的应用已相当广泛，涉及医疗、智能办公、自动驾驶、语言、图形处理、计算、视觉、机器学习等多个领域。汪东亚提到：“从国家的十四五新一代AI发展规划中我们可以了解到，2030 年AI核心产业规模将突破万亿。同时要带动相关产业的规模将会超过10万亿元，市场潜力巨大。”

AI核心产业的发展最直接的受益者，便是数据中心业务的提供商，英伟达、鸿海等大厂在过去的数年时间里，都凭借着数据中心业务获得了业绩上的巨额提升。由此，行业内对于铜合金的需求量也急剧提升。汪东亚向在座的来宾展示了一项数据：

2024， AI服务器的铜合金用量达到2.2万吨左右;到2026年， AI服务器的铜需求量将会达到接近4万吨，其中包括铜镍硅合金、铬锆铜合金、磷青铜，紫铜、洋白铜、黄铜、铍铜等各种不同种类的铜材。

▲AI的发展对于铜材的要求 图/兴业合金

具体到铜合金和AI行业的关联，汪东亚表示，当前铜合金在AI硬件中，主要应用在引线框架、 VC均热板和连接器三大方面，具体要求亦有所不同：

• 引线框架要求铜材具有轻薄化、高强度的特点
• VC均热板要求铜材具有较好的抗高温软化性能和较低的热收缩率
• 连接器则要求铜材需要符合高强度、高导电率、低应力、折弯成型性能优异等特性。

02|AI服务器连接器有讲究

针对AI服务器的需求，汪东亚做了非常详细的解释说明： AI 终端具备高算力、大带宽、大规模，还有万物互联的特点，对连接器性能提出了高速、高频传输、低延时、低阻抗、低温升的要求，同时还有小型化的应用场景，低丢包率、高可靠度等。

▲AI的发展对于铜材的要求-连接器 图/兴业合金

因此，铜合金材料需要具备更高的机械性能、电气性能、优异的抗折弯性、成型性能，更好的热应力松弛性能、比较小的厚度公差，还有均匀的细精密结构，更细的表面糙度，更小的表面糙度，更低的残余应力等等。

汪东亚认为，在连接器的铜材选择上，主要需要考虑两方面的影响，一是正向力的影响，二是接触电阻。

在实际设计中，提高正向力有助于减小接触电阻，避免受到振动时，连接器出现电信号瞬断问题，但正向力也不宜过大，以免端子下压超过材料的弹性极限而产生松弛。由于材料的弹性极限与屈服强度呈正相关，因此在AI服务器高速连接器的实际选材中，铜材往往要具备较高的屈服强度。同时，又因为连接器的制造和使用场景各种因素的影响，相应的材料也需要具备较好的折弯性能和抗应力松弛性能。

在接触电阻方面，汪东亚提到：“接触电阻主要是由收缩电阻、膜层电阻和导体本身的电阻组成。在选材时要选择导电率高、表面洁净度较高、粗糙度较小且厚度均匀的材料。”

03|铜合金材料选型指南

具体的选材方面，《国际线缆与连接》曾经对高速连接器的国产化替代提出相应的展望。本次演讲中，汪东亚对兴业合金目前适用于高速连接器的产品线，进行了更为深入地解读。

依托于强大的研发实力，兴业合金有着健全的产品覆盖，已形成9大系列80余个合金牌号的产品。其中包括高强型合金、具备高强度和优越加工性的青铜系列、中等强度材料黄铜系列、中高强中导系列、中强中高导系列以及中强高导系列等。在其中，汪东亚重点介绍了3款适用于AI服务器高速连接器的合金材料：

▲兴业合金高性能铜合金产品分布图 图/兴业合金

• XYK-32：该合金材料为铜镍硅系合金，属于高强中导系列，可以与C7035媲美，其弹性模量可达到120Gpa，导电率可达40%以上，具有屈服强度高，抗应力松弛性能优异、折弯性能高的特点，适用于超薄的产品。
• XYK-36：该合金材料为铜铬镐系合金，属于中强高导系列，弹性模量可达到135Gpa，导电率可达80%以上，具有抗应力松弛性能优异、较好的抗疲劳性、高导电性、良好的抗高温软化性能，以及优秀的折弯性能。对比传统的磷青铜产品C5191，在强度相当的同时，导电性可达到C5191的5-6倍。
• XYK-41：该合金材料为多元复杂铜合金，由铜、锌、镍、锡等多种元素组成，弹性模量可达到120Gpa，导电率可达28%以上。对比C5191这样的磷青铜产品，材料强度相当的同时，其可以实现10%—15%的降本效果。

04|小结

当前，AI与数据中心业务需求的增加，为连接器企业带来了新的增长点，但与此同时，我们也关注到，先后有数百家中国高科技企业被列入出口管制实体清单。

在机遇与危机并存的大环境下，全链路自主可控成为国内该行业关注的重点，高速连接器的国产化替代更是重中之重。记者了解到，兴业合金XYK-32等型号的合金产品，已经能在通信设备、高端服务器等领域实现对外国产品的国产化替代。

▲兴业合金高速连接器铜合金带材

而兴业合金本次在大会上的分享，也给不少连接器厂商的选型提供了帮助，在上下游共同努力之下，国产高速连接器有望在国内和世界的舞台上，有着更大的发挥空间。

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