為什么下一代高速銅纜需要鐵氟龍發泡技術

在人工智能與萬物互聯的雙重驅動下，全球數據傳輸速率正經歷一場“超速進化”。AI大模型的參數規模突破萬億級，云計算與數據中心的流量呈指數級攀升，倒逼互連技術實現跨越式突破。當前，數據傳輸速率以“每三年翻四倍”的驚人速度迭代——從112G到224G僅需三年，而向448G的演進周期或將進一步縮短。這一速度遠超傳統互連技術的承載極限，信號衰減、能耗飆升、物理材料瓶頸等問題凸顯。故此鐵氟龍氟塑料發泡技術就應運而生，隨著各種電子產品的升級換代和不斷變革，“信號傳輸”類的線材要求線徑越來越小，在30~42AWG之間的高速傳輸線材中，絕緣已普遍使用鐵氟龍材料；而要在小的基礎上要求的更小或者信號傳輸速率更快，就要用到今天介紹的鐵氟龍發泡技術；下一代高速傳輸線纜技術，鐵氟龍發泡。

在高速銅纜中采用鐵氟龍發泡材料，主要是為了應對高頻信號傳輸對絕緣材料的嚴苛要求，其核心優勢體現在以下幾個方面：

1. 極低的介電損耗——對抗信號衰減

介電常數低：鐵氟龍發泡后，內部形成微小氣孔結構（空氣介電常數≈1），顯著降低整體介電常數（可降至1.3~1.5），遠低于未發泡的2.2。低介電常數能減少信號傳播延遲，提升傳輸速率。

損耗因子極小：鐵氟龍的損耗角正切值（tanδ）極低（發泡后可低至0.0005），高頻信號傳輸時能量損耗極低，避免信號畸變，尤其適合224G及以上速率的場景。

2. 穩定的阻抗控制——確保信號完整性

結構均勻性：發泡工藝通過精確控制氣泡分布，使絕緣層介電性能高度均勻，確保整條電纜的阻抗波動極小（如±1Ω以內），降低信號反射和串擾。

抗環境干擾：鐵氟龍發泡層對溫度、濕度變化不敏感，避免因環境波動導致阻抗失配，保障高速信號長期穩定傳輸。

3. 高頻性能優化——突破物理極限

趨膚效應適配：高頻信號集中在導體表面（趨膚效應），鐵氟龍發泡的薄層絕緣設計可減小導體外徑，降低線纜整體尺寸，同時減少集膚效應帶來的額外電阻。

衰減-帶寬平衡：發泡結構在高頻段（如40GHz以上）仍能保持低衰減特性，支持更寬頻帶，滿足未來速率升級需求（如向448G演進）。

4. 物理與化學穩定性——可靠性與耐久性

耐高溫：鐵氟龍可長期耐受-200°C至+260°C極端溫度，發泡后仍保持結構穩定，避免高溫導致絕緣層變形或介電性能劣化。

耐腐蝕：抗酸堿、抗氧化，適用于數據中心高密度布線或工業環境，延長線纜壽命。

機械強度：發泡結構在減輕重量的同時，仍具備良好抗壓和抗彎折性能，適應復雜布線場景。

鐵氟龍發泡技術發展及未來挑戰和替代方案

224G互連：在224Gbps的SerDes（串行解串器）系統中，鐵氟龍發泡銅纜被用于板間連接、光模塊接口等關鍵鏈路。

高速背板：數據中心交換機的背板布線采用發泡PTFE絕緣的同軸電纜，確保56G/112G PAM4信號的完整性。

車載以太網：新一代車載網絡（如車載以太網）依賴鐵氟龍發泡線纜抵抗振動、溫度變化對信號的影響。

未來挑戰與替代方案

成本壓力：鐵氟龍材料及發泡工藝成本較高，特別是押出設備（）；目前出貨鐵氟龍發泡設備到中國的設備廠商主要有意大利的羅森泰和瑞士麥拉菲爾，剛開始主要的應用場景是CMP的網線生產和發泡醫療線，后來隨著高速銅纜的高速發展，開始往224G以上的方案生產，國內數量不多，設備價值都在1500萬元左右。經過多年的生產實踐證明，節省材料和提高高頻性能穩定性的效果非常顯著，為了滿足日益增加的安全性能要求，氟塑料發泡的材料范圍也越來越擴大，越來越多的防火性能國和高頻性能優越的材料涌現，如發泡PFA、發泡ETFE等氟塑料，可以滿足各種電纜線芯的制造和不同耐溫等級的要求，也有部分材料廠商正探索混合材料或硅基集成方案。

更高頻需求：800G/1.6T傳輸可能轉向光電共封裝（CPO），但銅纜在中短距場景仍依賴鐵氟龍發泡技術持續優化。

鐵氟龍發泡通過“低損耗介質+結構創新”，成為高速銅纜突破速率瓶頸的核心工藝，其性能直接決定了數據傳輸的穩定性與未來可擴展性。目前國內部分產商采用微孔PTFE繞包工藝來達成發泡的效果為主，這種工藝的生產速度0.8~1.5M/MIN，而且實際換算的發泡度只有不到10%~20%；不適用于未來批量應用場景的需求，隨著部分高速產品的定義將絕緣要求的介質損耗角更加嚴苛，傳統的FEP已經無法達成高頻和外徑的要求，我們認為來來要求鐵氟龍發泡的線會多起來,特別224Gbps的SerDes（串行解串器）系統中.所以我們認為將來鐵氟龍發泡的擠出生產設備是個趨勢之一。據我們了解國外電線電纜廠家有此設備的生產廠家也不多，而國內的設備生產廠家沒有一家進入實際應用，材料部分，目前大金，杜邦已經推出多款鐵氟龍系列發泡材料。

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