线缆行业的“高速”与“高频”差异

在线缆行业的定义里面，入门的工程师经常将“高速”与“高频”混用，狭隘的定义USB，HDMI等消费类产品为高频，而高速铜缆就被动的分为了高速，其实这种定义是错误的理解，线缆行业的“高速”与“高频”是两条截然不同的技术脉络。前者是数字世界里对“快慢”的描述，后者是模拟世界里对“高低”的度量；二者既非简单包含，也不完全对立，而是在电磁场的同一套物理法则下，以不同侧重点与手段，共同决定着信号能否从发送端完好抵达接收端，下文将用更多细节把这条“看似平行、实则交汇”的脉络展开。

深入解读

所谓高速信号，关键参数不是重复频率，而是上升沿——当边沿陡峭到传输延迟已不可忽略，信号在铜线上表现出“波”的特性，反射、串扰、地弹便接踵而至。此时哪怕时钟只有几十兆赫，只要上升时间压到百皮秒级，就必须按“高速”规则处置：阻抗受控的差分对、等长布线、端接电阻、眼图测试，一整套方法论只为保证比特按既定节奏开合。换句话说，高速信号关心的是“形状”与“到达时刻”，怕的是码间干扰导致误码，而不是载波本身跑得多远。以当前主流的服务器背板为例，PCIe 5.0 的数据率 32 GT/s 对应奈奎斯特频率 16 GHz，但芯片输出端上升时间仅 20 ps 左右。如此陡峭的边沿意味着第五次谐波已逼近 80 GHz，趋肤深度只剩 220 nm——铜箔表面粗糙度若超过 1 μm，就会像砂纸一样把电流“刮”成锯齿状，额外增加 0.3 dB/inch 的导体损耗。DesignCon 2024 的一篇论文因此提出“无玻纤＋改性PPO树脂”方案，把传统FR-4 1.8 dB/inch 的56GHz插入损耗硬生生砍到1.4 dB/inch，才让224Gbps PAM4 信号在30cm背板上仍能保持 0.25 UI 的水平眼宽。

1. 高速线缆

· 本质是数字问题：高速线缆传输的是数字脉冲信号（0和1）。所谓“高速”，并非指信号频率绝对值的“高”，而是指数字脉冲的上升/下降时间非常短。