数据中心供电链中DrMOS多相控制器的技术与产业格局

半导体产业研究 2026-10-16 17:30
‍数据中心供电链中DrMOS多相控制器的技术与产业格局图1
‍

AI处理器的核心供电同时面临低电压、大电流和快速负载变化。随着供电模块靠近芯片,竞争重点也延伸到控制算法、功率级协同及客户验证。多相控制器决定各路功率级如何共同工作,是理解这段供电链的关键。

一. 多相控制器与DrMOS的技术选择

1. 为什么选择多相降压

12V或6V中间母线需要进一步降至约1V乃至更低的核心电压。以某电源轨1000W、0.8V的示意工况计算,负载电流达1250A,单相承担全部电流会集中发热,并显著提高器件与布线要求。多相同步降压将电流分摊到并联支路,改善散热分布,也为快速响应留出设计空间。英飞凌白皮书展示了12V和6V末级供电路径;6V方案可缓解小占空比限制,但相同功率下输入电流增加,需与前级效率、布线共同权衡。

2. 控制器 驱动器与功率开关

控制器采集输出电压及各相电流,与目标值比较后生成PWM信号,决定各相开关时序。驱动器把PWM变为MOSFET栅极所需的充放电电流;上下管交替工作,经电感和电容形成低压直流。DrMOS通常把驱动器、上管和下管集成封装;智能功率级SPS进一步提供电流、温度监测及保护,通常仍由外置多相控制器协调。控制器不承载负载主电流,千安级指标属于整套供电系统。

数据中心供电链中DrMOS多相控制器的技术与产业格局图2

图1  核心供电路径与垂直供电,引用:英飞凌 Powering the future of AI 第6页

3. 交错电流怎样减小电压波动

同一电源轨的N个有效相通常错开约360°/N运行。图2左侧为两相、右侧为三相,上方不同颜色表示各相电感电流,下方红线为各相电流之和。两相错开180°,三相错开120°,交错使部分纹波相互抵消。输出电容承担合成电流与负载电流的差值,电流纹波减小便能降低输出电压纹波。各相共享同一输出电压节点,叠加的是电流。图中数值用于原理示例;抵消程度取决于占空比和相数,实际电路还存在寄生参数及器件误差,不能据此承诺“零纹波”。

数据中心供电链中DrMOS多相控制器的技术与产业格局图3  数据中心供电链中DrMOS多相控制器的技术与产业格局图4

图2  两相(左)与三相(右)电感电流叠加,引用:TI SLYY072 第3—4页 Figure 2、3

4. 稳压精度与均流为何难

稳压要同时满足静态误差、周期纹波和负载跳变时的过冲欠冲。以瑞萨RAA228228为例,公开规格为负载、输入及温度变化下±0.5%的闭环精度;在0.8V示意工作点对应±4mV,不能把它等同于全部动态波动预算。处理器还可能按负载线主动调整目标电压,目标并非任何负载下电压都完全不变。

控制难点在于测得准、调得快且各相一致。采样偏差、温差与电感离散性会导致分流不均;切相和负载突变又会放大动态误差。提高开关频率有助于缩小磁性器件,却增加开关损耗。厂商因此同时发展动态均流、快速加相、遥测校准及TLVR耦合电感方案,最终效果仍取决于控制器、功率级、磁性器件和PCB共同设计。

二. 国内与国际多相控制器厂商画像

公开产品已覆盖4相至20相等不同档位,但相数只代表控制规模。环路响应、协议适配和可靠交付决定能否进入处理器平台。以下分列五家国产厂商与四家国际厂商,区分控制器产品、功率级及组合方案展示;送样、量产与市场份额分别看待。

1. 国产厂商

(1)杰华特

公司简介:杭州模拟芯片厂商,布局控制器与智能功率级配套方案。
主要产品:多相数字控制器及DrMOS/SPS产品,覆盖计算与存储供电。
核心技术:2026年半年报披露支持多协议的16相数字控制器,并同步推进大电流DrMOS,可形成控制与功率级协同方案。
市场竞争力:半年报确认相关产品已送样多个计算行业头部客户。优势在配套产品和本地应用支持,送样进展仍需进一步转化为量产平台与持续订单。

(2)晶丰明源

公司简介:上海电源管理芯片厂商,产品线延伸至高性能计算供电。
主要产品:BPD95036A多相数字控制器及智能集成功率器件。
核心技术:BPD95036A支持双轨合计16相、250kHz至2MHz,具备PMBus、AVSBus、自动环路补偿与TLVR支持。
市场竞争力:从控制器到功率器件的配套有利于板级调试和方案替换。公开产品能力已进入高相数竞争,具体服务器客户与出货规模仍需独立验证。

(3)芯朋微

公司简介:无锡电源与电机芯片厂商,已布局计算能源产品线。
主要产品:PN68XX多相控制器及PN786X智能功率级,配套电子保险丝与POL电源。
核心技术:官网披露PN68XX系列覆盖5至16相,支持多种数字协议,采用COT、TLVR及非线性控制,并提供自动切相、均流与温度管理。具体接口组合按型号核对。
市场竞争力:控制器与功率级配套及联合定制有利于处理器平台适配。公开方案表明产品覆盖能力,客户验证、量产规模与持续订单仍需分别跟踪。

(4)南芯科技

公司简介:上海模拟与嵌入式芯片厂商,向工业及算力电源拓展。
主要产品:SD22442双轨四相控制器,配套SD13050 60A DrMOS。
核心技术:公司新品资料显示,SD22442在两路电压轨间分配合计最多4相,支持PWMVID、PMBus、MTP配置及DCM与主动切相,方案提供工业和车规版本。
市场竞争力:四相配套方案为边缘计算等场景提供切入点。与16相平台相比,应按目标负载分层评估,不能由同属算力供电推断可直接替代高相数服务器方案。

(5)圣邦微

公司简介:圣邦微电子为综合模拟芯片厂商,产品覆盖信号链与系统电源管理。
主要产品:SGM25890 90A智能功率级,以及公司展会稿披露的8相、16相组合供电方案。
核心技术:官网SGM25890支持最高1.5MHz,并集成电流、温度检测与保护。展会稿列示2063080八相与2063016十六相控制器,分别搭配SGM25890与SGM25893。
市场竞争力:功率级与演示板有助于客户开展整板评估。官网将SGM25890列为量产,但组合方案展示不足以确认控制器自研归属、量产状态或服务器订单。

2. 国际厂商

(1)MPS

公司简介:美国电源管理芯片企业,提供控制器与Intelli-Phase功率级组合。
主要产品:MP2890、MP2891等数字多相控制器。
核心技术:MP2890为双轨合计最高20相,支持PWM-VID、AVSBus、主动均流、自动切相及非线性数字控制。两路各自最大相数不能直接相加。
市场竞争力:控制器与功率级共同调优、配置工具和参考设计构成系统方案优势。扩相能力有利于高电流平台,但具体客户份额不能从单颗器件规格推断。

(2)瑞萨电子

公司简介:日本综合半导体企业,提供数字控制器、智能功率级及配置软件。
主要产品:RAA228228等多相PWM控制器。
核心技术:RAA228228支持双轨合计20相、最高2MHz及AVSBus,闭环系统精度±0.5%,并提供逐相限流、自动增减相和故障记录。
市场竞争力:PowerNavigator与配套SPS便于平台配置、遥测和故障定位。优势在完整的调试环境与产品组合,板级瞬态表现仍需按实际负载验证。

(3)英飞凌

公司简介:德国功率及控制芯片企业,布局数据中心低压核心供电。
主要产品:XDP系列多相控制器及配套功率级、垂直供电模块。
核心技术:XDPE132G5H支持双环路合计16相及AVSBus、SVI2、PWMVID;其他系列提供SVI3等接口,协议能力需按型号区分。
市场竞争力:英飞凌白皮书展示了背面垂直供电模块,体现控制、器件与封装协同优势。供电路径缩短有助于降低互连损耗,但模块集成不等同于所有功能集于一颗芯片。

(4)德州仪器 TI

公司简介:美国模拟芯片厂商,提供处理器核心供电控制器、功率级和参考设计。
主要产品:TPS536C5、TPS53685及NexFET智能功率级。
核心技术:TPS536C5为双轨合计12相,支持SVI3、PMBus和TLVR,结合D-CAP+控制与AutoBalance均流。可堆叠方案的系统相数应与单芯片相数区分。
市场竞争力:控制架构、配套功率级及公开技术资料构成工程支持优势,适合看重动态均流与平台兼容的设计。选型应比较完整工作条件,而非仅比较相数。

国产厂商已形成不同相数与配套层级的产品和方案。高相数产品为服务器平台竞争提供基础,四相方案也有其目标负载。后续应按厂商跟踪整板瞬态测试、平台验证与量产供货,区分控制器、功率级及组合方案的商业进展。

      







数据中心供电链中DrMOS多相控制器的技术与产业格局图5
数据中心供电链中DrMOS多相控制器的技术与产业格局图7

关于科技区角:国内科技展会垂直内容策划服务商,提供从论坛内容全案策划、会展市场化IP打造到精准专业观众一站式邀约服务,以产业内容吸引高质量B端人群,打通展会从议题设计、演讲嘉宾邀约、宣传预热、精准邀观到供需对接全链路。
声明:内容取材于网络,仅代表作者观点,如有内容违规问题,请联系处理。
more
客户为什么愿意为端侧 AI 买单?五位一线操盘手讲透了
国之重器曙光8000十万卡AI集群,靠什么解决散热难题?
陶哲轩:AI 正在终结数学的浪漫时代
硬刚OpenAI dots!这家中国公司狂卷Work Agent
凯迪拉克XT5 PHEV智混四驱Air版上市,限时权益价23.99万起
单季订单超百亿美金!2026全线涨价的连接器,开启AI“爆金”时代?
爱芯元智AX8860:256 TOPS、128GB内存,国产AI芯片开始争夺端边侧现场算力
Replit CEO:AI时代“自动驾驶公司”愿景,人类核心价值转向判断力与品味
AI“卖脸”兼职热背后的法律与隐私陷阱
Ubitium 公司及产品技术分析:用可重构 RISC-V 处理器统一 CPU、GPU、DSP 与 AI 计算
Copyright © 2025-成都区角科技有限公司
蜀ICP备2025143415号-1
  
川公网安备51015602001305号