本文重點介紹針對原始設備制造商（OEM）推出的M.2系列下一代規格（NGFF）連接器，該連接器采用用于更小規格的尺寸和容量的新接口標準，旨在提高數據的傳輸速度并節約印刷電路板（PCB）的空間。此外，為應對當前及未來對超薄解決方案的市場需求，M.2（NGFF）產品專為多種應用而設計，助力原始設備制造商應對挑戰，為消費者及企業提供更新、更小、速度更快的設備。

　　當前，全球各地的消費者和企業都希望在互連世界中建立更多聯系。無論身處何處，從事何種職業，人們總是希望有更新、更小且速度更快的設備幫助他們輕松實現這一需求。顯而易見，原始設備制造商（OEM）和零件制造商正面臨前所未有的挑戰——如何設計并開發具備這些特性的設備。

　　行業領導者們為此做出了重要的貢獻，他們致力開發多樣的互連解決方案，幫助原始設備制造商應對挑戰。例如模塊卡、擴展卡，用于為個人電腦、筆記本電腦、平板電腦和游戲機等設備附加的無線Wi-Fi、WWAN（無線廣域網）、藍牙、GPS和固態硬盤（SSD）等功能。

　　在PCI-SIG行業標準組織中，M.2（Next Generation Form Factor或NGFF）連接器順理成章的推動了上一代PCI Express迷你卡連接器的發展。為了符合OEM設備的開發特性，M.2連接器在設計上均考慮了速度及空間雙重因素。

　　M.2連接器旨在提高數據的傳輸速度，從而滿足PCI Express 3.0、USB 3.0和SATA 3.0等最新行業規范。M.2連接器的高速性能源于經過優化的上下觸點設計。信號在印刷電路板（PCB）接點（圖2、3中的點A）和模塊卡接點（圖2、3中的點B）之間實現來回傳輸。

　　PCI Express（PCIe）迷你卡連接器采用壓接觸點設計，其大面積金屬材質（圖2中的紅色橢圓形）可將觸點固定在外殼中。由于這些金屬材質不在A到B（或B到A）的直線通路上，所以稱為信號接腳。信號接腳會增加該區電容量、產生噪聲耦合及降低高頻接觸性能。

　　圖2—PCI Express迷你卡下觸點

　　M.2連接器（如圖3所示）采用壓接成型觸點，不會出現大面積信號接腳。直線信號通路可以較大程度上優化整個信號走線的電容量并提高性能。

　　圖3—M.2連接器3.2H下觸點

　　通過比較差分插入損耗圖，可以發現PCIe迷你卡連接器的插入損耗在6.75GHz左右相交于-2dB（如圖4所示），而M.2連接器在頻率達到12GHz之前始終保持在-2dB以下（圖5），這足以支持最新規格的PCIe 3.0、USB 3.0和SATA 3.0。

　　圖4—85 Ω下PCI Express迷你卡連接器的差分插入損耗圖5— 85 Ω下M.2連接器2.25H的差分插入損耗

　　M.2連接器也能節約空間。與PCIe迷你卡連接器的0.8 mm間距相比，M.2連接器的0.5 mm間距足以節省20%以上的PCB空間。連接器高度也從原來的不到4 mm降低到單面模塊卡的2.25 mm。雙面模塊卡的M.2連接器高度已降低至3.2 mm，這比PCIe 迷你卡還要低20%。

　　圖6—迷你卡連接器與M.2連接器的比較

　　目前的M.2連接器采用三步斜角插入法。此方法（如圖7所示）具備兩個方面的優勢。首先，增加了模塊卡插入處的PCB空間。模塊卡被固定在25°角，使得在插入區附近可以安裝高度更高的零部件，從而幫助OEM節省空間，提高設計靈活性。如果模塊卡固定在與母板平行的位置，則組件過高可能會影響插入路徑。其次，這種模塊卡插入法更方便工作人員操作。由于需要手工插入，所以操作人員的手位高于母板可以降低損害母板組件的風險。

　　圖7—三步插入法

　　無論是在作為“汽車輪胎”的連接器中，還是在作為“汽車引擎”的模塊卡中，M.2連接器的性能及效益已經有目共睹。由于針對M.2連接器平臺的模塊卡市場尚處于起步階段，連接器在性能上存在的局限性可能尚未完全發現。隨著模塊卡市場的不斷發展，M.2連接器的卓越性能可能會使其脫離PCIe迷你卡連接器平臺的行列。

　　作者簡介：

　　Brian Long是TE Connectivity消費電子事業部位于美國賓夕法尼亞州哈里斯堡的現場應用工程師。他擁有逾7年連接器行業的工作經驗，包括產品研發、生產制造和應 用工程等領域。Long畢業于羅切斯特理工學院，擁有機械工程學士學位和工商管理碩士學位。

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