近日，备受全球关注的美国大选落下帷幕，特朗普当选为美国第47任总统。
从特朗普此前对外发声看，他对AI颇为关注，且承诺将加大AI领域的投资。此前任期内，特朗普有意推动美国在AI领域的领先地位，以应对来自海外的竞争。
在今年8月，在与马斯克的连线对谈中，特朗普曾对AI数据中心使用的大量电量表示担忧。特朗普称，AI所需能源是美国现有能源的两倍，这令他感到震惊。特朗普的焦虑，是目前AI数据中心产业迫切需要解决的节能降耗问题。
AI领域成为碳化硅/氮化镓增量场
AI和超大规模数据中心的迅猛发展，对AI服务器电源的功率、效率等提出了越来越高的要求。消息显示，全球多达95%的数据中心无法满足运行NVIDIA最新Blackwell GPU的服务器的功率需求。
碳化硅和氮化镓因其独特的物理特性，在AI产业中展现出显著的应用优势，特别是在提高能效、功率密度和适应高频高压环境方面。随着技术的不断进步和成本的降低，碳化硅/氮化镓技术将在提升AI服务器电源功率和效率等方面扮演关键角色。
目前，全球AI和超大规模计算数据中心的服务器电源有三种外形规格，包括通用冗余电源的CRPS185、CRPS265以及开放计算项目的OCP。三种规格电源高度和宽度尺寸相同，只有长度不同，其中，每个CRPS185电源尺寸都是固定的，长宽高分别为185毫米、73.5毫米、40毫米。因此，在尺寸无法改变的情况下，AI服务器功率需求的增加就需要从提升功率密度入手。
而功率密度的提升可以通过提高开关频率来实现，在硅基产品已到达物理性能极限的情况下，氮化镓器件的高开关频率特性使其更加适合高密度CRPS应用。而碳化硅器件与硅基产品相比，可以在更高的温度和电压下运行，实现更高效的功率转换并减少能量损失。
因此，主流碳化硅/氮化镓功率器件厂商在AI服务器电源领域的布局正在重点聚焦如何提升AI服务器电源功率和效率，并加快了相关产品升级迭代的速度。
AI服务器电源争夺战已打响
在AI服务器电源市场需求推动下，纳微、英飞凌、安森美、TI等国际大厂在AI服务器电源相关产品布局方面都取得了一定的进展，同时，镓未来、能华微、氮矽科技等部分国内厂商也已涉足AI服务器电源领域，国内外碳化硅/氮化镓厂商关于AI服务器电源的争夺战已经打响。
其中，纳微半导体在近日公布的2024年Q3业绩中披露，其在2024年第三季度推出了全新98%效率的8.5kW AI服务器电源参考设计，采用了高压氮化镓和碳化硅混合设计的架构。
基于此8.5kW AI服务器电源参考设计，纳微打造出了全球首个AI和超大规模数据中心专用的8.5kW服务器电源，搭载了纳微高功率GaNSafe氮化镓功率芯片和第三代快速碳化硅MOSFETs，能够满足NVIDIA Hopper-Blackwell-Rubin AI GPU路线图所需的极高功率密度。在AI服务器电源产品助力下，纳微在今年第三季度如期开始产生数据中心收入。
英飞凌则在今年6月发布了专为AI服务器的AC/DC级开发的全新CoolSiC™ MOSFET 400V系列产品，与现有的650V SiC和Si MOSFET相比，新系列传导和开关损耗都较低，提升AI服务器电源功率密度达到100W/in³以上，并且效率达到99.5%，较使用650V SiC MOSFET的解决方案提高了0.3个百分点。
针对AI服务器54V输出平台，英飞凌开发了3.3kW AI服务器电源专用DEMO板，采用了英飞凌的CoolGaN™、CoolSiC™、CoolMOS™设计，可实现整机基准效率97.5%，功率密度达到96W/in³。
安森美推出了最新一代T10 PowerTrench®系列和EliteSiC 650V MOSFET的组合，为数据中心应用提供了一种完整解决方案，安森美表示该方案已经收到了来自AI数据中心市场的订单需求。
国内厂商方面，镓未来已与知名院校达成合作，共同完成3.5kW无风扇服务器电源的开发，通过两相交错图腾柱PFC及LLC实现高效率和高功率密度48V电源方案；氮矽科技多款相关产品已送样国内头部知名企业，并完成了相关的可靠性测试；能华微1200V氮化镓产品也已经送样知名服务器电源厂，正在进行可靠性评估，各大厂商正在共同推动氮化镓在AI数据中心服务器电源应用的产业化进程。
据TrendForce集邦咨询最新报告《2024全球GaN Power Device市场分析报告》显示，2024年AI服务器占整体服务器出货的比重预估将达12.2%，较2023年提升约3.4%，而一般型服务器出货量年增率仅有1.9%。
为了抢占商机，英飞凌与纳微半导体均在今年公布了针对AI数据中心的技术路线图。英飞凌表示，将液冷技术与氮化镓相结合，在较低结温下具有明显的优势，为数据中心提供了巨大的机会，可以最大程度地提高效率，满足不断增长的电力需求，并克服服务器发热量不断增加所带来的挑战。
英飞凌目前已推出输出功率为3kW和3.3kW的AI服务器电源，8kW PSU预计将于2025年第一季度上市，全新8kW PSU支持最高输出功率达300kW或以上的AI机架。纳微则计划在近期内将AI服务器电源功率提高到12kW及更高水平。
小结
AI数据中心的高能耗对全球电力供应构成了巨大挑战，在能耗持续攀升的情况下，提高AI服务器电源的功率密度和能效已成为业内关注的焦点，也是碳化硅/氮化镓企业发力的机会。
当前，AI服务器电源功率密度和效率正在持续提升，伴随着碳化硅/氮化镓技术迭代升级，未来有望诞生更多实战表现亮眼的AI服务器电源产品。（文：集邦化合物半导体Zac）
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