7月31日，由GaNFET.com主办，服务器电源网、功率之心协办的2026世界氮化镓大会在线举行。

纳微半导体现场应用总监况草根发表《Navitas GaN在HVDC上的应用》主题演讲，围绕AI数据中心供电架构变化、800V HVDC电源设计、高低压氮化镓器件布局及实测方案展开分享。

本次大会汇聚多家氮化镓产业链企业，围绕氮化镓器件、控制技术与高功率电源应用展开交流。

AI算力推动供电架构走向800V HVDC

AI服务器的功率增长速度正在明显加快。过去，单台服务器电源的功率多集中在数百瓦至数千瓦；如今，AI机柜功率已经从几十千瓦提升至数百千瓦，并开始向兆瓦级发展。

在如此高的功率等级下，传统12V、48V供电需要传输极大的电流，不仅会增加母排、线缆及连接器的铜材用量，也会带来更高的导通损耗和散热压力。

采用±400V或800V直流母线，可以在相同功率下大幅降低传输电流，减少供电链路损耗和铜材用量，同时为提升机柜功率密度、应对GPU峰值功率需求创造条件。纳微认为，AI数据中心正成为公司重点投入的应用方向，并通过高压、低压GaN产品配合HVDC各级电源转换。

从整体架构来看，数据中心供电正在经历从机架内M-CRPS、集中式OCP电源，到±400V、800V HVDC架构的变化。进入HVDC架构后，系统需要先将800V母线转换为50V、12V或6V，再由后级IBC和负载点电源继续向CPU、GPU及存储器供电。

兆赫兹高频成为提升功率密度的关键

HVDC Power Brick需要在接近手机大小的空间内实现数千瓦甚至十余千瓦输出。相关应用的全砖功率可达到10kW至12kW，半砖功率约为6kW，部分PDB方案则需要达到20kW。

要在有限体积内完成如此高的功率转换，开关频率需要提高至1MHz甚至更高。传统硅器件在高频下会面临较大的开关损耗，碳化硅器件在兆赫兹级应用中也存在一定设计压力，而氮化镓器件凭借较低的开关损耗和较短的开关死区，更适合高频、软开关电源拓扑。

除高压Power Brick外，48V转12V或6V的IBC也在提高功率密度。针对1.5kW至2kW、1.5MHz至2MHz的应用需求，纳微布局了100V低压GaN、带驱动器的DrGaN以及半桥集成方案。

800V转50V，10kW Demo峰值效率约98.5%

在这次世界氮化镓大会中，纳微重点展示了一款800V转50V、10kW全砖HVDC Demo。

该方案采用三级半桥LLC-DCX架构，原边设置4颗高压开关管，搭配8∶1矩阵变压器；副边采用全桥同步整流，并使用16颗顶部散热的低压GaN器件。高压侧与低压侧均采用氮化镓器件，在提高开关频率的同时兼顾导通损耗和散热能力。

纳微还对两代方案进行了损耗对比。第二代方案将原边器件导通电阻由18mΩ降低至11mΩ，副边器件由1.1mΩ降低至0.8mΩ，并将副边硅MOS替换为GaN。经过器件及变压器设计优化，计算总损耗由251W下降至173.3W，效率由97.5%提高至98.3%。

从测试结果来看，这款10kW Demo在3kW、5kW和10kW负载下均保持稳定工作，峰值效率约为98.5%。

与副边采用硅MOS的方案相比，GaN方案在5kW以上负载区间仍可带来超过0.2个百分点的效率提升；在部分轻载区间，效率增益超过0.5个百分点。对于效率已经接近98%的大功率电源而言，这一提升能够直接减少系统发热，并降低液冷系统的散热负担。

纳微表示，GaN既能支持电源高频化，也能兼顾效率和功率密度。特别是在ZVS软开关拓扑中，氮化镓器件能够避开部分硬开关工况带来的动态应力，更充分地发挥高频开关优势。

20kW方案将输出电压进一步下探至6V

除了800V转50V Demo，纳微还展示了800V转6V、20kW HVDC设计。

该方案采用128∶1 DCX变换架构，目标开关频率约为1MHz，板卡尺寸为400mm×60mm×6mm，不包含MCU及辅助电源。

方案目标满载效率为96.5%，现阶段损耗估算结果约为96.3%。

与800V转50V后再经过IBC降压的方式相比，直接将母线电压转换至6V，有机会减少中间转换级，但也会带来更大的副边电流，对变压器绕组、同步整流、均流和散热设计提出更高要求。目前该方案仍处于调试阶段。

高低压GaN覆盖HVDC主要转换环节

面向HVDC服务器电源，纳微已经形成覆盖高压侧和低压侧的GaN产品组合。

高压侧主要包括650V GaNSafe集成功率芯片和GaNFast分立器件，提供TOLL、TOLT、QDPAK及8mm×8mm双面散热等封装形式，可用于800V Power Brick原边开关。GaNSafe系列将功率器件、驱动及保护功能集成在同一封装内，重点面向高功率、高频电源应用。

低压侧则覆盖80V至120V GaN器件，其中100V产品提供0.8mΩ、1.1mΩ和2.2mΩ等规格，并采用PQFN 5mm×6mm顶部散热封装，可用于HVDC副边同步整流以及48V转12V、6V的IBC。纳微还规划了GaNSync和DrGaN产品，通过集成同步整流控制、驱动及半桥功率器件，进一步减少外围器件和PCB占用空间。

从器件形态来看，纳微的HVDC布局已经从单一高压GaN扩展至650V高压开关、100V低压同步整流、驱动保护集成芯片以及双面散热封装，覆盖800V母线到低压负载之间的多个功率转换环节。