今年光博會,Credo牽頭的Hiwire的一個多源協議對無氧銅這個線材聊的很熱鬧,Hiwire的思路是用AEC來替代AOC
A,是有源Active
C,是Cable,線纜
E,electronic,是用電,O,Optical,是用光。
AOC是有源光纜,倆模塊之間的信號傳輸介質是光纖,AEC是倆模塊之間的線纜用金屬。
無氧銅這種金屬,就是用來傳輸AEC 400G倆模塊之間的信號傳輸介質。
銅,咱們理解,那為什麼需要無氧?
咱們用的便宜的電線,所謂的銅線,很多時候是銅的合金,合金的機械強度比較大,我們摸起來比較硬。
黃色的一般是銅鋅合金,青色的一般是銅錫合金,幾千年前的青銅器就是銅錫合金。
但是合金銅,阻抗很大,高頻信號的衰減是更厲害。
相對好一點的方案,是選擇全銅,可以提升一些高頻性能。全銅是在合金銅外鍍一層無氧銅。
因為高頻信號,交變的電場產生磁場,而磁場反過來對電場產生作用力。這使得高頻時,電流積聚在線纜的表層,俗稱趨膚效應。表層為什麼鍍無氧銅,一會兒聊。
比全銅更好一些的是純銅,銅原子的比例佔據99.9xxx%,這種純銅呈現的顏色是紫紅色,也叫紫銅。
純度高,比非純銅的金屬線,信號損耗大大降低,但內部依然有一些雜質,這些雜質中胎、鐵等等對信號依然產生衰減,降低電導率。
另外,純銅中含有少量的氧分子。純銅已經在產生晶體聚集的現象,是一種多晶態,單個小區域內的原子呈現規則排列,多晶的晶界會和氧分子生成一種氧化亞銅
氧化亞銅遇到氫,或者一氧化碳,產生氣體。金屬電線內部有氣體存在,那就是咔嚓斷裂唄。
提高銅的純度,目的是降低信號傳輸的損耗,但是形成多晶態,晶界由於氧分子的存在而產生氣體,導致「氫脆」
這就有了無氧銅這個概念。既可以高頻低損耗,又能保持一定的韌性和強度。
雖然無氧銅已經是很好的選擇了,但是多晶的晶界,對信號也會產生一些損耗。在更高頻的應用中,人類還是想進一步找到損耗更低的選擇。
這個無氧純銅,雜質也降低到5N、7N啥的,N是英文Nine的意思,7N是指純度99.99999%,7個9,雜質很少,它引起的損耗已經極低
無氧銅目前的多晶態的晶界產生的微弱反射,現在也浮出水面。再繼續優化,就把多晶態改成單晶態,不讓它有產生反射的晶界出現,所有的銅原子只有一種排列規則,叫單晶銅。