前言
2026年5月22日,2026世界AI服务器电源大会在深圳隆重举办。本次大会汇聚了行业顶尖的电源技术专家与产业链上下游企业,共同探讨AI浪潮下电源技术的破局之路。
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在本次峰会上,英诺赛科(苏州)科技股份有限公司应用工程部总监邹艳波先生发表了题为《AI时代下:电源技术发展趋势展望》的精彩演讲。
面对AI算力的指数级暴涨,数据中心的能耗正面临前所未有的挑战。
针对行业面临的挑战,邹艳波先生结合英诺赛科在氮化镓领域的深厚技术积淀,从高压直流化、高频化、液冷化等多个维度,深度剖析了传统架构的痛点,并给出了All GaN的破局方案。
演讲伊始,邹艳波先生表示将在接下来的分享中,他将从宏观行业趋势到微观器件技术,全面剖析AI电源的演进之路。
邹艳波先生表示,在过去的几年里,AI技术迎来了爆发式的突飞猛进。对于能源和电力电子从业者来说,这是一个幸运的时代。
因为从Pascal、Volta、Ampere到Hopper,再到最新的Blackwell,AI算力在8年内提升了1000倍。而算力的背后是电力,AI的尽头终将是一场能源革命。
算力的猛增直接具象化为芯片功率的飙升。在短短三四年时间里,单机柜的功率密度发生了翻天覆地的变化。
2023年英伟达Hopper架构的单机柜功率大约在100kW左右;到了今年的Rubin架构,单机柜功率飙升至400kW;而未来的Rubin Ultra更是将达到恐怖的600kW/机柜。
短短几年间,功率提升了整整6倍。这种呈指数级上升的功耗需求,对数据中心的供电系统提出了颠覆性的变更要求,逼迫着电源架构必须向高压直流、高频化以及液冷方向演进。
在有限的机柜空间内,传统的48V Busbar甚至需要承受超过10000A的电流。单纯依靠增加铜排截面积已经无法解决问题,巨大的热量不仅浪费了宝贵的电能,铜排本身也承受不了这样的发热。传统架构已经无力支撑如此巨大的功率输送。
为了解决传统低压大电流带来的损耗灾难,提升母线电压成为了唯一的出路。
如今,随着机柜功率突破数百千瓦,系统架构正在向800V高压直流演进。
最新的架构趋势是,将PSU从传统的机架位置移出,直接通过800V Busbar输送直流电到IT Shelf,然后在Shelf内部再通过电源模块将800V降压至50V/48V。这种高压输送极大地降低了线缆中的电流,从而完美解决了传输损耗问题。
除了传输损耗,另一个挑战是空间,电源模块必须在更小的体积内输出更大的功率,这对电源的功率密度提出了极其苛刻的要求。
在电源系统中,磁性器件和电容占据了大部分体积。通过将开关频率从传统的500KHz提升至1MHz,磁芯的体积可以减小约20%。
更重要的是,高频化能大幅减小无源器件的需求量:频率提升一倍,谐振电容的数量可以减少到原来的1/4,输出滤波电容可以减少到原来的1/2。
通过PCBA对比图可见,1MHz频率下的电容阵列面积远小于500KHz,这是实现高功率密度的必由之路。
传统的硅器件在高频下开关损耗极大,会导致器件过热烧毁。
而通过引入英诺赛科All GaN方案,英诺赛科的高压GaN相比同规格的Si MOS,其综合品质因数提升了的11倍;低压GaN也提升了7倍。
高低压GaN相互协同,不仅能大幅降低驱动和开关损耗,还能让整个电源转换链路在超高频下保持极高的效率。
英诺赛科基于800VDC架构的All GaN解决方案,已经实现了全链路覆盖。无论是800V转48V的隔离母线转换,还是48V转12V的中间级,亦或是12V/6V到1V的芯片供电,GaN都在其中发挥着不可替代的作用。
针对800V转48V的初级和次级端GaN相比于传统硅器件和碳化硅的具备一定优势。
在驱动损耗与频率的曲线上,GaN的损耗增长极度平缓。具体而言,采用All GaN方案:原边驱动损耗降至1/7,解决了驱动芯片过热及辅助电源占板面积大的问题;原边关断损耗降至1/2,解决了功率器件过热问题。
副边驱动损耗更是降至1/11;副边同步整流(SR)导通损耗降至1/2。这些优势叠加,完美解决了高频下发热和布板空间不足的痛点。
英诺赛科团队研发的12KW 800V转50V DC-DC模块在原边采用了4颗英诺赛科650V/21mΩ的GaN器件,副边采用了16颗100V/1.0mΩ的GaN器件。
测试数据显示,在3000W负载下,其峰值效率达到了惊人的 >98.6%。证明了All GaN方案不仅跑得快,而且跑得稳,能够契合未来800V母线架构的需求。
不仅是高压端,在48V转12V的中间母线架构IBA中,GaN同样大放异彩。
在英诺赛科8kW的48V/12V All GaN电源模块中对比同尺寸封装下的硅器件,采用英诺赛科GaN器件的方案,在全负载范围内效率全面碾压硅方案。
系统峰值效率提升了1.8%,整体转换损耗减少了45%。与此同时,这个8kW的模块尺寸仅为124mm x 68mm,功率密度达到了极其恐怖的100 W/cm²,为寸土寸金的AI服务器主板节省了大量空间。
随着GPU电流达到数千安培,传统的横向供电已经无法满足了,因为铜箔损耗相对较大了。
未来的解决方案是垂直供电——直接将电源模块安装在GPU的背面,穿过PCB打孔直接供电,将传输路径从几厘米缩短到几毫米。
但这要求电源模块必须极其轻薄,英诺赛科利用15V DrGaN技术,将工作频率从传统的800KHz拉升5倍,提升至3-5MHz。这使得磁性器件的厚度从5mm压缩到了2mm,为GPU垂直供电铺平了道路。
功率密度的大幅提升带来了另一大痛点便是散热。
在一个狭小的有限空间里塞进几百千瓦的功率,传统的风冷散热已经难以为继了。只要出现散热瓶颈,AI算力就会降频甚至宕机。因此,数据中心从风冷向冷板式液冷,甚至未来的浸没式液冷转型是必然趋势。
为了顺应液冷趋势,英诺赛科在器件封装上做出了创新。
传统的底部散热封装,热量需要经过引脚和PCB板散出,其结壳热阻高达 20 °C/W。而在液冷架构下,需要将冷板直接贴在器件顶部。
为此,英诺赛科推出了全新的顶部散热封装器件,将热阻大幅降低至 0.2 °C/W,足足降低了100倍,直接解决了高功率密度下的散热痛点。
AI与电源技术,绝不是单向的索取,而是一个“双向奔赴、相互协同”的闭环。一方面,AI算力的狂飙突进,倒逼着电源系统不断突破物理极限,向着高效率、高功率密度、高可靠性演进,这是电源发展对AI的支撑。
另一方面,电源技术的研发过程也越来越复杂,迭代速度要求越来越高,AI技术也同步赋能电源的研发与迭代。
AI技术可以深刻改变电源的设计,从传统的试错法走向仿真驱动”和智能优化,大幅提升设计效率与性能上限,可带来以下四点变化。
1、智能器件选型:AI算法分析海量器件库,结合设计目标自动匹配并推荐最优器件组合方案
2、AI驱动的电磁仿真:优化高频变压器和电感设计,支持更高功率密度和效率
3、热-机协同设计:设计初期即结合热与机械结构仿真,AI预测温升并优化散热结构设计
4、故障预测与鲁棒性设计:通过失效数据训练,自动识别薄弱环节,优化保护逻辑、冗余设计
邹艳波先生在最后表示,AI算力升级正残酷重塑供电架构,高压直流化、高频化、液冷化已成必然趋势。
面对这一充满焦虑与机遇的时代,AI既是需求的驱动”,也是先进工具的赋能者。英诺赛科作为全球领先的氮化镓企业,已构建完整的All GaN解决方案,并在高频、小型化及液冷封装领域做好充足技术储备。
总结
透过英诺赛科本轮演讲可见,随着单机柜功率向数十甚至数百千瓦级别快速演进,传统低压大电流架构在传输损耗与物理空间上已触及瓶颈,向800V高压直流、MHz级高频化以及液冷散热架构演进成为行业的必然选择。
在这一技术转换节点上,All GaN方案通过降低高频开关损耗、大幅缩减无源器件体积,为提升功率密度和落地GPU垂直供电提供了切实可行的硬件基础。
此外,针对液冷趋势优化的顶部散热封装,也为解决超高热流密度下的热管理难题提供了物理通道。整体而言,顺应高压、高频、液冷的技术演进,并积极引入智能化辅助设计,是电源产业链应对未来能耗挑战的务实演进路线。


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