（電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道 文/章鷹）GaN作為一種性能優(yōu)異的寬禁帶半導(dǎo)體材料，近年來在功率半導(dǎo)體市場(chǎng)備受關(guān)注，從消費(fèi)電子快充領(lǐng)域崛起，到如今的AI服務(wù)器、人形機(jī)器人等新興市場(chǎng)應(yīng)用，氮化鎵器件正在顯示強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿ΑＷ罱鼉杉掖髲S在氮化鎵領(lǐng)域新動(dòng)態(tài)引發(fā)了業(yè)界的關(guān)注。

5月21日，納微半導(dǎo)體美股盤后上漲了超202%，導(dǎo)致股價(jià)上漲的最重要原因之一是英偉達(dá)和納微結(jié)成的戰(zhàn)略合作，5月20日，英偉達(dá)與納微宣布構(gòu)建合作伙伴關(guān)系，開發(fā)基于全新架構(gòu)的下一代電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用800 V高壓直流 (HVDC) 集中發(fā)電技術(shù)。

7月3日，國產(chǎn)GaN龍頭企業(yè)英諾賽科股價(jià)表現(xiàn)強(qiáng)勁，漲超11%。6月30日，英諾賽科發(fā)布公告，其最大基石投資者意法半導(dǎo)體（STM）原禁售期于6月29日到期后，已書面承諾未來12個(gè)月內(nèi)不減持任何股份。 除基石投資者外，資本市場(chǎng)中的多家機(jī)構(gòu)投資者同樣看好英諾賽科的發(fā)展前景。7月8日，英諾賽科確認(rèn)，公司將進(jìn)一步提升8英寸（200nm）產(chǎn)能，預(yù)計(jì)年底將從1.3萬片/月擴(kuò)產(chǎn)至2萬片/月。

TrendForce集邦咨詢最新報(bào)告《2024全球GaN Power Device市場(chǎng)分析報(bào)告》顯示， 2023年全球GaN功率元件市場(chǎng)規(guī)模約2.71億美元，至2030年有望上升至43.76億美元，CAGR（復(fù)合年增長率）高達(dá)49%。在AI數(shù)據(jù)中心電源領(lǐng)域、納微、英飛凌、英諾賽科推出了哪些新款產(chǎn)品？本文根據(jù)其性能優(yōu)勢(shì)和架構(gòu)特色進(jìn)行詳細(xì)介紹。

GaN+SiC！納微全球首發(fā)97.8%超高效12kW AI服務(wù)器電源

5月21日，美國功率半導(dǎo)體企業(yè)納微半導(dǎo)體宣布，推出專為超大規(guī)模AI數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)的最新12kW量產(chǎn)電源參考設(shè)計(jì)，可以適配功率密度達(dá)120kW的高功率服務(wù)器機(jī)架。

圖1：納微12kW量產(chǎn)電源 來自納微半導(dǎo)體微信

這款產(chǎn)品的特別之處，在于12kW電源遵循ORv3規(guī)范及開放計(jì)算項(xiàng)目（OCP）標(biāo)準(zhǔn)，采用第三代快速碳化硅MOSFET和新型IntelliWeave數(shù)字技術(shù)，以及配置于三相交錯(cuò)TP-PFC和FB-LLC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的高功率 GaNSafe氮化鎵功率芯片，以極簡元件布局實(shí)現(xiàn)最高效率與性能。

在關(guān)鍵的技術(shù)上，納微12kW電源中采用的三相交錯(cuò)TP-PFC拓?fù)溆刹捎谩皽喜圯o助平面柵”技術(shù)的第三代快速碳化硅MOSFET驅(qū)動(dòng)。三相交錯(cuò)FB-LLC拓?fù)溆杉{微半導(dǎo)體的高功率旗艦——第四代GaNSafe氮化鎵功率芯片驅(qū)動(dòng)，其集成了控制、驅(qū)動(dòng)、感測(cè)以及關(guān)鍵的保護(hù)功能，使其在高功率應(yīng)用中具備了前所未有的可靠性和魯棒性。

該電源的尺寸為790×73.5×40mm，輸入電壓范圍180–305VAC，輸出最高電壓為50VDC。當(dāng)輸入電壓高于207VAC時(shí)輸出12kW功率，低于該閾值時(shí)輸出10kW。其配備主動(dòng)均流功能及過流、過壓、欠壓、過熱保護(hù)機(jī)制，可在-5至45℃溫度范圍內(nèi)正常運(yùn)行，12kW負(fù)載下保持時(shí)間達(dá)20ms，浪涌電流為穩(wěn)態(tài)電流3倍（持續(xù)時(shí)間<20ms），采用內(nèi)部風(fēng)扇散熱。

NVIDIA推出的下一代800V HVDC架構(gòu)，旨在為未來AI的計(jì)算負(fù)載提供高效、可擴(kuò)展的電力傳輸能力，實(shí)現(xiàn)更高可靠性、更優(yōu)效率并簡化基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)。英偉達(dá)在下一代800V HVDC架構(gòu)采用納微半導(dǎo)體的GaNFast氮化鎵和GeneSiC碳化硅技術(shù)開發(fā)。

在二次側(cè)DC-DC變換領(lǐng)域，納微半導(dǎo)體推出80-120V的中壓氮化鎵功率器件，專為輸出48V-54V的AI數(shù)據(jù)中心電源優(yōu)化設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)高速、高效、低占板面積的功率轉(zhuǎn)換。

據(jù)悉，早在2023年，納微率先制定了“AI數(shù)據(jù)中心電源技術(shù)路線圖”，聚焦下一代AI數(shù)據(jù)中心的電力傳輸。該路線圖推出的第一款方案是高速高效的CRPS 2.7kW電源，其功率密度是傳統(tǒng)方案的2倍，能量損耗降低了30%。2024年11月，納微發(fā)布了全球首款由氮化鎵和碳化硅混合設(shè)計(jì)的8.5kW AI數(shù)據(jù)中心電源，效率可達(dá)98%，符合開放計(jì)算項(xiàng)目（OCP）和Open Rack v3（ORv3）規(guī)范。

2025年7月2日，納微半導(dǎo)體（Navitas）宣布，與力積電建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，將采用力積電8寸0.18微米制程生產(chǎn)氮化鎵（GaN）產(chǎn)品。

英飛凌公布BBU發(fā)展藍(lán)圖，12KW BBU電源功率密度為業(yè)界水平4倍

5月2日，英飛凌官方消息顯示，英飛凌攜手NVIDIA正在開發(fā)采用集中式電源供電的800 V高壓直流（HVDC）架構(gòu)所需的下一代電源系統(tǒng)。新的系統(tǒng)架構(gòu)將顯著提升數(shù)據(jù)中心的電源傳輸效率，并且能夠在服務(wù)器主板上直接進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換進(jìn)而提供給AI芯片（GPU）。

圖2：英飛凌AI數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品展示 英飛凌提供

2025年初，英飛凌正式揭曉了其針對(duì)人工智能（AI）數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的電池備份單元（BBU）的發(fā)展藍(lán)圖。這一藍(lán)圖覆蓋了從4 kW到5.5kW，直至全球首創(chuàng)的12kW BBU電源解決方案，標(biāo)志著英飛凌在AI數(shù)據(jù)中心供電技術(shù)上的重大突破。

在5.5kW BBU產(chǎn)品中，英飛凌采用了其獨(dú)有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并融合了硅（Si）與氮化鎵（GaN）技術(shù)，這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)使得BBU能夠?qū)崿F(xiàn)超高的效率以及高功率密度。而更令人矚目的是，其12kW BBU系統(tǒng)通過集成多張4kW電源轉(zhuǎn)換卡，使得功率密度遠(yuǎn)超業(yè)界平均水平，達(dá)到了四倍之多。

圖3 英飛凌300mm GaN技術(shù) 英飛凌提供

7月3日，英飛凌宣布公司已能夠在12英寸（300mm）晶圓上生產(chǎn)GaN芯片，該技術(shù)為世界首創(chuàng)，希望滿足高能耗人工智能（AI）數(shù)據(jù)中心和電動(dòng)汽車中使用的功率半導(dǎo)體快速增長的需求。該公司表示，使用更大尺寸的GaN晶圓生產(chǎn)芯片將更加高效，12英寸可以容納的GaN芯片數(shù)量是8英寸（直徑200mm）晶圓的2.3倍。

英飛凌電源與傳感器系統(tǒng)總裁Adam White表示，首批樣品將于2025年第四季度向客戶提供。英飛凌有望擴(kuò)大客戶群體，并進(jìn)一步鞏固其作為領(lǐng)先氮化鎵巨頭的地位。

英諾賽科推出4.2KW GaN器件，96.8%高能效，服務(wù)國產(chǎn)AI服務(wù)器廠商

隨著 AI 服務(wù)器的市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，其核心處理器，包括 CPU、GPU、NPU、ASIC、FPGA等，以及內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)通信等芯片元器件的性能和功耗水平都在提升。通用服務(wù)器原來只需要2顆800W服務(wù)器電源，但是AI服務(wù)器需求提升為4顆1800W高功率電源。

由于CPU和GPU的功率不斷攀升，傳統(tǒng)的12V供電架構(gòu)無法滿足高效傳輸需求，48V供電系統(tǒng)逐漸成為主流。

英諾賽科推出100V增強(qiáng)型GaN功率器件INN100EA035A，采用雙面散熱封裝，顯著提升功率密度和效率，適用于AI服務(wù)器和48V基礎(chǔ)設(shè)施的高效能源轉(zhuǎn)換。該器件在48V/25A條件下穩(wěn)態(tài)損耗減少35%以上，系統(tǒng)級(jí)效率可達(dá)98%。

針對(duì)數(shù)據(jù)中心的前端輸入側(cè)——服務(wù)器電源PSU （PFC/LLC）1kW-4kW AC/DC環(huán)節(jié)，英諾賽科帶來多款氮化鎵服務(wù)器電源解決方案，分別是1KW 48V-12V LLC、3.6KW CCM TTP PFC，4.2KW PSU案例。此前，英諾賽科推出2KW PSU參考設(shè)計(jì)，采用圖騰柱無橋PFC+LLC結(jié)構(gòu)，效率高達(dá)96.5%，體積僅為185*65*35(mm3)，完美符合 80 Plus 鈦金級(jí)能效。

英諾賽科展示的4.2KW PSU參考設(shè)計(jì)，采用圖騰柱無橋PFC+LLC結(jié)構(gòu)，效率高達(dá)96.8%，體積僅為185*659*37(mm3)，適合數(shù)據(jù)中心、通信PSU和服務(wù)器電源的能效要求。據(jù)悉，英諾賽科的氮化鎵服務(wù)器電源解決方案已經(jīng)進(jìn)入長城、浪潮等大廠的供應(yīng)鏈。