高速（sù）先生成員--黃剛

做過（guò）PCB-layout的朋友都知道，在真正進入PCB布（bù）局布線之前，往往有一個東西是要首先確定下來的，那就是疊層設計。Chris和很多工程師朋友們聊過天，Chris一來就會問很尖銳的問題（tí），你（nǐ）們的PCB布局布線（xiàn）能力非常厲害，但是你們當中有多少人是自己一手一腳的進行疊（dié）層設（shè）計的呢（ne）？

不能說沒有，但（dàn）是的確占得比例不多。為什（shí）麽呢？原因也（yě）很簡單，大部分的PCB工程師朋（péng）友更關心器件怎麽布（bù）局，走線（xiàn）能（néng）不能走出來。對於疊層設計來說，他們最關心的就是多少層，至於你問他們線寬需要多少mil，在他們能保證有空間走的情況下，我相（xiàng）信他們是不會（huì）care你是4mil還是6mil的（de）。。。

對啊！如（rú）果（guǒ）設計工程師都不關心線寬的話，那誰關心呢？這個時候我們SI就真的要跳（tiào）出來了，沒錯，我們會關心的更多！

為什麽呢？這就要從PCB疊層設計需要不就提到了我們點講（jiǎng）起了：

1， 需要幾個走線層、地平麵、電源層？加起來就是總的層數了。其中需要考慮的細節是走線需要幾（jǐ）層出線，地平（píng）麵對應有（yǒu）幾個，電源需要幾Oz的銅和需要多少層；

2， PCB板的總厚度有沒有要（yào）求？像一些主要協議和接（jiē）口（kǒu）規範的約（yuē）束，例如（rú）1.6mm的金手指板卡等（děng）；

3， PCB板裏麵的高速信號速率是多（duō）少？不同速率的高速（sù）協議允許的損耗值不同（tóng），損耗值不同就意味著板上高速線的走線長度不同，這就涉及（jí）到了需要用什麽等級的板材和通過線寬來衡量單位長度的損耗值；

線寬！！！這不就提到了我們這篇文章要講的線寬了嘛。我們知（zhī）道，高速信號一（yī）般走在內層（céng），結構（gòu）就是上麵分（fèn）別被（bèi）pp和core包裹的，如（rú）下所示：

除了電源（yuán）層之外，需要幾個（gè）高速（sù）走線層，其實就（jiù）是在算需要幾個上麵（miàn）這樣的結構。上麵（miàn）的結構其（qí）實（shí）就（jiù）需要我們去定義線寬和pp/core的厚度了。

首先（xiān）我們先說說線寬，因為在板材一定的情況下，它決定（dìng）了我（wǒ）們單位長度走線（xiàn）的損耗值。然後我們（men）再說說pp和core的厚度（dù），它們又反過來決定了線寬（kuān），因為在一定的阻抗（kàng）控（kòng）製下，pp和（hé）core的厚度定下（xià）來，線寬也就定了。一句話，他們之間是互相影響也互相關聯！

Chris在這篇文章中用一（yī）個M7級別的pp和core的（de）組合（hé），來看看控製同樣的93歐姆阻抗下（56G以上高速信號主流差分阻抗）不同線寬（kuān）的損耗值變化（huà）趨勢（shì），看完了大家就明白Chris這篇文章（zhāng）的意思了。

在控製93歐姆（mǔ）的前提下，我（wǒ）們分別調整pp和core的厚度（dù）來控製線寬分別（bié）從3mil到8mil的變化，下表給出了從3mil到8mil時的pp和core的（de）厚度：

然後我們（men）再給出不（bú）同線寬下（xià）的單位inch長度的損耗結（jié）果，從3mil到8mil的損耗曲線如下所示：

從上圖的結（jié）果看看，我們當然知道，線寬（kuān）越寬損耗越小，但是如果要說，從3mil一直到8mil線寬變化時損耗（hào）變化比例的話，大家會（huì）看到平時不太關注的一些東西。首先我們還是以表格的形式直觀的列出不同線寬對（duì）應在14GHz和28GHz（分別對應56Gbps和112Gbps的基頻）的損耗結果。

好吧，Chris這個時候可（kě）以回答下標題的問題了，為什（shí）麽說線寬在5mil左右時（shí）性價比最高呢？我們首先從損耗的角度看看從3mil到8mil時，線寬每減小（xiǎo）1mil，損耗增加的比（bǐ）例是怎麽（me）樣的（de）。

先（xiān）看（kàn）看14GHz時，如下所示：

8mil到7mil：損耗0.51dB→0.56 dB：增加9.80% 

7mil到6mil：損耗（hào）0.56 dB→0.62 dB：增加10.71% 

6mil到5mil：損耗0.62 dB→0.69 dB：增加11.29% 

5mil到4mil：損耗0.69 dB→0.79 dB：增加14.49% 

4mil到（dào）3mil：損耗0.79 dB→0.97 dB：增加22.78%

再看看28GHz時，如下所（suǒ）示：

8mil到7mil：損耗0.87dB→0.93 dB：增加6.9% 

7mil到6mil：損耗0.93 dB→1.03 dB：增加（jiā）10.75% 

6mil到5mil：損耗1.03 dB→1.14 dB：增加10.68% 

5mil到4mil：損耗1.14dB→1.29dB：增加13.16% 

4mil到3mil：損耗1.29 dB→1.57dB：增加21.71%

從這個case的線寬-損耗變化趨勢看（kàn）， 5mil是一個分水嶺，線寬小於5mil之後的損耗增加量變（biàn）得飛快，而大（dà）於5mil之後，尤其到（dào）了7mil往上走的時候，由於線寬的增加導致的損（sǔn）耗的改（gǎi）善就越來越（yuè）小了。

另外我們（men）上麵的文章還展示了對應線寬下的pp和core的厚度變化，我們也大概（gài）來（lái）算算pp和core加起來的厚度隨（suí）不同線寬的變化量，如下所（suǒ）示：

3mil：core：2.5mil，PP：2.5mil      

4mil：core：3.5 mil，PP：3.3mil     線寬3mil→4mil：總厚度加1.8mil

5mil：core：4 mil，PP：4.2mil      線寬4mil→5 mil：總厚度加1.4mil

6mil：core：5 mil，PP：5.1mil      線（xiàn）寬5mil→6 mil：總厚度（dù）加1.9mil

7mil：core：6mil，PP：5.9mil       線寬6mil→7 mil：總厚度加1.8mil

8mil：core：7mil，PP：6.8mil       線寬7mil→8 mil：總厚度加1.9mil

那麽湊巧嗎（ma）？剛好也在5mil線寬時增加量和其他線寬的不同，其他線寬變化下增加的量都在1.8mil左（zuǒ）右（yòu），但是4mil到5mil變化時增加的量卻是最小的，隻有1.4mil。

什麽叫性價（jià）比呢？本文想表達的意思就是線寬的（de）不（bú）同，當然會導致損耗的不同， 導致疊層厚度的不同。從上述的（de）損耗和（hé）pp/core厚度和線寬的關聯性（xìng）驗證的（de）數據看，5mil線寬的損耗算是一個分水嶺（lǐng），小於5mil後損耗增加劇烈，大於5mil後損耗改善慢慢變小；如果從厚度（dù）的角（jiǎo）度看（kàn），5mil左右（yòu）線寬相對其他線寬也具有相對較小的厚度改變（biàn）量。

當然，不是說5mil線寬是每個項目的（de）黃金線寬哈，例如有的項目可（kě）能需要極小的損耗，那就隻能通過不斷增加線寬來實現（xiàn）了。或者（zhě）有的項目（mù）要求的疊層厚度很小，壓根不可能增加pp和core做到5mil線寬，我們也沒辦法勉強。Chris想說（shuō）的隻是一個疊層設計相對比較深層的（de）一種思路，就是如果（guǒ）沒有（yǒu）其他約束情況（kuàng）的話，把線寬設計到5mil時，加工（gōng）因素的一些影響，例如線寬需要change成4.8mil或者5.2mil，又或者pp和core的厚度略微調整個0.2-0.3mil的時候，5mil線寬這個性價比高的優勢（shì）就體現（xiàn）出來了，在上述參數的調整（zhěng）過程後，從損耗和阻抗變化來說（shuō），它（tā）一定會比其他線寬有更好的適應性，在抵禦加工因素變化時，能更好的（de）保持（chí）預期（qī）的效果哈！