1. 引言

 外置SSD作為電腦高速存儲(chǔ)外設(shè)，傳輸速率是核心競(jìng)爭(zhēng)力——NVMe協(xié)議+PCIe 4.0接口的外置SSD，理論讀寫速度可達(dá)7000MB/s，但行業(yè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，因PCB設(shè)計(jì)不當(dāng)，多數(shù)產(chǎn)品實(shí)際速度僅2000~2500MB/s，且持續(xù)讀寫30分鐘后掉速超30%。某存儲(chǔ)廠商曾因PCIe信號(hào)完整性問(wèn)題，導(dǎo)致外置SSD讀寫速度僅2200MB/s，上市后市場(chǎng)反饋慘淡。外置SSD PCB需符合**PCIe 4.0 Base Specification**（PCI-SIG標(biāo)準(zhǔn)）與**NVMe 2.0協(xié)議**，信號(hào)傳輸速率需≥8GT/s，散熱需滿足持續(xù)讀寫無(wú)掉速。捷配深耕存儲(chǔ)PCB領(lǐng)域5年，累計(jì)交付100萬(wàn)+片外置SSD PCB，最高讀寫速度達(dá)3800MB/s，本文拆解PCIe 4.0布局、信號(hào)完整性優(yōu)化、散熱設(shè)計(jì)核心技術(shù)，助力存儲(chǔ)企業(yè)打造高速外置SSD。

2. 核心技術(shù)解析

3. 實(shí)操方案

3.1 PCIe 4.0 信號(hào)完整性設(shè)計(jì)

1. 差分對(duì)布局：PCIe 4.0 x4 差分對(duì)（TX0±、TX1±、RX0±、RX1±）采用 “等長(zhǎng)布線”，長(zhǎng)度差≤5mm，差分對(duì)間距≥3W（W 為線寬），線寬 0.2mm，線距 0.2mm，用捷配 PCB 設(shè)計(jì)軟件（JPE-SSD 4.0）自動(dòng)完成等長(zhǎng)匹配，符合PCIe 4.0 Base Specification 第 4.3 條款；
2. 阻抗控制：差分阻抗設(shè)為 100Ω±5%，使用 Altium Designer 阻抗計(jì)算器驗(yàn)證，基于 RO4835 基材（厚度 0.2mm），層間厚度 0.12mm，阻抗偏差控制在 ±3%；每批次首件用阻抗測(cè)試儀（JPE-Imp-500）測(cè)試，合格率≥99.5%；
3. 端接匹配：在主控芯片 PCIe 引腳處串聯(lián) 0Ω 電阻（用于調(diào)試），并聯(lián) 100Ω 差分端接電阻（精度 ±1%），端接電阻靠近引腳（≤3mm），避免信號(hào)反射，用示波器（JPE-Osc-1000，帶寬 16GHz）測(cè)試，眼圖高度≥0.4Vpp，符合 PCIe 4.0 信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 散熱與量產(chǎn)優(yōu)化

1. 散熱設(shè)計(jì)：主控芯片（如三星 PM9A1）下方 PCB 鋪設(shè)散熱銅層（面積≥10mm×10mm，銅厚 2oz），銅層與外殼之間粘貼導(dǎo)熱墊（厚度 0.5mm，導(dǎo)熱系數(shù)≥3W/(m?K)），按JEDEC JESD51-2 標(biāo)準(zhǔn)，持續(xù)讀寫 30 分鐘后，PCB 表面溫度≤55℃；
2. 電源電路設(shè)計(jì)：采用 “多相供電” 方案（4 相），電源管理芯片選用 TI TPS51200（效率≥95%），每相供電串聯(lián) 22μH 電感（TDK ALPS0630）+ 100μF 鉭電容（AVX TAJA107K025RNJ），電源紋波≤20mV（8GHz 頻段）；
3. 量產(chǎn)管控：NAND 閃存焊盤采用 “無(wú)鉛熱風(fēng)整平” 工藝，焊盤平整度≤0.03mm（用激光測(cè)厚儀 JPE-Laser-50 測(cè)試）；每批次抽檢 20 片，用 SSD 測(cè)試儀器（JPE-SSD-Test 3.0）測(cè)試，連續(xù)讀寫速度≥3500MB/s（讀?。?000MB/s（寫入），掉速率≤5%（30 分鐘持續(xù)讀寫）。