Rozmowa o sprzęcie dla sztucznej inteligencji zwykle kończy się na procesorach Nvidii, fabrykach TSMC i pamięci HBM. Każdy z tych elementów trzeba jednak połączyć z zasilaniem, siecią, pozostałą pamięcią i innymi podzespołami.
Służy do tego PCB, czyli płytka drukowana. Jest obecna w module pamięci, karcie z procesorem, płycie serwera, przełączniku sieciowym i systemie zasilania. Bez odpowiednich płytek nawet dostępne procesory i kości pamięci pozostają zestawem oddzielnych części (1, 2).
Co znajduje się na zielonej płytce
PCB składa się z warstw materiału izolacyjnego oraz cienkich ścieżek miedzianych. Ścieżki przenoszą dane i energię między zamontowanymi elementami.
Na płytce mogą znaleźć się:
– procesory,
– kości pamięci,
– układy sterujące zasilaniem,
– złącza sieciowe,
– kondensatory i rezystory,
– czujniki temperatury,
– elementy odpowiadające za komunikację z innymi urządzeniami.
W prostym urządzeniu wystarcza kilka warstw. Sprzęt dla centrów danych wymaga gęstszego układu połączeń, dokładniejszego prowadzenia sygnałów i materiałów ograniczających straty podczas przesyłania danych z bardzo dużą prędkością.
Błąd szerokości ścieżki, odległości między przewodami albo jakości połączenia może powodować zakłócenia, przegrzewanie lub niestabilną pracę całego systemu.
Zielony kolor jest warstwą ochronną
Właściwe połączenia powstają z miedzi. Zielona powierzchnia to zwykle maska lutownicza, czyli warstwa polimeru nakładana na płytkę.
Chroni ona miedziane ścieżki przed wilgocią, utlenianiem i przypadkowym kontaktem z lutem. Pomaga też uniknąć połączenia sąsiednich punktów podczas montowania elementów (3).
PCB mogą być czerwone, niebieskie, czarne albo białe. Zieleń przyjęła się w produkcji, ponieważ daje dobry kontrast między ścieżkami, punktami lutowniczymi i oznaczeniami. Kolor nie określa wydajności płytki.
Hasło o RAM-ie wymaga jednego wyjaśnienia
Zwykły moduł pamięci DDR, montowany w komputerze lub serwerze, rzeczywiście składa się z kości pamięci umieszczonych na podłużnej płytce drukowanej.
Pamięć HBM stosowana przy procesorach AI ma inną budowę. Kości DRAM są układane jedna na drugiej i umieszczane bardzo blisko procesora. Pamięć oraz GPU tworzą wspólny pakiet połączony za pomocą warstwy nazywanej interposerem lub innym rodzajem podłoża (2, 4).
Taki pakiet nadal trafia na większy moduł i płytę serwera. Wokół niego znajdują się również procesory centralne, pamięć systemowa, kontrolery sieciowe i układy zasilania.
Zależność wygląda więc tak:
model AI → procesory → pamięć → zaawansowane opakowanie → płytki drukowane → serwer → cała szafa centrum danych.
Awaria albo brak jednego elementu zatrzymuje montaż pozostałych.
Dlaczego pamięć jest tak ważna dla AI
Procesor wykonujący obliczenia musi stale pobierać dane. W dużych modelach są to między innymi miliardy parametrów przechowywanych w pamięci.
Nvidia H200 ma 141 GB pamięci HBM3e i może przesyłać z niej do procesora 4,8 terabajta danych na sekundę. Nowsze procesory Blackwell mają do 180 GB HBM, a wersje Blackwell Ultra — do 288 GB na jeden GPU (4, 5).
Duża moc obliczeniowa ma małe znaczenie, gdy procesor czeka na dane. Dlatego producenci zwiększają jednocześnie liczbę jednostek obliczeniowych, pojemność pamięci oraz szybkość połączeń między nimi.
Rosną także wymagania wobec płytek. Muszą one przenosić więcej danych, zasilać podzespoły pobierające setki watów i działać w szafach zawierających dziesiątki procesorów.
Płytka dla serwera AI kosztuje znacznie więcej niż zwykła PCB
Według danych przytoczonych przez Reutersa wielowarstwowa płytka może kosztować około 1394 juanów za metr kwadratowy. Zaawansowane modele przeznaczone do serwerów AI osiągają około 13 475 juanów, czyli prawie dziesięć razy więcej (6).
Cena wynika między innymi z:
– liczby i jakości warstw,
– gęstości połączeń,
– rodzaju użytego laminatu,
– precyzji wiercenia bardzo małych otworów,
– kontroli parametrów elektrycznych,
– liczby testów,
– odsetka płytek, które pomyślnie przechodzą produkcję.
Im droższy procesor, tym większy koszt błędu. Wadliwa płytka może uszkodzić podzespoły warte dziesiątki tysięcy dolarów albo powodować trudne do wykrycia awarie po uruchomieniu serwera.
Większość produkcji znajduje się w Azji
Według organizacji IPC Chiny odpowiadają za prawie 60% światowej produkcji PCB. Inne państwa Azji wytwarzają około jednej trzeciej. Na Europę i obie Ameryki przypada pozostała część (7).
Stany Zjednoczone wytwarzają obecnie około 4% światowych płytek. Kilkadziesiąt lat temu ich udział był znacznie większy. Fabryki przenosiły produkcję do Azji ze względu na koszty, dostęp do dostawców, liczbę wykwalifikowanych pracowników i bliskość zakładów montujących elektronikę (1, 8).
Powstaje przez to nierównowaga. Amerykańskie firmy projektują wiele procesorów AI, lecz mają ograniczoną krajową zdolność produkowania podłoży i płytek, na których procesory te pracują.
Produkcji nie da się szybko przenieść do pustej hali. Potrzebne są urządzenia do nakładania warstw, wiercenia, trawienia miedzi, obrazowania ścieżek, metalizacji otworów i testowania gotowych płytek. Potrzebni są też dostawcy chemikaliów oraz materiałów.
Surowce stają się kolejnym ograniczeniem
Do produkcji PCB potrzebne są między innymi:
– folia miedziana,
– włókno szklane,
– żywice epoksydowe,
– materiały ceramiczne i organiczne,
– chemikalia używane podczas trawienia i pokrywania powierzchni.
Wiosną 2026 roku czas oczekiwania na część żywic epoksydowych wzrósł u jednego z producentów z trzech do piętnastu tygodni. Ceny folii miedzianej wzrosły od początku roku nawet o 30%. Miedź może odpowiadać za około 60% kosztu materiałów używanych do produkcji płytki (6).
W kwietniu 2026 roku ceny części PCB wzrosły nawet o 40% w porównaniu z marcem. Przyczyną było połączenie popytu ze strony producentów serwerów AI oraz problemów z dostępem do materiałów (6).
Światowa wartość rynku PCB ma według prognozy Prismark wzrosnąć w 2026 roku o 12,5%, do 95,8 miliarda dolarów (6).
Brak płytki może zatrzymać drogą linię produkcyjną
Producent serwera może mieć zamówione procesory, pamięć, zasilacze i system chłodzenia. Brak jednej odpowiedniej płytki uniemożliwia złożenie gotowego urządzenia.
Zamiana dostawcy również wymaga czasu. Płytka musi odpowiadać projektowi urządzenia, przejść testy elektryczne, cieplne i mechaniczne oraz zostać zatwierdzona przez producenta całego systemu.
Wysokiej klasy PCB nie jest więc częścią, którą zawsze można kupić od dowolnej fabryki. Konkretna linia może wymagać wielu miesięcy pracy nad procesem produkcji i kontroli jakości.
Dobrym przykładem są wyspecjalizowane płytki do procesorów Nvidii. Po zatrzymaniu produkcji jednego modelu nie zawsze można przeznaczyć je do innego urządzenia, ponieważ rozmieszczenie połączeń i wymagania techniczne są inne.
Pojawia się także pytanie o bezpieczeństwo
Płytka łączy wszystkie główne elementy urządzenia. W sprzęcie wojskowym, telekomunikacyjnym i serwerach przechowujących wrażliwe dane znaczenie ma możliwość ustalenia:
– gdzie powstała płytka,
– skąd pochodziły materiały,
– kto miał dostęp do projektu,
– czy wszystkie elementy są zgodne ze specyfikacją,
– czy proces produkcji można odtworzyć i sprawdzić.
Amerykański Departament Obrony uznał krajową produkcję PCB, podłoży dla układów scalonych i zaawansowanego pakowania za obszar wymagający odbudowy. W 2023 roku przyznał firmie GreenSource Fabrication 46,2 miliona dolarów na rozwój takich zdolności w Stanach Zjednoczonych (9).
Inwestycje w fabryki półprzewodników rozwiązują więc tylko część problemu. Procesor musi jeszcze zostać zapakowany, umieszczony na płytce i połączony z resztą systemu.
Co będzie działo się dalej
Pierwszym kierunkiem będzie zwiększanie mocy produkcyjnych dla płytek przeznaczonych do serwerów AI. Zakłady będą wybierały zamówienia o wyższej wartości, co może ograniczać ilość mocy dostępnej dla tańszej elektroniki.
Drugim kierunkiem będzie przenoszenie części produkcji poza Chiny. Stany Zjednoczone, Europa, Japonia, Korea Południowa i państwa Azji Południowo-Wschodniej próbują zwiększyć własne zdolności. Pełna zmiana łańcucha dostaw zajmie wiele lat ze względu na koszty fabryk i braki kadrowe.
Trzecim kierunkiem będzie rozwój nowych materiałów. Sygnały przesyłane z coraz większą prędkością tracą część energii w zwykłych laminatach. Producenci potrzebują materiałów o mniejszych stratach, lepszym odprowadzaniu ciepła i większej odporności na rozszerzanie pod wpływem temperatury.
Czwartym kierunkiem będzie dokładniejsze śledzenie pochodzenia. Firmy i instytucje publiczne będą częściej wymagały informacji o miejscu produkcji, użytych materiałach i podwykonawcach.
Piątym kierunkiem będzie ściślejsza współpraca projektantów chipów, pamięci, opakowań i płytek. Rosnąca moc urządzeń sprawia, że każda z tych części musi być projektowana z uwzględnieniem pozostałych.
Najdroższy chip może czekać na znacznie tańszą płytkę
Boom na AI zwiększył popyt na GPU, pamięć HBM, energię i centra danych. Płytki drukowane dołączają do tej listy.
Ich znaczenie łatwo pominąć, ponieważ nie wykonują obliczeń i nie są sprzedawane pod marką znaną użytkownikowi. Odpowiadają jednak za dostarczanie energii i danych do każdego procesora.
Zielona płytka za kilkaset lub kilka tysięcy dolarów może decydować o tym, czy system zawierający procesory warte setki tysięcy dolarów zostanie uruchomiony.
Źródła:
- Katie Tarasov, „Hidden beneath AI chips, Chinese-made circuit boards raise national security concerns in U.S.”, CNBC, 3 czerwca 2026.
- Micron, „Integrating and Operating HBM2E Memory”, opis budowy i połączenia pamięci HBM z procesorem.
- IPC, materiały techniczne dotyczące funkcji maski lutowniczej.
- Nvidia, specyfikacja procesora H200: 141 GB HBM3e i przepustowość 4,8 TB/s.
- Nvidia, dokumentacja architektury Blackwell i Blackwell Ultra.
- Che Pan, Liam Mo i Hyunjoo Jin, „Iran war disrupts the circuit board supply chain, raises costs for tech firms”, Reuters, 27 kwietnia 2026, aktualizacja 11 maja 2026.
- IPC, „Securing the European Union’s Electronics Ecosystem”, 2024.
- Printed Circuit Board Association of America, dane o udziale Stanów Zjednoczonych w światowej produkcji PCB.
- U.S. Department of Defense, „DOD Awards $46.2 Million to Revitalize the U.S. Defense Industrial Base On-Shoring of Advanced Packaging and Assembly”, 21 grudnia 2023.