---
title: SerDes
slug: serdes
date: '2026-08-17'
updated: '2026-08-17'
summary: >-
  把**并行数据**与**高速串行数据**相互转换的接口电路，是交换芯片和XPU（GPU/NPU）之间、AI服务器内部互连的**物理层基石**，直接驱动覆铜板材料向低介电损耗持续升级。
category: 光互联
tags:
  - SerDes
  - 高速串行接口
  - 112G
  - 224G
  - PAM4
  - 光互联
  - term
aliases:
  - S
  - e
  - r
  - D
  - s
  - ','
  - ' '
  - i
  - a
  - l
  - z
  - /
  - 串
  - 行
  - 解
  - 器
  - SerDes
draft: false
batch: 3
faq:
  - question: SerDes 与「- **SerDes** 升级」的关系是什么？
    answer: >-
      - **SerDes** 升级 → 驱动 [低介电损耗](/wiki/low-dielectric-loss/)
      [覆铜板](/wiki/copper-clad-laminate/)升级。
  - question: 'SerDes 与「- **SerDes** + [M9](」的关系是什么？'
    answer: '- **SerDes** + [M9](/wiki/m9/) → [AI服务器](/wiki/ai-server/) 224G 互连。'
  - question: 'SerDes 与「- **SerDes** + [800G](」的关系是什么？'
    answer: '- **SerDes** + [800G](/wiki/800g/) / [1.6T](/wiki/1-6t/) → AI集群网络。'
  - question: SerDes 与「- **SerDes** 速率代际」的关系是什么？
    answer: >-
      - **SerDes** 速率代际 → 推动 CCL/PP 树脂从环氧向 [PPO](/wiki/ppo/) / [MPI](/wiki/mpi/)
      迁移。
---

# SerDes（Serializer/Deserializer）

把**并行数据**与**高速串行数据**相互转换的接口电路，是[交换芯片](/wiki/switch-chip/)和[XPU](/wiki/xpu/)（GPU/NPU）之间、AI服务器内部互连的**物理层基石**，直接驱动[覆铜板](/wiki/copper-clad-laminate/)材料向[低介电损耗](/wiki/low-dielectric-loss/)持续升级。

## 工作原理

```
[XPU](/wiki/xpu/) / [交换芯片](/wiki/switch-chip/) 内部
       │
       │  宽总线（数百bit、低速）
       ▼
   ┌──────────┐
   │ SerDes   │  ← 串行化/解串 + 编解码（PAM4/NRZ）+ 均衡（CTLE/FFE/DFE）
   └──────────┘
       │
       │  差分对（1-2对、56/112/224 Gbps）
       ▼
   通道（PCB走线 / 铜缆 / 光模块）
       │
       ▼
   对端 SerDes（解串 → 恢复并行数据）
```

**核心子功能**：
- 串行化/解串（Ser/Deser）
- 调制编码：NRZ → PAM4 → PAM6/8 演进
- 信号均衡：TX FFE / RX CTLE / DFE（补偿通道损耗）
- 时钟数据恢复（CDR）
- 链路训练（Link Training）

## 速率演进与代际

| 代际 | 单通道速率 | 调制 | 典型场景 | 对材料要求 |
|------|-----------|------|----------|-----------|
| 28G | 28 Gbps | NRZ | 100G以太网、PCIe 4.0 | Df<0.01 |
| 56G | 56 Gbps | PAM4 | 200G/400G、PCIe 5.0 | Df<0.005 |
| **112G** | 112 Gbps | PAM4 | **[800G](/wiki/800g/)、PCIe 6.0、AI服务器当前主流** | Df<0.003 |
| **224G** | 224 Gbps | PAM6/PAM4 | **[1.6T](/wiki/1-6t/)、下一代AI集群** | **Df<0.002** |
| 448G | 448 Gbps | PAM4/16 | 3.2T、2028+ 预研 | Df<0.0015 + 光互联 |

> [!NOTE]
> 行业对 SerDes 代际通常以"每通道 Gbps 速率"简称：56G SerDes、112G SerDes、224G SerDes。

## 为何驱动CCL材料升级

```
SerDes速率提升 → 信号奈奎斯特频率翻倍
  └── 112G PAM4：奈奎斯特 ~28 GHz
        └── 224G PAM4：奈奎斯特 ~56 GHz
              └── 通道插入损耗（ILD）按 √f 上升
                    └── Df越高，信号衰减越严重
                          └── 误码率（BER）超阈值
                                └── 必须降低CCL的Df

Df预算（典型长背板，1m）：
  28G NRZ  : ILD ≤ 15 dB  → 普通FR-4
  56G PAM4 : ILD ≤ 10 dB  → 中Tg低损耗FR-4
  112G PAM4: ILD ≤ 6 dB   → 高Tg低损耗CCL（Df<0.003）
  224G PAM4: ILD ≤ 3 dB   → **[M9](/wiki/m9/)级别，Df<0.0015**
  448G     : ILD ≤ 1.5 dB → 光互联/CPO（PCB无法满足）
```

## 在AI服务器中的位置

```
[AI服务器](/wiki/ai-server/) 内部互连：
  [XPU](/wiki/xpu/) (GPU) ←112G/224G SerDes→ NVSwitch/板内交换芯片
    ├── 板内：PCB走线，依赖[低介电损耗](/wiki/low-dielectric-loss/)[覆铜板](/wiki/copper-clad-laminate/)+HVLP[铜箔](/wiki/copper-foil/)
    ├── 板间：铜缆/PCB背板
    └── 整机间：[可插拔光模块](/wiki/pluggable-optical-module/)（OSFP/QSFP-DD）→ 走[光芯片](/wiki/optical-chip/)

交换机之间：
  [交换芯片](/wiki/switch-chip/) ←112G/224G SerDes→ 前面板
    └── 走[800G](/wiki/800g/)/[1.6T](/wiki/1-6t/)光模块 → 跨机柜/跨Pod
```

代际对应：

| 平台 | SerDes代际 | 主流CCL | 代表芯片 |
|------|----------|---------|---------|
| NVIDIA H100 | 112G（NVLink 4） | M7/M8级 | Hopper |
| NVIDIA B100/B200 | 112G → 224G过渡 | M8/M9级 | Blackwell |
| NVIDIA 下一代 | 224G | **[M9](/wiki/m9/)级** | Rubin（2026+） |
| Broadcom Tomahawk 5 | 102.4T / 64×112G SerDes | M7/M8 | 51.2T交换芯片 |
| Broadcom Tomahawk 6 | 102.4T / 256×112G | M8 | 102.4T（2024） |
| 下一代交换芯片 | 102.4T→204.8T，256×224G | **M9** | 2026-2027 |

## PCB材料需求的传导链

```
SerDes 升级（112G → 224G → 448G）
  └── 通道损耗预算收紧
        └── CCL/PP 的 Dk/Df 须进一步降低
              ├── 树脂：环氧 → 改性环氧 → [PPO](/wiki/ppo/) / [MPI](/wiki/mpi/) / LCP
              ├── 增强：普通E-Glass → 低损耗E-Glass → [NE-Glass](/wiki/ne-glass/)
              └── [铜箔](/wiki/copper-foil/)：RTF → VLP → [HVLP](/wiki/hvlp/)（低粗糙度）
                    └── 整体DF<0.0015 → [M9](/wiki/m9/)级 → [覆铜板](/wiki/copper-clad-laminate/)高端牌号
                          └── [18层以上多层板](/wiki/18-layer-multilayer-pcb/)成为AI服务器刚需
```

## 关键挑战

| 挑战 | 解决方向 |
|------|----------|
| 通道损耗 | 更高Df→更低Df的CCL；低粗糙度HVLP铜箔 |
| 反射/阻抗不连续 | 严格控制走线几何、玻纤效应（glass-weave skew） |
| 串扰 | 差分对耦合、层压对称 |
| 回流焊可靠性 | 高Tg树脂（≥170°C）+ 多次回流焊 |
| 448G+ PCB极限 | 进入[CPO](/wiki/cpo/)/光互连领域，PCB本身让位 |

## 核心关系

- **SerDes** ⊂ [交换芯片](/wiki/switch-chip/) / [XPU](/wiki/xpu/) 物理层
- **SerDes** 升级 → 驱动 [低介电损耗](/wiki/low-dielectric-loss/) [覆铜板](/wiki/copper-clad-laminate/)升级
- **SerDes** + [M9](/wiki/m9/) → [AI服务器](/wiki/ai-server/) 224G 互连
- **SerDes** + [800G](/wiki/800g/) / [1.6T](/wiki/1-6t/) → AI集群网络
- **SerDes** 速率代际 → 推动 CCL/PP 树脂从环氧向 [PPO](/wiki/ppo/) / [MPI](/wiki/mpi/) 迁移
- **SerDes** 448G 极限 → 触发 [CPO](/wiki/cpo/) 全面替代