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在大數(shù)據(jù)和人工智能逐漸占據(jù)主流的時(shí)代，數(shù)據(jù)中心、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)、消費(fèi)電子等場(chǎng)景下的應(yīng)用設(shè)備持續(xù)性對(duì)數(shù)據(jù)處理速度和計(jì)算效率提出了更高的要求，數(shù)字化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)，這也使得高速互連技術(shù)日益彰顯出其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

▲圖源包圖網(wǎng)（連接器）

從人工智能迅速發(fā)展以及中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的角度來(lái)看，如今越來(lái)越多的應(yīng)用需要使用到巨大的GPU計(jì)算資源來(lái)處理和分析大量的數(shù)據(jù)。而單個(gè)GPU顯然無(wú)法完成復(fù)雜的訓(xùn)練任務(wù)，大規(guī)模GPU集群的需求增長(zhǎng)明顯——多個(gè)GPU聯(lián)合工作，甚至多臺(tái)服務(wù)器搭建集群進(jìn)行協(xié)同計(jì)算。這就要求GPU之間以及服務(wù)器之間能夠進(jìn)行高速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸交互，高速連接器作為實(shí)現(xiàn)設(shè)備連接與高速互連傳輸?shù)闹匾画h(huán)，其必要性凸顯出來(lái)。

大規(guī)模GPU集群，對(duì)連接器在信號(hào)密度、信號(hào)完整性、散熱和功耗等方面的性能要求更加嚴(yán)格。順應(yīng)人工智能與大數(shù)據(jù)的時(shí)代主流趨勢(shì)，這些挑戰(zhàn)已經(jīng)成為連接器行業(yè)的重要課題，我國(guó)連接器廠(chǎng)商不斷在高速互連技術(shù)領(lǐng)域發(fā)力，致力于推動(dòng)高速連接器迭代升級(jí)。

連接器要配合制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，自然就離不開(kāi)配套產(chǎn)業(yè)鏈的幫扶與支持。

12月月初，由中國(guó)計(jì)算機(jī)互連技術(shù)聯(lián)盟、深圳市連接器行業(yè)協(xié)會(huì)共同主辦的第三屆中國(guó)互連產(chǎn)業(yè)大會(huì)，聚焦“大數(shù)據(jù)與人工智能時(shí)代的高速互連技術(shù)”這一主題，為高速互連產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)了一場(chǎng)精彩絕倫的研討會(huì)。借此機(jī)會(huì)，《國(guó)際線(xiàn)纜與連接》與工業(yè)仿真技術(shù)廠(chǎng)商、加工設(shè)備廠(chǎng)商以及密封材料廠(chǎng)商的代表相互交流探討，共探高速互連產(chǎn)業(yè)中連接器的技術(shù)發(fā)展之路。

(本文采訪(fǎng)企業(yè)：深圳十灃科技有限公司、上海發(fā)那科智能機(jī)械有限公司、東莞市聚研硅膠科技有限公司)

工業(yè)仿真技術(shù)與連接器廠(chǎng)商的配合戰(zhàn)

連接器廠(chǎng)商要生產(chǎn)出高信號(hào)密度、高信號(hào)完整性、優(yōu)質(zhì)散熱和低功耗的連接器產(chǎn)品，需要投入大量的精力與成本。為提升研產(chǎn)效率、降低成本風(fēng)險(xiǎn)，連接器廠(chǎng)家與工業(yè)CAE仿真廠(chǎng)商強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。

工業(yè)軟件作為制造業(yè)信息化的核心，是制造業(yè)的軟實(shí)力，也是智能制造的關(guān)鍵支撐。作為工業(yè)軟件的重要組成部分， CAE仿真技術(shù)通過(guò)構(gòu)建虛擬環(huán)境，將實(shí)體工業(yè)中的重要物理場(chǎng)景等轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)模型，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬、分析和預(yù)測(cè)，以提高效率，降低風(fēng)險(xiǎn)。 隨著工業(yè)數(shù)字化不斷深化，CAE仿真技術(shù)的應(yīng)用正逐步覆蓋至工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)、制造、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期。

深圳十灃科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“十灃科技”)產(chǎn)品管理總監(jiān)施繼斌博士在第三屆中國(guó)互連產(chǎn)業(yè)大會(huì)的演講報(bào)告中提到，“工業(yè)軟件的本質(zhì)是將工業(yè)知識(shí)軟件化，將企業(yè)在產(chǎn)品的規(guī)劃、研發(fā)等全流程中的經(jīng)驗(yàn)沉淀融合在軟件系統(tǒng)中，用以提升企業(yè)全流程的工作效率。”

▲連接器領(lǐng)域CAE仿真案例

從連接器應(yīng)用端來(lái)看，在連接器設(shè)計(jì)過(guò)程中CAE仿真軟件能預(yù)見(jiàn)并解決可能出現(xiàn)的一些問(wèn)題，助力連接器廠(chǎng)商提升開(kāi)發(fā)效率，減少?zèng)Q策失誤，降低企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)與試錯(cuò)成本。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，CAE仿真軟件可以模擬分析不同連接器材料、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的散熱效果，以此幫助連接器工程師找到優(yōu)化連接器散熱性能的最佳設(shè)計(jì)方案。連接器終端應(yīng)用場(chǎng)景廣闊，工業(yè)CAE仿真軟件能夠提供針對(duì)性的解決方案，以滿(mǎn)足各種特定場(chǎng)景下對(duì)連接器的性能要求。

施繼斌博士向《國(guó)際線(xiàn)纜與連接》提到，“我國(guó)的工業(yè)軟件發(fā)展面臨著許多困難”，他打了個(gè)比方，“工業(yè)軟件是從工業(yè)土壤里生長(zhǎng)出來(lái)的樹(shù)苗，中國(guó)擁有著全世界最肥沃的土壤，我們應(yīng)該要生長(zhǎng)出最葳蕤的大樹(shù)。但現(xiàn)在的問(wèn)題就是，土壤養(yǎng)分我們有，但是‘外部的參天大樹(shù)’把陽(yáng)光遮住了，我們?cè)趭A縫中去伸展枝葉、去突出重圍，這其實(shí)是一件不容易的事情。”

在工業(yè)軟件的多種門(mén)類(lèi)中，CAE(計(jì)算機(jī)輔助工程)幾乎是難度最高的，它在軟件工程、物理場(chǎng)景的數(shù)學(xué)描述、以及工業(yè)知識(shí)的沉淀上，需要長(zhǎng)時(shí)間地投入大量的人力物力進(jìn)行積累。“目前國(guó)產(chǎn)CAE軟件行業(yè)在物理場(chǎng)景的數(shù)學(xué)描述和與工程實(shí)際場(chǎng)景的結(jié)合上比較欠缺，需要抓緊把這部分的短板給補(bǔ)起來(lái)”。

從市場(chǎng)層面上看，智研咨詢(xún)報(bào)告顯示，2022年，全球CAE行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約為105億美元，同比增長(zhǎng)17%，中國(guó)CAE軟件行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約為25.9億元，同比增長(zhǎng)18.8%。中國(guó)CAE軟件行業(yè)市場(chǎng)增速高于全球，但其國(guó)產(chǎn)化率僅為16.2%，國(guó)產(chǎn)CAE軟件仍然有著較大的進(jìn)步空間。

十灃科技立足于CAE軟件自主研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化、以數(shù)字化賦能為戰(zhàn)略定位，在破解國(guó)外先進(jìn)工業(yè)軟件技術(shù)壟斷與封鎖的同時(shí)，逐步建立相對(duì)于國(guó)外先進(jìn)軟件的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，最終實(shí)現(xiàn)技術(shù)與市場(chǎng)雙重超越，成為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的自主CAE仿真軟件、工程仿真云服務(wù)平臺(tái)、數(shù)字孿生系統(tǒng)等的提供方與技術(shù)服務(wù)商。

▲十灃科技的產(chǎn)品體系

傳統(tǒng)CAE、人工智能與數(shù)字孿生的融合發(fā)展和結(jié)合使用能夠提供更快速靈活多樣的仿真能力——提高分析和優(yōu)化的時(shí)效性和準(zhǔn)確性，在工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中加強(qiáng)現(xiàn)實(shí)互動(dòng)，提升自動(dòng)化能力和設(shè)計(jì)效率，滿(mǎn)足產(chǎn)品研發(fā)、制造、運(yùn)行和維護(hù)全生命周期的需求。十灃科技積極布局其中。

“連接器廠(chǎng)商對(duì)于這類(lèi)新技術(shù)有很強(qiáng)烈的需求。”施繼斌博士繼續(xù)補(bǔ)充，“目前，CAE軟件主要面向研發(fā)端應(yīng)用，像連接器產(chǎn)品的研發(fā)周期越來(lái)越短，我們仿真能力必須要跟上產(chǎn)品的演化周期才能發(fā)揮作用，這個(gè)時(shí)候就需要借助人工智能來(lái)加快仿真模擬的速度。結(jié)合CAE、人工智能與數(shù)字孿生技術(shù)能夠協(xié)同實(shí)現(xiàn)連接器的智能化運(yùn)行和維護(hù)，大幅降低全生命周期成本。”

▲工業(yè)仿真軟件、數(shù)字孿生與人工智能的融合發(fā)展

全電動(dòng)注塑機(jī)助力提升連接器廠(chǎng)商的硬件配置

隨著“中國(guó)制造2025”的提出，中國(guó)制造產(chǎn)業(yè)升級(jí)驅(qū)動(dòng)3C電子、醫(yī)療設(shè)備、航空航天、汽車(chē)裝備、通訊基站等制造終端對(duì)連接器這類(lèi)零部件要求提高，在高速互連領(lǐng)域，連接器愈加朝著精密化、輕量化、集成化方向發(fā)展。這意味著注塑機(jī)需要具備更高的注射精度和控制能力，此外，還需具備多腔、多射出點(diǎn)和復(fù)雜模具的處理能力，以此來(lái)滿(mǎn)足連接器的生產(chǎn)要求。

▲發(fā)那科注塑機(jī)產(chǎn)品圖

連接器的原材料主要為銅材與塑料，其中銅材構(gòu)成接觸件，塑料構(gòu)成屏蔽件或絕緣保護(hù)殼。而注塑機(jī)便是對(duì)應(yīng)連接器的塑料材料應(yīng)用的加工環(huán)節(jié)，對(duì)于多數(shù)連接器廠(chǎng)商而言，是必備的加工設(shè)備。其工作原理主要基于塑料的熱加工特性和金屬的熔融壓鑄成型原理，將熱塑性塑料或熱固性塑料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品。

上海發(fā)那科智能機(jī)械有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“上海發(fā)那科”)注塑機(jī)營(yíng)銷(xiāo)部技術(shù)支持部部長(zhǎng)許賢哲先生向《國(guó)際線(xiàn)纜與連接》舉了個(gè)例子，“高速互連技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了DDR 5連接器，它和DDR 4連接器或以前的DDR連接器相比，尺寸是一樣的。但DDR 5連接器里面的插針孔變成了288個(gè)，大大翻倍了。間隙不變的情況下，插針孔越多，孔與孔之間的間隙便越窄，要讓塑料材料順利流進(jìn)去的話(huà)，對(duì)注塑機(jī)設(shè)備的速度、壓力提出的要求都會(huì)大大提高。”

▲發(fā)那科雙色注塑機(jī)產(chǎn)品圖

根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式，注塑機(jī)類(lèi)型可分為液壓式、全電動(dòng)式和電液混合式三大類(lèi)。

終端需求帶動(dòng)上游注塑加工設(shè)備朝著高速度、高精度、高穩(wěn)定性的方向前進(jìn)，這便使得全電動(dòng)注塑機(jī)前景廣闊。恒州博智統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，2022年全球全電動(dòng)注塑機(jī)械市場(chǎng)銷(xiāo)售額達(dá)到了43.85億美元，預(yù)計(jì)到2029年全電動(dòng)注塑機(jī)械市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到67.66億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為5.5%。

相較于液壓式注塑機(jī)，全電動(dòng)注塑機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有更高的響應(yīng)速度和精確的控制能力，循環(huán)時(shí)間更快，生產(chǎn)效率更高。此外，相比液壓式注塑機(jī)，全電動(dòng)注塑機(jī)的電機(jī)運(yùn)行更為平穩(wěn)，噪音和振動(dòng)較低，對(duì)減輕生產(chǎn)車(chē)間噪音負(fù)擔(dān)起著積極作用。

目前，德國(guó)、日本以及部分北美國(guó)家的全電動(dòng)注塑機(jī)在注塑機(jī)械市場(chǎng)上占據(jù)話(huà)語(yǔ)權(quán)與優(yōu)勢(shì)，這也得益于他們從上個(gè)世紀(jì)八十年代延續(xù)至今的電動(dòng)注塑機(jī)研產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，而國(guó)產(chǎn)全電動(dòng)注塑機(jī)的發(fā)展才剛剛開(kāi)始。

許賢哲表示，上海發(fā)那科目前專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)著名全電動(dòng)注塑機(jī)國(guó)際廠(chǎng)商日本發(fā)那科公司的中國(guó)訂單。“我們?cè)趪?guó)內(nèi)售賣(mài)設(shè)備的同時(shí)，也在提供發(fā)那科的服務(wù)與技術(shù)。關(guān)于技術(shù)這部分，我們肯定是要積極主動(dòng)去了解下游端客戶(hù)的需求，然后反饋到日本發(fā)那科，日本發(fā)那科那邊會(huì)采納我們的建議從而把這個(gè)設(shè)備做得更落地一些。”《國(guó)際線(xiàn)纜與連接》了解到，國(guó)內(nèi)多家車(chē)載類(lèi)連接器、儲(chǔ)能類(lèi)連接器、通信類(lèi)連接器廠(chǎng)商的生產(chǎn)車(chē)間都配備了發(fā)那科全電動(dòng)注塑機(jī)設(shè)備作為生產(chǎn)硬件配置。

“其實(shí)，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在都在往全電動(dòng)發(fā)力，現(xiàn)在不單單是國(guó)外的品牌一直在升級(jí)迭代，國(guó)內(nèi)原先做液壓注塑機(jī)的廠(chǎng)家基本上都在往全電動(dòng)這塊走。”

許賢哲坦言，液壓式注塑機(jī)的工作耗電量比全電動(dòng)注塑機(jī)高出了一倍甚至是兩倍，而且液壓油會(huì)在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生泄漏或揮發(fā)，甚至可能會(huì)對(duì)連接器產(chǎn)品本身產(chǎn)生一些污染。全電動(dòng)注塑機(jī)減少了能源消耗和環(huán)境污染，迎合了綠色制造的主旋律。

硅膠材料優(yōu)化連接器產(chǎn)品密封性能

高速互連技術(shù)對(duì)連接器的密封屬性也有一定的要求，密封技術(shù)的重要性彰顯。

所謂密封技術(shù)指的便是利用特殊的密封材料保護(hù)連接器的電氣連接部分，防止外部水、塵等異物的侵入，以免影響高速互連的性能和可靠性。連接器膠芯正是提升連接器密封性能的不二之選，它不僅能滿(mǎn)足連接器的密封要求，隔離和保護(hù)導(dǎo)電部分，還能幫助連接器提升屏蔽干擾信號(hào)的性能，確保連接器的安全性和穩(wěn)定性。

東莞市聚研硅膠科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“聚研硅膠”)向《國(guó)際線(xiàn)纜與連接》分享了連接器膠芯產(chǎn)品定制過(guò)程中一些重要的環(huán)節(jié)：客戶(hù)產(chǎn)品的使用場(chǎng)景及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)審與確認(rèn);完整識(shí)別客戶(hù)產(chǎn)品功能需求信息，匹配合適地膠芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料;樣件與量產(chǎn)件的環(huán)境測(cè)試及極限實(shí)驗(yàn)過(guò)程的對(duì)標(biāo);工藝設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化與過(guò)程管控的嚴(yán)謹(jǐn)性等。

▲聚研硅膠應(yīng)用案例圖

在連接器和線(xiàn)束密封解決方案上，我國(guó)目前有一些較為前沿的橡膠材料研發(fā)。例如，具有良好的耐熱及耐老化性能以及寬溫性能的硅橡膠連接器密封技術(shù);為新能源汽車(chē)連接器密封量身定制的固體和液體滲油硅橡膠等。

《國(guó)際線(xiàn)纜與連接》了解到，聚研硅膠根據(jù)連接器行業(yè)的不同應(yīng)用場(chǎng)景特點(diǎn)，通過(guò)無(wú)毛邊精密模具技術(shù)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，改善了膠芯密封類(lèi)硅膠制品的生產(chǎn)工藝性及不同應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)用型等;并針對(duì)性地開(kāi)發(fā)出符合行業(yè)最高標(biāo)準(zhǔn)的固體自潤(rùn)滑和非自潤(rùn)滑材料配方、液體自滑和非自潤(rùn)滑兩大類(lèi)別四個(gè)系列的配方材料，為連接器廠(chǎng)商解決了密封難題。

在具體應(yīng)用上，聚研硅膠研產(chǎn)的新能源汽車(chē)連接器密封件取得優(yōu)質(zhì)成果，聚研硅膠首創(chuàng)了高抗撕、抗變形技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在225℃/70H測(cè)試條件下的耐熱老化測(cè)試，同比國(guó)內(nèi)外同行業(yè)把壓縮永久變形參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)提升至8%，并實(shí)現(xiàn)連接器硅膠密封件撕裂強(qiáng)度10Kn/m、100%定伸強(qiáng)度1Mpa的機(jī)械性能特殊要求等。

在連接器密封的技術(shù)發(fā)展上，膠芯密封類(lèi)廠(chǎng)商一直走在路上。

【小結(jié)】

要迎著高速互連的產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)走，連接器行業(yè)需要攻克的技術(shù)難題還有很多。在此過(guò)程中，連接器行業(yè)需要也有必要同上游產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同合作，發(fā)揮“1+1>2”的配合優(yōu)勢(shì)~《國(guó)際線(xiàn)纜與連接》未來(lái)也將持續(xù)對(duì)話(huà)連接器上下游產(chǎn)業(yè)鏈，共同探查連接器行業(yè)前行之路。