HVDC相较传统AC架构就能够实现约1%–3%的效率提升。对于普通消费电子来说,1%的效率变化可能并不敏感;但在兆瓦级AI数据中心中,1%的能效提升,背后对应的却可能是长期极其可观的电力成本差异。
近年来产业链相关企业都开始推动800V HVDC相关架构讨论。随着AI服务器持续向高功率密度演进,HVDC正在从过去的“电信级方案”,逐渐转变为AI数据中心的主流方向。
从硅到SiC/GaN,功率半导体开始“代际切换”
HVDC的出现,不只是服务器供电架构变化,更意味着整个功率半导体产业链正在发生技术迁移。过去多年,服务器电源体系主要建立在硅基功率器件之上,但在800V高压、高频、高功率密度场景下,传统硅器件的效率瓶颈开始越来越明显。MPS也持续投入在SiC、GaN功率器件及系统应用领域,我们认为未来AI服务器供电系统将越来越依赖SiC(碳化硅)与GaN(氮化镓)等第三代半导体器件。
其中,在前端高压整流部分,1200V SiC MOSFET会成为更主流的方案;而在后端高频DC/DC部分,GaN HEMT则开始展现高频优势。与此同时,包括热插拔与高压保护等环节,也开始引入SiC JFET等新型器件。
相比传统硅基方案,第三代半导体最大的价值在于“效率”和“密度”。在高压服务器场景中,SiC/GaN方案可实现开关损耗降低约60%–70%、电源系统整体效率提升约3%–5个%,并实现更高的工作频率与更低发热。
而对于AI服务器来说,这意味着同样空间下,可以塞入更高功率的供电系统。这也是为什么近两年,越来越多半导体厂商开始重新布局数据中心功率器件市场。