英飞凌
作为功率半导体领域的领军企业,英飞凌在 AI 服务器电源领域以多产品线布局和清晰的技术路线图构建核心竞争力。2024 年 6 月,英飞凌推出专为 AI 服务器 AC/DC 级开发的 CoolSiC™ MOSFET 400V 系列,相比现有 650V SiC 和 Si MOSFET,该系列产品不仅导通损耗和开关损耗更低,还能将 AI 服务器电源的功率密度提升至 100W/in³ 以上,效率更是高达 99.5%,较传统 650V SiC MOSFET 解决方案效率提升 0.3 个百分点,显著优化了电源系统的能耗表现。针对 AI 服务器常用的 54V 输出平台,英飞凌还开发了 3.3kW 电源专用演示板,通过整合 CoolGaN™、CoolSiC™与 CoolMOS™三种技术,实现 97.5% 的基准综合效率和 96W/in³ 的功率密度,充分满足数据中心对大功率电源的需求。
在技术迭代与未来规划上,英飞凌始终将降低数据中心能耗作为核心方向。在 PCIM Asia 2024 展会上,其相关负责人明确表示,新一代 SiC MOSFET 沟槽栅技术具备更低的导通电阻、更高的开关效率和更佳的可靠性,能够精准匹配 AI 服务器电源的高性能需求。此外,除了现有的 3kW 和 3.3kW 电源产品,英飞凌即将推出 8kW 和 12kW 全新电源,其中 12kW 参考板将成为全球首款达到该性能水平的 AI 数据中心电源,进一步引领行业效率升级。
纳微半导体(Navitas)
纳微半导体的核心优势在于实现碳化硅与氮化镓器件的技术融合,通过互补特性打造高功率密度、高效率的 AI 服务器电源解决方案。2024 年 7 月,纳微基于其 GaNSafe™高功率氮化镓功率芯片和 GeneSiC™第三代快速碳化硅功率器件,正式发布创新型 CRPS185 4.5kW AI 数据中心服务器电源解决方案,该产品不仅实现 137W/in³ 的超高功率密度,效率更是突破 97%,在当前 AI 数据中心电源行业处于领先地位。在此之前,纳微推出的 CRPS 服务器电源参考设计,就已通过 SiC 与 GaN 的结合,显著提升了电源系统的功率密度和能量转换效率,为后续高功率产品落地奠定了技术基础。
为应对 AI 数据中心电力需求的急剧增长,纳微正在加速推进新服务器电源平台的开发,明确提出将功率水平从现有 3kW 迅速提升至 10kW 的目标,相关产品预计于 2024 年第四季度正式推出。这一规划不仅体现了纳微在 SiC/GaN 领域的技术储备,也展现出其抢占 AI 服务器电源市场份额的决心,未来有望进一步推动 SiC 与 GaN 在该领域的融合应用。
安森美半导体
安森美半导体聚焦 AI 服务器电源对输出功率、转换效率、功率密度的 “三高” 核心需求,通过产品组合创新提供针对性解决方案。其推出的最新一代 T10 PowerTrench® 系列与 EliteSiC 650V MOSFET 组合,在设计上实现了 “小封装、高性能” 的平衡 —— 在更小的封装尺寸内,既保证了更高的能量转换效率,又通过优化散热设计提升了器件的长期稳定运行能力,完美适配 AI 服务器电源小型化、高可靠性的要求。
其中,EliteSiC 650V SiC M3S MOSFET 是专门针对数据中心效率挑战研发的核心器件,能够满足 Open Rack V3 (ORV3) PSU 高达 97.5% 的峰值效率要求,为电源系统的高效运行提供关键支撑;而 T10 PowerTrench® 系列则通过先进的封装技术进一步提升散热性能,有效解决了高功率转换过程中的热量问题,同时兼顾了数据中心对电源小型化的需求,为客户提供了兼顾效率与实用性的选择。
EPC
EPC 以低压 GaN 器件为技术核心,在重点布局 AI 数据中心电源领域的同时,也同步拓展 GaN 器件在多场景的应用,形成多元化技术布局。在 2024 年 PCIM 展会上,EPC 展示了两款代表性产品:一是采用 GaN 器件的人形机器人样品,二是搭载 EPC GaN 功率器件的自动驾驶微型车辆车载 LiDAR 组件,充分体现了其 GaN 技术在工业与汽车领域的应用潜力。
而在 AI 数据中心电源领域,EPC 的定位十分明确 —— 聚焦低压转换场景。其可靠性事业部副总裁张胜科在接受集邦咨询采访时表示,EPC 的低压 GaN 器件能够完全满足所有 48V 转 12V 服务器电源转换器的组件需求,凭借高开关频率、低损耗的特性,可有效提升低压转换环节的效率,为 AI 服务器电源系统的整体性能优化提供关键支持,未来有望在低压电源转换领域占据重要市场份额。
德州仪器(TI)
德州仪器在 AI 服务器电源领域的布局起步较早,且注重通过合作加速技术落地与产品推广。早在 2021 年,TI 就与全球知名服务器电源供应商台达达成合作,双方基于 TI 的 GaN 技术和 C2000™ MCU 实时控制解决方案,共同为数据中心开发高效、大功率的企业级电源,这一合作不仅缩短了技术从研发到应用的周期,也让 TI 的 GaN 技术在实际场景中得到了充分验证。
TI 在 GaN 技术和 C2000™ MCU 实时控制解决方案上已积累十年以上的研发经验,通过创新的半导体制造工艺,能够稳定生产高性能的硅基 GaN 器件和配套集成电路。这种技术积累不仅帮助台达等合作伙伴打造出具有差异化优势的电源产品,还能更高效地为全球数据中心提供稳定供电支持,体现了 TI 在电源控制与半导体器件整合方面的深厚实力,也为其在 AI 服务器电源领域的长期发展奠定了基础。
英伟达,怎么看?
在 AI 数据中心技术革新的浪潮中,英伟达正以行业引领者的身份,推动第三代半导体(碳化硅 SiC、氮化镓 GaN)进入黄金发展阶段,众多宽带隙(WBG)半导体供应商与硅片供应商纷纷响应,愿意投入新技术研发以满足英伟达的需求。
Yole Group 电力电子市场和技术分析师 Hassan Cheaito 指出,英伟达对 AI 数据中心的推动,正为氮化镓(GaN)创造类似 “碳化硅(SiC)的特斯拉时刻” 的发展机遇 —— 正如意法半导体早年从特斯拉推动 SiC 应用中显著获益,如今英飞凌与纳微也在激烈竞争中,争取从英伟达引领的新兴 GaN 时代抢占先机。
英伟达推动这一全面技术重构的背后,有着明确的需求逻辑:其计划于 2027 年推出 Rubin Ultra GPU 与 Vera CPU,并在机架内部署更多集群以匹配 AI 算力增长,而此前专为千瓦级机架设计的 54V 机架内配电技术,已无法应对新 GPU 集群所需的每机架功率提升;同时,传统机架电源系统受限于空间限制与铜线过载的物理瓶颈,且电源链中反复的交直流转换不仅能源效率低,还会增加故障风险。因此,尽管 GPU 业务并非电力核心领域,英伟达仍提出对 AI 数据中心电力基础设施进行整体重新设计,而新的 800V HVDC 架构将催生大量新型功率器件与半导体需求。
从市场前景来看,Yole Group 预测在 AI 数据中心市场中,GaN 的增长速度将超过 SiC:SiC 主要聚焦于交直流转换场景,而用于直流转换的 GaN 凭借更高电压潜力,还可拓展至交直流转换领域。“尽管未来三到五年 SiC 有大约 1 亿美元的市场增长空间,但 GaN 的市场机会显然更大”,Chiu 补充道,这一差异不仅源于技术应用场景的广度,更得益于英伟达推动的 800V HVDC 架构对 GaN 高开关频率、低损耗特性的需求释放,为 GaN 技术打开了更大的市场增量空间。
在 AI 数据中心加速向 “高效能、高密度” 升级的时代,湾芯展将重点展示碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等第三代半导体核心器件,以及基于这些技术的前沿解决方案,全面呈现其在 AI 算力中心、超算平台、高密度服务器中的应用突破。无论是 SiC 器件助力高压电源系统降本增效,还是 GaN 技术推动低压转换环节性能跃升,都将在这里得到最直观的呈现;同时,来自国内外的第三代半导体巨头与 AI 数据中心电源创新企业,将带来最新产品与技术方案,为产业上下游企业创造深度技术交流与合作对接的契机。
区别于传统展会,2025 湾芯展首创 “项目采购展” 模式和全年服务体系,贯穿展前精准匹配供需、展中高效商务对接、展后持续跟踪合作,切实推动百亿级产业合作落地。作为连接全球第三代半导体与 AI 数据中心生态的重要桥梁,湾芯展将助力中国相关产业实现从 “跟跑” 到 “领跑” 的跨越,成为企业开拓市场、拓展合作、洞察行业趋势的首选平台。