伺候一颗GPU要多少颗电源管理芯片?8家国产PMIC公司谁靠得最近?

半导体产业研究 2026-08-22 09:00
伺候一颗GPU要多少颗电源管理芯片?8家国产PMIC公司谁靠得最近?图1


【内容目录】

一、48 伏到 0.65 伏

· 四类芯片各管一段

二、大脑与肌肉

· 这一格的尺子,是平台规范

三、守门的:800 伏断不掉

· 三个数,和三个引用陷阱

四、传话的:那道墙

· 共模瞬态抗扰度是另一把尺子

五、中国在这四格的位置

· 八家上市公司,谁占了哪几格

结语:分界不在能力

· 在有没有人逼你把数字写出来

附:参考来源与口径说明

· 器件数据手册、公司定期报告与厂商公开资料分列

英伟达下一代机柜里,一颗计算芯片的功耗定在 2.3 千瓦,工作电压 0.65 伏。功率除以电压,电流上千安培。

机柜送进来的是 48 伏。从 48 伏到 0.65 伏这最后几厘米,不是一颗芯片完成的,是四类:多相数字控制器、智能功率级、电子保险丝、隔离栅极驱动。

一、48 伏到 0.65 伏:四类芯片各管一段

先把四类芯片认全

第一类,多相数字控制器。它是大脑,决定这一路电分成几相、每相什么时候开关、电流怎么在各相之间分配。

第二类,智能功率级,业内也叫 DrMOS。它是肌肉,真正把电流送出去。但它同时还是传感器:一边出力,一边把自己正在输送的电流和自身温度实时回报给控制器。

第三类,电子保险丝。它是守门的,平时不出声,出事时负责在几百纳秒内把电切断。

第四类,隔离栅极驱动。它是传话的。800 伏的功率侧和不到 1 伏的逻辑侧必须在电气上完全隔开,但控制信号又得准确传过去。

从 48 伏到 0.65 伏,四类芯片各管一段

伺候一颗GPU要多少颗电源管理芯片?8家国产PMIC公司谁靠得最近?图2

图1|板级供电的功能分工示意。隔离栅极驱动不串在 48 伏主通路上,单独列出以免误读为串联环节。

资料来源:各公司 2025 年年度报告;德州仪器器件公开资料

二、大脑与肌肉:平台规范是唯一标尺

兼容与否,是可验证的硬指标

分相的道理不复杂:上千安培没法从一条通路上过去,只能分摊到多路并联、交错开关;控制器必须数字化,才能在微秒级窗口里闭环。标准配置是一颗高相数数字控制器,配十余颗大电流智能功率级。

真正决定这一格门槛的,是另一件事——它必须和平台对上话。

英伟达为自家计算平台定了核心供电规范,控制器要按规范上的相数、按 PWM-VID 这类协议和平台交互。规范是硬的:兼容还是不兼容,插上去就知道,不存在“基本兼容”。

所以这一格的厂商没法用形容词交差。年报里写“兼容 OVR16 规范与 PWM-VID 协议”,是一句可以被验证的话;写“性能优异”则什么也没说。这一点在第五章会兑现成一个具体的对照。

功率级会打小报告

而这正是最容易被低估的一环

智能功率级容易被当成纯执行元件,其实不是。

它一边送电,一边回报:把自己此刻输送的电流、自身的结温,实时报给控制器。控制器拿到这些数,才知道该往哪一相多分点电流、哪一相该缓一缓。

所以这套系统的调节精度,上限卡在功率级回报的那个数准不准。回报不准,控制器再快也是照着错的数在调。

还有一个更硬的约束是时序。多相交错并联要求各相的开关时序高度一致,任何一个通道的时序偏差,都会破坏电流均分,本该各挑一份的相,有的挑重了,有的在偷懒。

澄清一个常见误区

做得好 CPU 供电,不等于做得好 GPU 供电

这两件事经常被当成一回事,但它们不是。

CPU 侧的供电和 GPU 侧的核心供电,在电流量级、瞬态速率和相数要求上都不同档。一家能把 CPU 侧多相供电做扎实的厂商,不必然能做 GPU 侧的核心供电。

这一点在第五章会再出现。国产厂商里,正有一家是从 CPU 生态切进来、再往 GPU 侧渗透的。

目前 Rubin 平台的主要核心供电与智能功率级供应商是 MPS。

三、守门的:800 伏断不掉

直流断不掉,是这一格存在的理由

这一格的难处来自一个物理事实:工频交流每隔十毫秒左右自己过一次零点,电弧到那一刻失去能量供给、自然熄灭,交流断路器只要在这个窗口里分开触头就行——它是在等。而 800 伏直流母线上没有零点,电弧一旦起来就持续燃烧,断流只能主动强制完成。

这一篇要问的是另一件事:既然这一格这么难,为什么反而是它,最说不清自己做到了什么程度?

答案得从“该看哪三个数”开始。

老式保险丝为什么退场

慢,而且只能用一次

传统的玻璃管、金属保险丝靠热积累熔断:电流过大,金属丝发热、熔化、断开。

它有两个毛病,在算力机柜里都致命。

一是慢。热积累的响应在毫秒甚至秒级。在 800 伏、上千安培的环境里,毫秒足够把事情烧到不可收拾。

二是一次性。熔断之后整条支路瘫痪,必须有人去现场换。而一个算力机柜由数千颗器件构成、要求 7×24 小时连续跑,保护一次就停机换件,这个代价没人付得起。

电子保险丝不是一根丝

它是一颗芯片

电子保险丝并不等同于“更快的保险丝”,它和保险丝根本不是同一类东西。

它是一颗基于硅工艺的可编程保护芯片,里面集成三样东西:高速精密采样电路、高精度比较器、超低导通电阻的功率 MOSFET。

工作方式也是反的。保险丝被动等电流把自己烧断;电子保险丝主动采样、比较、判定异常就关断。

电子保险丝不是更快的保险丝,是一颗芯片

伺候一颗GPU要多少颗电源管理芯片?8家国产PMIC公司谁靠得最近?图3

图2|三件套与三个数。参数取自德州仪器 TPS25990 器件首页特性表公开承诺值,条件已随值标注。

资料来源:德州仪器

由此换来三样保险丝给不了的能力:响应进到亚微秒乃至纳秒;防护覆盖过载、短路、过压、过温与反向电流;故障后可以锁死,也可以按预设策略延迟自愈重启——不用人去现场。

三个数,决定它够不够格

而流传的对标,几乎每个都对不上

判断一颗电子保险丝,主要看三个数:短路响应时间、导通电阻、可编程限流精度。

以德州仪器 TPS25990 的公开承诺值为标尺(输入 2.9 至 16 伏、60 安培、可堆叠,带 PMBus 数字遥测,典型用于服务器 12 伏电源路径):

伺候一颗GPU要多少颗电源管理芯片?8家国产PMIC公司谁靠得最近?图4

这张表里有两处,是公开转述里最常出错的地方。

那个“100 纳秒”是哪来的。公开转述里常见“国际一线响应在 100 纳秒以内”。厂商自己承诺的是 280 纳秒。按流传口径算,国产的差距会被读成五到九倍;按公开承诺值算,是两到三倍。代差是真的,但比传说中小一档。

导通电阻必须连结温一起说。“低于 1 毫欧”只在典型值、结温 25℃ 时成立。按最大值算,25℃ 已是 1.05 毫欧,全温域 1.4 毫欧。而它在服务器里长期跑在远高于 25℃ 的结温上。

还有两处顺带说清。一是“限流精度”在数据手册里不是一个数,是三个:稳态阈值 ±5%、电流监测 2.1%、启动期约 ±30%,流传的“±1% 到 ±1.5%”和哪一项都对不上。二是数量级误标——数百纳秒属亚微秒级,公开转述里时有标成“微秒级”的,两者差约一个数量级。

三个引用陷阱:流传的口径,和厂商公开承诺的不是一回事

伺候一颗GPU要多少颗电源管理芯片?8家国产PMIC公司谁靠得最近?图5

图3|对标国际一线时,参数必须连条件一起引用。本图不含国产器件对应参数——杰华特与希荻微 2025 年年报均未披露电子保险丝的响应时间、导通电阻与限流精度。

资料来源:德州仪器;杰华特、希荻微 2025 年年度报告

三个数是互相牵制的

导通电阻还有直接的热学后果。这颗 MOSFET 正常工作时始终串在主通路上,它的电阻就是持续的热损耗。在数十安培的支路上,零点几毫欧的差异会变成可观的局部温升,而算力主板上每一度温升,都要占用本已紧张的散热预算。

更麻烦的是三个数互相拉扯:压导通电阻要堆功率管面积,压响应要堆采样与比较精度,两件事在同一块硅上抢资源。三个数都好看的器件,靠的不是每项做到极致,是取舍做得好。

本文不给eFuse的市场规模与单机搭载总颗数。现有流传测算有三套互相矛盾的口径,整条测算链不可信。可以确定的是配比结构:GPU主卡输入端,每张加速芯片在48伏/12伏前端强制配一颗大电流高速eFuse;PCIe、HBM逻辑轨、辅助I/O等外围轨再加一到两颗中低压器件。

比参数更难的一层

它还得会和大脑说话

三个数做到位,只是入场。

误判一次,整机就要下线。在电流变化率超过每微秒一千安培的环境里,“该断时够快”和“不该断时够稳”是一对反向要求:采样越灵敏,越容易把正常的大电流跃变误判成短路。这一点没有中间地带。

保护也不是孤岛。它触发过流保护之后,还要通过 PMBus 或 I3C 把状态报给多相控制器,让系统知道断的是哪一路、要不要重启、要不要降额。这段协同延迟本身就是一项指标。

器件参数再漂亮,和大脑对不上话,系统层面依然不可用。

四、传话的:800 伏与 0.65 伏之间那道墙

同一块板子上,一侧是 800 伏的功率执行电路,另一侧是不到 1 伏的逻辑控制电路。两者之间必须有一道物理屏障,但控制信号还得准确穿过去。

这就是隔离栅极驱动 IC 的活。

判断它的核心指标叫共模瞬态抗扰度,业内简称 CMTI:当屏障两侧的电位剧烈相对跳变时,它能不能保持不误动作。

为什么这在 800 伏场景特别要紧? 碳化硅与氮化镓器件开关极快,会在隔离屏障上产生极高的电压变化率。这个跳变会耦合出干扰电流,驱动 IC 抗不住就会误触发。在 800 伏主回路上误触发一次,后果不是重启,是烧毁。

这项指标有公开可核的门槛。德州仪器面向碳化硅与 IGBT 的增强隔离栅极驱动 UCC21750(±10 安培拉灌、最高 2121 伏直流工作电压),承诺 CMTI 为 150 伏/纳秒,也就是 15 万伏/微秒,而且这是最小值,不是典型值

国产厂商在这条线上主打的参数,除了 CMTI,还有一个是“双通道延时匹配 1 纳秒”(芯朋微 PN7921)。注意:是延时匹配,不是绝对延时。

这和第二章那条对上了:多相并联最怕各通道时序不一致。厂商自己很清楚该把哪个参数拿出来说话。

纳芯微(688052.SH) 在这条线上走的是自研二氧化硅电容隔离技术,产品覆盖高压直流备电、电池管理与隔离栅极驱动。其 2026 年一季报营业总收入 11.41 亿元、同比增长 59.17%,归母净利润 -3,574 万元,亏损同比收窄 30.39%。

五、中国在这四格的位置

一张表先看全貌

这次比的不是四家谁强,是八家各占几格

伺候一颗GPU要多少颗电源管理芯片?8家国产PMIC公司谁靠得最近?图6

八家国产芯片公司,站在这四格的哪几格

伺候一颗GPU要多少颗电源管理芯片?8家国产PMIC公司谁靠得最近?图7

图4|圆点为依据公司公开披露口径所作的环节归位,非份额或竞争力排序。一季度为单季数据,波动较大,不宜据单季利润判断长期位置。

资料来源:各公司 2025 年年度报告及 2026 年第一季度报告

表里三家值得单独说。

杰华特:四格占三格

它采“虚拟 IDM”模式:自主开发高阶模拟高压 BCD 专有制程,产能交给代工厂。制程是自己的,产线不是。

产品线覆盖多相控制器、智能功率级、电子保险丝三格。第二章说过有一家是从 CPU 生态切进来、再往 GPU 侧渗透的,就是它:其多相控制器已进入英特尔官方认可供应商名录。50 安培集成 MOSFET 的大电流电子保险丝已推出,进入了行业众多头部客户(2025 年年报)。

但要看清两条边界。

一是电压。它已量产的车规电子保险丝,年报写明对应的是 12 伏与 48 伏架构——不是 800 伏

二是制程。2025 年量产的是 0.18 微米 10 至 700 伏超高压工艺与 90 纳米中低压工艺12 寸 55 纳米 BCD 仍在“推进相关产品研发”(2025 年年报)。这一条直接连着导通电阻:能不能从晶圆物理层去优化功率管,取决于手里握着哪一代专有制程。

财务上,2026 年一季度营收 7.65 亿元、同比增长 44.80%,归母净利润 -2.76 亿元;2025 年全年净亏 7.17 亿元。营收四成以上增速,同时大额亏损:自研专有制程要吃的投入,就摆在这两个数之间。

芯朋微:四格全占

覆盖最宽的一家

它走轻资产制造:自主设计、委外制造,同时以入股方式介入上游晶圆与封测产能。

它是本文讨论范围里覆盖最宽的一家。板级有 8/12/16 相多相控制器、70/90 安培智能功率级、电子保险丝与 PoL;800 伏侧还有 1700 伏碳化硅辅源、高压隔离驱动、碳化硅与氮化镓驱动。年报称这批产品已“全面进入量产”,2025 年服务器应用领域营收同比增长超过四倍

隔离驱动那一格,它的公开产品资料给出了完整的数。碳化硅驱动 PN7921:传输延时低至 40 纳秒、双通道延时匹配 1 纳秒、隔离耐压 5,700 伏、CMTI 超过 15 万伏/微秒(即 150 伏/纳秒)。氮化镓版本 PN7924W 集成负压电荷泵,实现 -2.5 伏负压关断,CMTI 称突破 20 万伏/微秒、传播延时小于 50 纳秒。

对照德州仪器承诺的 15 万伏/微秒最小值——这一格中国是对上了的。

财务上,2026 年一季度营收 2.94 亿元、同比下降 2.57%,归母净利润 1,372 万元、同比下降 66.59%。营收基本持平、利润腰斩过半:四倍的服务器营收增速说明切入是真实发生的,利润下滑说明这条切入仍在投入期。

晶丰明源:跨界进来的那一家

它的控制器对上了英伟达的规范

它原本做 LED 驱动,跨界进入高性能计算电源,采单芯片整合工艺。

关键的一条是:其 16 相数字多相控制器兼容英伟达 OVR16 规范与 PWM-VID 协议(2025 年年报)。

这句话的分量在于——OVR16 和 PWM-VID 是硬规范,兼容与否可以验证,不是形容词。这是第二章那把尺子的第一个兑现。

但有一处必须自己先说破,否则容易读高。同一份年报里,带动其高性能计算电源增长的表述是“新一代显卡应用”。显卡和 AI 服务器对电源的要求不在一个量级:相数、瞬态速率、可靠性门槛都不同档。兼容规范说明它有能力对上话,不等于它已经站在 AI 服务器的核心供电轨上。

再顺带澄清一处会看错的地方:并购带来的购买价格分配、资产增值分摊,会压低当期账面毛利率。那是会计处理,不是经营恶化。

两格有数,一格只有形容词

差别不在能力,在有没有一张必须对齐的表

把四格并排看,会发现中国的位置不是均匀的。

多相控制器这一格,有可核的数——晶丰明源的 16 相兼容英伟达 OVR16 与 PWM-VID,杰华特的控制器进了英特尔认可名录,芯朋微的 8/12/16 相已量产。

隔离驱动这一格,也有可核的数——CMTI、传输延时、延时匹配,芯朋微都写成了公开数字,并对上了国际一线的最小承诺值。

而电子保险丝这一格,没有数。杰华特 2025 年年报对其电子保险丝的描述是“电流精度高、导通功耗小、启动电流能力大、保护完备”,四个形容词,没有一个数字。希荻微的年报同样没有披露响应时间、导通电阻或限流精度。

差别在哪里?

多相控制器要兼容 OVR16 和 PWM-VID,隔离驱动有 CMTI 这类通用可比指标——这两格都有一张必须对齐的表。

而电子保险丝没有统一规范,于是参数就成了形容词。

差的不是能力,是一张逼所有人把话说死的表。

这个观察有它的边界。datasheet 不承诺某项指标,在模拟器件里是常见做法,国际厂商也有不承诺的项:上面那个启动期限流精度,德州仪器给的也只是约 ±30% 的宽口径。能确认的只是:在保护这一格上,还没有一个让所有人把话说死的公开基准。

四家公司,四种制程选择

四家公司,对“制程要不要握在自己手里”给了四种回答:

杰华特走虚拟 IDM,制程自研、产能外包;矽力杰是自建产线的真 IDM,路径是外围突围,先切内存与 I/O 等非核心供电轨,再往核心轨渗透;芯朋微走轻资产制造,设计自主、制造委外、入股上游;希荻微是标准 Fabless。

两处容易记错:“虚拟 IDM”与自建 IDM 是两种模式,公开材料里常混用;矽力杰在台湾证券交易所上市,不是 A 股。

这个维度只有芯片公司才有。它决定的不是这一代产品的参数,是下一代参数的天花板在哪。

结语

回到开头那页年报:为什么有两类芯片的参数写满数字,有一类只剩形容词?

现在可以答了,而且答案和“谁技术更强”关系不大。

多相控制器那一格,有平台规范顶着。要进英伟达的核心供电,就得按 OVR16 和 PWM-VID 对话,兼容与否插上去就知道——说不清楚的公司,根本进不了这道门。

隔离栅极驱动那一格,有通用可比指标顶着。共模瞬态抗扰度、传输延时、双通道延时匹配,全行业按同一套口径报,谁不报谁吃亏。

而电子保险丝那一格,没有这样一张表。于是“响应快”“精度高”可以一直说下去,没有人被迫把话说死——包括国际厂商在内:那个启动期限流精度,德州仪器给的也只是约 ±30% 的宽口径。

所以真正的分界不在能力,在有没有人逼你把数字写出来。

下一个值得盯的信号很朴素:谁先把电子保险丝的响应时间、导通电阻、限流精度,按条件写进公开资料。

在那之前,这一格的所有对比,都只是转述。

免责声明:本文为产业技术分析,所引数据均取自公开的器件数据手册、公司定期报告与厂商公开产品资料,并已随值标注测试条件与统计口径。文中对各公司所处环节的归位依据其公开披露口径,非市场份额或竞争力排序。本文不构成任何投资建议。

参考来源与口径说明

  参考来源:(上下滑动可查看):

[1]德州仪器|TPS25990 2.9 V – 16 V, 0.79-mΩ, 60-A Stackable eFuse with PMBus Digital Telemetry(数据手册) 
[2]德州仪器|UCC21750 10-A Source/Sink Reinforced Isolated Single Channel Gate Driver(数据手册) 
[3]杰华特(688141.SH)|2025 年年度报告 
[4]杰华特(688141.SH)|2026 年第一季度报告 
[5]希荻微(688173.SH)|2025 年年度报告 
[6]希荻微(688173.SH)|2026 年第一季度报告 
[7]芯朋微(688508.SH)|2025 年年度报告及 2026 年第一季度报告 
[8]芯朋微|800V HVDC 全栈电源芯片方案:PN7921 碳化硅双通道驱动、PN7924W 氮化镓双通道驱动公开产品资料 
[9]晶丰明源(688368.SH)|2025 年年度报告及 2026 年第一季度报告 
[10]纳芯微(688052.SH)|2026 年第一季度报告 
[11]圣邦股份(300661.SZ)|2026 年第一季度报告 
[12]思瑞浦(688536.SH)|2026 年第一季度报告 
[13]矽力杰(6415.TW)|台湾证券交易所上市公司公开资讯(本文财务采台股口径,与 A 股一季报不可直接比较) 
[14]KeyBanc Capital Markets|2026 年 1 月半导体行业研究:Rubin 平台核心供电与智能功率级供应商口径



         







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