📉 200 Gbps/レーン SerDes と プリント基板 (FR4) の課題
200 Gbps/レーンという超高速信号を、一般的なプリント基板（PCB）材料である FR4 (Flame Retardant type 4) で伝送することは、技術的に極めて困難です。
これは、信号速度の増加に伴い、FR4の電気的特性が信号品質と伝送距離のボトルネックとなるためです。
1. FR4の限界：深刻な信号減衰
FR4は、コスト効率が高く広く普及している材料ですが、200 Gbps信号が持つ高周波数成分（基本周波数はPAM4で約 50 GHz）に対しては、以下の理由で大きな課題を抱えます。
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誘電体損失 (Dielectric Loss):
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FR4の誘電正接（tan δ、信号のエネルギー損失を示す値）は、高速材料に比べて非常に大きいです。周波数が 50 GHz 近くになると、誘電体内で熱として失われるエネルギーが増大し、信号が急激に減衰します。
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導体損失 (Conductor Loss):
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周波数が高くなると、電流が導体の表面近くに集中する表皮効果（Skin Effect） が顕著になり、実効抵抗が増加し、信号が減衰します。
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ジッター（Jitter）:
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FR4は、ガラス繊維の織り方や樹脂の均一性に起因する不均一性があるため、信号伝送速度のばらつき（異方性）が生じ、ジッター（信号の時間的な揺らぎ）が増大します。
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結果として、FR4では 200 Gbps}$ 信号はごく短い距離（数センチメートル以下）しか伝送できず、スイッチングASICから光モジュール（QSFP-DD1600など）までの配線を安定して接続することは不可能です。
2. 200G SerDes 時代のPCB材料
200 Gbps/レーン、あるいは 100 Gbps /レーン以上の超高速信号に対応するためには、低損失な特性を持つ特殊なPCB材料の使用が必須となります。
| 材料の分類 | 主な特徴 | 用途 |
| Mid-Loss | FR4より低損失。400Gの比較的短いチャネルで使用される。 | |
| Low-Loss / Very Low-Loss | 低誘電正接（tan δ） を実現。誘電体損失がFR4より大幅に低い。 | 現在の800Gや次世代の1.6T（200G/レーン） スイッチ基板の主要材料。 |
| Extremely Low-Loss | 超低誘電正接を持つ高価なフッ素樹脂系材料など。 | 信号品質が特に要求される長距離チャネル、またはテスト機器。 |
3. 200 G SerDes チップ側の対策
材料の改善と並行して、200 G SerDes チップ側でもFR4などの材料損失を補償するための技術が不可欠です。
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DSP (Digital Signal Processor): チップに統合されたDSPが、伝送路で劣化した信号を高度なイコライゼーション（信号の波形整形と強調）によって復元します。
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LPO (Linear Pluggable Optics) の限界: DSPの消費電力を削減するためにDSPを省略するLPOアーキテクチャは注目されていますが、FR4のような高損失材料では、DSPによる補償がなければ信号の回復が不可能となり、使用はさらに困難になります。
したがって、200 Gbps /レーンを扱う製品では、FR4は主に低速な制御信号や電源層に限定され、高速信号路には高性能で高価な低損失材料が選定されます。
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