AI算力设施的供电架构正在经历革命性变革。东方证券研报指出,英伟达正在推进800V HVDC(高压直流)数据中心供电架构,计划2027年启动支持1MW以上IT机架。Navitas宣布依靠GaN和SiC技术参与英伟达下一代800V HVDC电源架开发,为Kyber机架级系统内的RubinUltra等GPU提供电力支持。8月1日英伟达官网更新合作商名录,GaN龙头英诺赛科上榜。从通算到智算,高压、高效成为重要趋势,SiC/GaN器件在数据中心供电系统中的应用加速落地。
从415V到800V,HVDC架构提升传输效率85%
传统数据中心供电架构普遍采用415V交流配电,当功率需求超过200kW时受限于功率密度、铜材用量和系统效率等方面的物理极限。英伟达创新性地开发800V HVDC电源架,在数据中心外直接将13.8kV交流电转换为800V高压直流。
从415VAC切换到800VDC,可通过相同导体尺寸多传输85%的功率。这是因为较高的电压会降低电流需求,能降低电阻损耗并提高功率传输效率。该方案无需额外配置AC-DC变换器,就可直接为IT机架供电,并通过DC-DC变换器降压后为GPU供电。
Navitas+英诺赛科,GaN/SiC双路线支撑Kyber机架
2025年5月,Navitas宣布依靠GaN和SiC技术与英伟达合作进行800V HVDC系统开发,为Kyber机架级系统内的RubinUltra等GPU提供电力支持。Navitas的GaN和SiC技术在高频、高效电源转换方面具有显著优势。
8月1日,英伟达官网更新800V直流电源架构合作商名录,英诺赛科上榜。合作商涵盖硅供应商(ADI、英飞凌、英诺赛科、MPS、Navitas、安森美、瑞萨、罗姆、意法半导体、德州仪器)、电源系统组件(台达、Flex Power、Lead Wealth、LiteOn、Megneet)和数据中心电源系统(Eaton、Schneider Electric、Vertiv)等全产业链伙伴。
IT机架内部降压,48V以上架构推动GaN/SiC渗透
在IT机架内部的降压环节,传统的12V供电架构无法满足高效传输需求,当前48V及以上的供电系统正逐渐成为主流。AI服务器GPU等负载对电流需求极高,12V架构下铜损和连接器损耗显著。
在使用英飞凌基于GaN/SiC的服务器电源解决方案后,AC/DC转换、DC/DC转换等环节均呈现显著的效率提升。英飞凌基于GaN/SiC技术持续推出更高功率的电源供应单元解决方案,预计在2025-2026年推出功率达12kW的产品。
AI数据中心供电系统,SiC/GaN打开新成长空间
数据中心供电系统从10KV+中压/高压交流电经降压变压器转换为400V等级低压,再通过UPS或HVDC等环节实现AC/DC转换,经PDU配电单元二次降压至服务器所需电压。在电压转换各环节中,需要依赖功率器件对电能进行转换。
SiC/GaN在HVDC、电源模块等场景的适配性使其成为AI数据中心供电系统的关键器件。随着高压直流方案渗透率上升,GaN/SiC器件有望持续拓展应用,打开产业成长空间。
表:英伟达800V HVDC合作商名录(硅供应商)| 公司名称 | 核心业务方向 |
|---|
| Analog Devices(ADI) | 模拟芯片 |
| Infineon(英飞凌) | 功率半导体(GaN/SiC) |
| Innoscience(英诺赛科) | GaN功率器件 |
| MPS | 电源管理芯片 |
| Navitas | GaN/SiC功率IC |
| OnSemi(安森美) | 功率半导体 |
| Renesas(瑞萨) | MCU/功率器件 |
| ROHM(罗姆) | SiC功率器件 |
| STMicroelectronics(意法半导体) | 功率半导体 |
| Texas Instruments(德州仪器) | 模拟/功率芯片 |