隨著人工智能(AI)技術的快速發展,AI服務器作為支撐AI計算的核心設備,其穩定性和可靠性至關重要。然而,靜電放電(ESD)和浪涌問題一直是電子設備面臨的重大挑戰之一。靜電和浪涌不僅可能損壞服務器內部的精密元器件,還可能導致數據丟失或系統崩潰,嚴重影響AI應用的正常運行。
江西薩瑞微電子憑借多年在靜電防護領域的技術積累,推出了一套針對AI服務器產品的全面靜電防護方案,涵蓋Type-C、USB、SATA、HDMI、VGA、DP、RJ45、鍵盤接口、RS232、ANT、KY按鍵、MIC、音頻電路以及CPU/GPU電源MOS等多個關鍵接口和模塊的防護需求。
·爆款主推·
為大家推薦薩瑞微兩款主推封裝,應用在 AI服務器產品中:

讓我們看看其如何為服務器的
穩定運行 “保駕護航”
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一、高速接口防護方案
Type-C端口靜電浪涌防護方案
AI 服務器的 Type-C 端口常用于高速數據傳輸,如連接外部存儲設備、GPU 加速卡等。靜電浪涌可能會干擾信號傳輸,導致數據丟包、錯誤等問題。因此,防護方案不能對高速信號產生額外的衰減或干擾,要保證數據傳輸的準確性和穩定性。

Type-C 端口靜電浪涌防護方案采用了如 SES2411P4 這款 TVS 二極管,保護VBUS電源,配合多種 ESD 保護二極管,保護信號線能承受 IEC 61000 - 4 - 2 標準下 ±10KV(Air)、±6KV(Contact)的靜電沖擊,以及 IEC 61000 - 4 - 5 標準下 VBUS IN ±300V(1.2/50μs & 8/20μs)的浪涌電壓,確保數據傳輸穩定,設備接口安全。
Type-C雷電口靜電浪涌防護方案
Thunderbolt(雷電)接口作為高性能Type-C協議的擴展,支持40Gbps超高速數據傳輸、8K視頻輸出及100W PD快充,但其高集成度與高帶寬特性對靜電放電(ESD)和浪涌極為敏感。

江西薩瑞微電子針對雷電口特性,推出SES2411P4、SEU0501PSS、SEU0101PSS、SEU3364PCS 等核心器件,實現從電源到信號的全鏈路保護,滿足IEC 61000-4-2/4-5最高防護等級。
USB 3.0/3.1接口靜電浪涌防護方案
USB 接口作為使用最頻繁的接口之一,插拔與靜電問題頻發。薩瑞微USB2.0、USB3.0 接口分別提供了適配的 ESD 防護方案。

在 USB3.0 接口防護中,SEU0544PCS 等器件大展身手,以低電容特性保障高速數據傳輸不受影響,同時有效抵御 ±15KV(Air)、±8KV(Contact)的靜電干擾。
二、數據存儲與顯示接口防護方案
SATA接口靜電浪涌防護方案
SATA 接口廣泛應用于各類存儲設備連接,如硬盤、光驅等。在設備使用過程中,靜電浪涌可能通過接口進入設備內部,造成芯片損壞、數據丟失等嚴重問題。因此,對 SATA 接口進行有效的靜電浪涌防護至關重要。

從方案圖中可知,薩瑞微電子選用四通道小封裝、導通電壓精度高、響應速度快、鉗位電壓低、超低結電容TVS二極管陣列/ESD二極管做防護,保障SATA接口免受浪涌電流影響的同時,防止SATA接口遭到ESD靜電破壞,確保傳輸數據的穩定性和完整性。同時,在不影響數據傳輸的前提條件下,能夠滿足靜電放電防護需求,讓后端電路得到全面有效的保護。
HDMI靜電防護方案
HDMI(高清多媒體接口)作為熱插拔端口,在連接設備時易受靜電放電(ESD)的瞬時沖擊,導致內部芯片損壞。其高速數據傳輸特性(如HDMI 2.1支持48Gbps速率)對信號完整性要求極高。

我們為HDMI 接口提供了三種ESD靜電防護器件,專為保護該接口的高速差分線路而設計,型號分別為SEU0544PCS、SEU0544PCS、SEU3344PCS。
其中SEU0544PCS、SEU0544PCS結電容僅有0.25pF,可對單路高速數據線進行靜電防護,可以使用2顆ULC0514P10來保護四個Lane通道。它的工作電壓為 5 V,最小擊穿電壓為 5V,符合IEC 61000-4-2 (ESD) 規范,在 ±15kV(空氣)和 ±8kV(接觸)下提供瞬變保護。
時鐘和數據通道的防護采用了集成多路ESD靜電二極管SEU0544PCS,可同時保護HDMI的全通道引腳免受靜電放電(ESD)和低等級浪涌事件的沖擊與干擾。它的工作電壓為 5 V,結電容僅有0.25pF,符合IEC 61000-4-2 (ESD) 規范,在 ±15kV(空氣)和 ±8kV(接觸)下提供瞬變保護。
VGA靜電防護方案
VGA接口共有15針孔,分成3排,每排5個孔,除了2根NC(Not Connect)信號、3根顯示數據總線和5個GND信號,其他較為重要的是3根RGB(紅綠藍)彩色分量信號及2根掃描同步信號HSYNC和VSYNC針。

從方案圖中可知,薩瑞微電子選用集成多路、SOT23-6L小封裝、導通電壓精度高、響應速度快、鉗位電壓低、低結電容ESD二極管SEH0504S2做防護,保護VGA接口免遭ESD靜電放電破壞的同時,確保傳輸數據的穩定性和完整性。同時,在不影響數據傳輸的前提條件下,能夠滿足IEC 61000-4-2 Level 4的ESD靜電防護需求,讓后端電路得到全面有效的保護。
DP接口靜電浪涌防護方案
DP(DisplayPort)接口廣泛應用于電腦、顯示器、顯卡等設備間的高清視頻與音頻傳輸。在實際使用場景中,如插拔 DP 線纜、設備處于復雜電磁環境,或者受到周邊大功率設備的電氣干擾時,都極易產生靜電浪涌。

靜電浪涌瞬間釋放的高電壓和大電流,可能擊穿 DP 接口芯片內部的精密半導體結構,造成芯片永久性損壞;也可能干擾高速差分信號傳輸,導致圖像出現花屏、黑屏、閃爍,音頻出現雜音、中斷等問題,嚴重影響設備的正常運行和用戶體驗。因此,對 DP 接口實施有效的靜電浪涌防護至關重要,這不僅能保障設備穩定運行,還能延長設備的使用壽命,提升產品的市場競爭力。
三、高速接口防護方案
RJ45網口靜電浪涌防護方案
IEEE組織的IEEE 802.3標準制定了以太網的技術標準,它規定了包括物理層的連線、電子信號和介質訪問控制的內容。以太網是目前應用最普遍的局域網技術。以太網口,即我們平時所見的RJ45水晶頭接口,根據網速分類,可分為:百兆(100M)、千兆(1000M)、2.5G、5G、萬兆(10G)等。

從方案圖可知,以太網口第一級防護薩瑞微電子技術推薦選用TSS:P0640SB、P3100SB,將浪涌電流泄放到大地,或在放電管電極之內的惰性氣體電光弧以熱量形式消除。中間充分利用網絡變壓器的電感特性,起到去藕和隔離作用。第二級防護選用ESD靜電保護二極管SEU0521PSS,能夠將殘留的頻率成分浪涌吸收,并且在IPP下鉗位電壓降到7V左右(@IP=1A),確保以太網芯片處于安全保護狀態。
鍵盤接口靜電防護方案
PS/2接口包含CLK(時鐘)和DATA(數據)兩條信號線,每條線需單獨配置ESD保護二極管,形成對地保護路徑。
推薦采用分立式ESD器件(如每信號線1顆SEL0501P1),或選用集成多通道的TVS陣列以簡化設計。
PS/2接口為雙向通信協議(時鐘線與數據線),需選擇雙向ESD器件以覆蓋正負電壓沖擊。薩瑞微的SEL0501系列支持雙向保護,且低漏電流(0.1μA)可避免信號干擾。
RS232接口靜電浪涌防護方案
RS-232標準被定義為一種在低速率、近距離串行通訊的單端標準。RS-232 采取不平衡傳輸方式,即所謂單端通訊。RS-232 通訊的最大傳輸距離在不增加緩沖器的情況下只可以達到15米。
RS-232 的電氣標準:電平為邏輯“0”時:+3V~+15V;電平為邏輯“1”時:-3V~-15V。
薩瑞微SEH1501D3有低電容、快速響應、高浪涌耐受能力,小封裝等優點:SEH1501D3 的低電容特性對 RS232 接口的高速信號傳輸影響極小,確保數據的準確和穩定傳輸。能在納秒級時間內響應靜電和浪涌沖擊,迅速將過電壓箝位到安全水平,有效保護接口芯片。可承受高達數千伏的靜電放電和高能量浪涌,滿足 AI 服務器在復雜電磁環境下的防護需求。小尺寸封裝:適合在 AI 服務器緊湊的 PCB 布局中使用,不占用過多空間。
ANT靜電防護方案
ANT 接口常用于低功耗、短距離無線通信領域,ANT 接口極易受到靜電放電(ESD)影響,可能導致通信中斷、數據錯誤或硬件損壞。
江西薩瑞微的 SEU0501PSS、SEU0501P1、SEU0521P1S 具備卓越的靜電防護能力,可有效保護 ANT 接口。
KY按鍵接口靜電浪涌防護方案
KY 按鍵接口用于用戶輸入指令。在使用中,按鍵頻繁被操作,人體接觸按鍵時極易產生靜電放電(ESD)現象,這些靜電能量若直接進入設備內部電路,可能干擾微控制器的正常工作,甚至損壞芯片。江西薩瑞微的 SEL0501P1 憑借其獨特的性能優勢,能夠有效解決 KY 按鍵接口的靜電防護難題。
將 SEL0501P1 的一端連接到 KY 按鍵的信號輸出引腳,盡可能靠近 KY 按鍵的信號輸出引腳放置,縮短信號傳輸路徑,減少寄生電感和電容的影響。另一端接地,當有靜電電荷通過按鍵引入時,SEL0501P1 會迅速響應,將靜電能量引導至地,避免靜電對按鍵接口芯片或微控制器造成損害。
四、電源與核心模塊防護方案
CPU/GPU電源MOS防護方案
功率器件:服務器的 “動力心臟” 保障,在服務器的 “動力心臟”——CPU/GPU 電源部分,薩瑞微電子的 MOS 管發揮著關鍵作用。
以 SG50N03PSK、SG33N03PSK 等為代表的 MOS 管,擁有低導通電阻和高電流承載能力。比如 SG50N03PSK,在 PDFN5*6 - 8L 封裝下,能承受 30V 的 VDS 電壓,導通電阻低至 5.00mΩ ,可通過 60A 的電流,確保 CPU/GPU 在高負載運行時,電源供應穩定、高效,降低功耗,提升服務器整體性能。
五、音頻/MIC接口防護方案
MIC靜電防護方案
將 SEL0501P1 的一端連接到 MIC 的信號輸出引腳,另一端接地。當有靜電電荷通過 MIC 引入時,SEL0501P1 會迅速響應,將靜電能量引導至地,防止靜電對 MIC 后端的音頻處理電路造成損害。例如,在一個簡單的錄音設備中,MIC 的輸出引腳直接連接 SEL0501P1 的信號引腳,SEL0501P1 的接地引腳可靠接地,這樣就為 MIC 提供了基本的靜電防護。
考慮到 MIC 輸出的音頻信號通常為差分信號(如在一些高端音頻設備中),可以在 MIC 的正、負差分信號輸出引腳與地之間分別連接一個 SEL0501P1,對差分信號進行全面的靜電防護,確保音頻信號的完整性和穩定性。
音頻電路方案
在AI服務器切換不同音頻輸入源的情況下,可利用 SR2N7002K 構建多路音頻信號切換電路。將多個音頻輸入信號分別通過各自的限流電阻連接到多個 SR2N7002K 的源極,所有 SR2N7002K 的源極連接在一起并通過一個耦合電容連接到音頻輸出端。通過控制 SR2N7002K 柵極的電平信號,實現對不同音頻輸入源的切換。當某個 SR2N7002K 的柵極為高電平時,該管導通,對應的音頻輸入信號被切換到輸出端,而其他 SR2N7002K 處于截止狀態,其對應的音頻信號被阻斷。
由于 SR2N7002K 具有高開關速度的特性,能夠實現音頻信號的快速切換,避免在切換過程中出現音頻卡頓或噪聲。同時,為了防止切換過程中產生的電磁干擾對音頻信號造成影響,在每個音頻輸入信號的限流電阻與 SR2N7002K 源極之間,以及輸出耦合電容之前,分別加入一個小容量的濾波電容(如 0.1μF),用于濾除高頻干擾信號,保證音頻信號的純凈度。
結論
江西薩瑞微電子深耕靜電防護領域十余年,為AI服務器量身定制的全場景防護方案,已成功應用于超算中心、智算集群等高端場景。
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