高導磁合金在伺服器上的解決方案

一、伺服器為什麼需要高導磁合金？

伺服器（特別是 AI / GPU / 高功率 PSU）會產生低頻磁場與雜散磁通，造成：

• 訊號干擾（BMC、PCIe、SerDes）
• GPU / NIC 不穩定
• EMC 測試失敗（磁場項目）

高導磁合金的核心作用：
把磁力線「吸走並導向」，而不是反射它

二、伺服器常見四大解決方案

1. PSU（電源供應器）磁屏蔽

問題

• 50/60 Hz 低頻磁場
• 變壓器漏磁干擾主機板

解法

• 變壓器外包覆 Mu-metal
• 或 Ni-Fe 高導磁合金盒

效果：

• 明顯降低低頻磁洩漏
• EMC 磁場項目一次過

2. GPU / AI 加速卡區域磁場控制

問題

• GPU VRM 電感磁場互相耦合
• 高電流造成磁雜訊

解法

• GPU 周圍貼附 坡莫合金 薄片
• 磁通導引片（Flux guide）

效果：

• 降低磁串擾
• 改善高負載穩定度

3. 高速訊號區（PCIe / NIC）磁干擾抑制

問題

• 磁場影響差動對對稱性
• 高速抖動（Jitter）上升

解法

• 局部使用 高導磁合金 + 銅箔 疊層
• 「磁吸收 + 電反射」雙機制

 效果：

• Eye Diagram 改善
• 訊號 margin 提升

4. 機殼與模組級磁屏蔽設計

問題

• 整機磁場外洩
• 多模組互相干擾

解法

• 機殼內側加貼高導磁片
• 關鍵模組「獨立磁屏蔽罩」

常用材料：

• Mu-metal（低頻）
• 矽鋼（交流磁場）

三、工程選材對照表（伺服器）

四、關鍵工程提醒

• 一定要退火（未退火 ≈ 沒效果）
• 厚度不是越厚越好（會飽和）
• 磁屏蔽 ≠ EMI 吸波（機制不同）
• 常見做法：高導磁合金 + 吸波材 疊層

五、總結

本系統於高功率模組與高速訊號區導入高導磁合金進行磁場導引與集中，有效降低低頻磁洩漏與模組間磁耦合干擾，提升伺服器整體穩定性與電磁相容性表現。

 

高導磁合金伺服器屏蔽結構圖

結構分層（由外至內）

第 1 層：伺服器外殼（Server Chassis）

• 材料：鍍鋅鋼板 / 鋁合金
• 功能：
• 基本 EMI 屏蔽（高頻）
• 結構支撐
• 接地路徑形成 Faraday Cage

第 2 層：高導磁合金屏蔽層（High-Permeability Alloy Layer）

• 材料： 
• Mu-metal（μr ≈ 50,000–150,000）
• Permalloy（μr ≈ 20,000–100,000）
• Nanocrystalline alloy（μr ≈ 10,000–80,000）
• 位置：
• CPU 周圍
• GPU 模組周圍
• 電源模組（PSU）
• VRM 電源區
• 功能：
• 吸收與導引磁場
• 抑制低頻磁場（10 kHz – 10 MHz）
• 降低磁通洩漏

第 3 層：吸波材層（Absorber Layer）

• 材料：
• Ferrite sheet
• Magnetic absorber
• Carbon absorber
• 功能：
• 抑制 GHz 高頻 EMI
• 降低反射 EMI

第 4 層：PCB 與晶片層（PCB and IC Layer）

主要 EMI 來源：

• CPU
• GPU
• DDR memory
• Switching regulator
• High-speed SerDes

EMI 頻率：

• 100 kHz – 3 GHz
  

  局部屏蔽結構（CPU 屏蔽示意）
  
  

  實際伺服器關鍵屏蔽位置

  元件	屏蔽材料	功能
  CPU VRM	Mu-metal shield can	抑制 switching EMI
  GPU module	Nanocrystalline sheet	降低高電流磁場
  Power supply	Permalloy enclosure	抑制 transformer EMI
  High-speed connector	High-μ gasket	防止 EMI 洩漏
  Chassis seams	High-μ gasket	提升整體屏蔽

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  屏蔽效果

  頻率	抑制效果
  10 kHz – 1 MHz	20–40 dB
  1 MHz – 100 MHz	15–30 dB
  100 MHz – 3 GHz	10–20 dB（搭配吸波材）

  
  

  伺服器中的典型應用位置
  

  高導磁合金伺服器屏蔽結構圖（A / B / C / D）
  

  
  

  A / B / C / D 結構標註說明

  A   伺服器金屬外殼（Server Metal Chassis）

  材料：

  • 鍍鋅鋼板（SECC）
  • 鋁合金（Aluminum alloy）

  功能：

  • 提供第一層 EMI 屏蔽（Faraday Cage）
  • 阻擋高頻電磁波（>100 MHz）
  • 提供接地路徑

  屏蔽效果：

  • 20–40 dB（高頻）

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  B   高導磁合金屏蔽層（High-Permeability Alloy Shield）

  材料：

  • Mu-metal（μr = 50,000–150,000）
  • Permalloy（μr = 20,000–100,000）
  • Nanocrystalline alloy（μr = 10,000–80,000）

  位置：

  • CPU 周圍
  • GPU 周圍
  • VRM 電源區
  • Power module

  功能：

  • 吸收磁場
  • 導引磁通
  • 抑制低頻 EMI（10 kHz – 100 MHz）

  屏蔽效果：

  • 30–60 dB（低頻）

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  C    吸波材層（EMI Absorber Layer）

  材料：

  • Ferrite sheet
  • Magnetic absorber
  • Carbon absorber

  功能：

  • 吸收高頻 EMI（100 MHz – 10 GHz）
  • 防止 EMI 反射
  • 降低腔體共振

  屏蔽效果：

  • 10–30 dB（高頻）

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  D   PCB 與高功率電子元件（PCB and EMI Source）

  主要 EMI 來源：

  • CPU
  • GPU
  • Switching power regulator
  • DDR memory
  • High-speed SerDes

  EMI 頻率：

  • 100 kHz – 3 GHz

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    完整屏蔽結構剖面圖
    
    

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    EMI 抑制機制（A–D 協同作用）

    層級	功能	EMI 頻率
    A	反射 EMI	高頻
    B	吸收磁場	低頻（最重要）
    C	吸收高頻 EMI	高頻
    D	EMI 來源	全頻

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    伺服器實際應用位置

    高導磁合金（B）通常安裝於：

    • CPU Shield cover
    • GPU module shield
    • Power supply enclosure
    • VRM shield can
    • High-speed connector shield

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    完整伺服器剖面圖（含氣流、GPU、PSU、VRM）