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吸波材在人工智慧應用上的解決方案

AI
人工智慧系統吸波材 EMI / RFI 解決方案
AI · Data Center · Edge

人工智慧(AI)技術正快速擴展至雲端資料中心、邊緣運算(Edge AI)、自駕車、智能製造、醫療診斷、智慧家庭與資安監控等領域。AI 系統仰賴高密度高速計算模組(CPU/GPU/ASIC)、高速記憶體(HBM/DDR)、高速傳輸介面(PCIe/CXL)、以及多頻無線通訊模組進行資料收集與推論,因此系統內存在大量電磁干擾(EMI)、射頻干擾(RFI)與功率雜訊(Switching Noise)。若電磁環境未妥善管理,不僅可能降低 AI 訊號處理效能,甚至造成推論錯誤、延遲上升或資料遺失,並無法通過 EMC 認證。因此,吸波材(Electromagnetic Absorber)在 AI 應用中扮演重要角色,可強化系統穩定性與可靠性。

一、AI 系統面臨的 EMI / RFI 挑戰

  1. 高密度、高速計算帶來多頻雜訊
    GPU、TPU、ASIC 等高切換頻率的運算加速器,會產生寬頻高頻 EMI,影響記憶體與高速介面。

  2. 高速記憶體/存取介面
    HBM、DDR5、GDDR 等高速走線易產生輻射並受串擾影響。

  3. 高速匯流排 / I/O
    PCIe 5/6、CXL、Ethernet 200G/400G/800G 傳輸密度大、易輻射。

  4. 邊緣人工智慧結構緊密
    小型邊緣 AI 系統整合多感測器,模組間距縮小導致近場耦合更強。

  5. 多通訊模組共存
    5G、Wi-Fi、BLE、UWB 等模組互相干擾。

若 EMI 未控制良好,可能造成:

  • 推論延遲增加

  • 模型運算不穩定

  • 記憶體崩潰或速度下降

  • 通訊中斷

  • 系統當機

二、吸波材原理與特性

吸波材透過磁性損耗與介電損耗機制,將電磁能量轉為熱能,達到抑制干擾目的。

特性

  • 寬頻吸收(MHz–GHz)

  • 可裁切、可局部補強

  • 薄型化(0.05–2mm)

  • 適用高密度模組

  • 可搭配散熱與結構設計
    非常適合 AI 裝置體積小、信號密集的特性。

常見吸波材種類

類型 特性
磁性吸波材 適用近場、低至中高頻
介電吸波材 高頻 RF 有效
複合吸波材 寬頻應用

三、吸波材在 AI 的應用解決方案

✅1. GPU / ASIC / TPU 運算模組降噪

吸波材可貼附於高功率處理器與周遭高速線路,可降低:

  • 高速 switching noise

  • 對記憶體與 I/O 串擾的影響

✅2. 高速記憶體(HBM/DDR)保護

吸波材配置於記憶體模組與連接處,可:

  • 減少串擾

  • 提升訊號完整性(SI/PI)

✅3. 高速介面(PCIe / CXL / Ethernet)抑制

高速介面易產生 EMI,吸波材可放置於:

  • 連接器

  • 晶片周圍
    可改善通訊穩定性與降低 Bit Error Rate。

✅4. 邊緣 AI 感測與通訊模組隔離

吸波材可提升:

  • 感測器精準度(IMU、ToF、Camera)

  • 天線訊號品質(5G、Wi-Fi、UWB)

確保關鍵行為辨識與定位可靠。

✅5. 電源系統(VRM / DC-DC)干擾抑制

Switching noise 若未抑制,會耦合至 AI 運算模組。吸波材可局部配置於:

  • VRM 區域

  • 電源線路
    提升供電穩定性。

✅6. 快速 EMC 除錯

吸波材可於設計後期補強,避免 PCB 重設,縮短開發時程。

四、導入效益

✔ 提升 AI 運算穩定度
✔ 降低 EMI 與 RFI,改善 SI/PI
✔ 改善推論速度與準確度
✔ 提升通訊品質,降低失連率
✔ 更容易通過 EMC 認證
✔ 可局部改善,降低成本
✔ 適合邊緣 AI 的小型化設計

五、結論

AI 設備因整合高密度計算、高速記憶體與多通訊模組,使 EMI 與 RFI 管理成為系統設計的關鍵。吸波材具備薄型、寬頻吸收、彈性配置與易整合等優點,可應用於 GPU/ASIC、HBM、PCIe/CXL、5G/Wi-Fi 天線、電源模組等關鍵位置,提升 AI 系統效能與穩定性。
在邊緣運算、資料中心與自主系統需求日益增加的趨勢下,吸波材將成為 AI 電磁管理不可或缺的解決方案技術,確保 AI 系統可靠運作與高速推論能力。