800 伏进了主板,中间那一级电压为什么要砍掉?

半导体产业研究 2026-10-24 09:00
800 伏进了主板,中间那一级电压为什么要砍掉?图1

800 伏进了主板,中间那一级电压为什么要砍掉?图2

10 月 12 日,OCP 全球峰会开幕当天,纳微半导体宣布与英伟达合作开发出一块 24 千瓦电源板,将在英伟达合作伙伴展示墙上展出。

这块板子约 40 厘米长、6 厘米宽,功率足以支撑一整个 GPU 计算托盘。它可以直接贴在计算主板上、靠近 GPU 布置,把 800 伏直流一次降到 12 伏,省掉了原来 50 伏转 12 伏那一级。

50 伏这档电压并不新鲜,谷歌 2010 年前后就在机房里大规模使用;如今英伟达机柜里的铜排、集中供电电源架、备用电池等,很多仍是围绕它设计的。现在要砍掉这一级,意味着主板侧要直接承接 800 伏高压,并一次性完成六十多倍的降压。

这带来几个关键问题。

·50 伏当初为什么会被保留?现在它为什么又显得多余?

·一步从 800 伏降到 12 伏,难在哪些环节?

·国内方案是继续保留 50 伏,还是直接切到 12 伏、6 伏?

·这块板子背后的氮化镓功率芯片,国产厂商又走到了哪一步?

800 伏进了主板,中间那一级电压为什么要砍掉?图3

图1:800 伏进了计算托盘以后,供电从三级变成两级(示意)。原来先在机柜的电源架里降到 50 伏,再在主板上降到 12 伏;纳微这块板子一步降到 12 伏。最后一级 12 伏降到 1 伏以下,不变。

1. 中间那一级,当初为什么要有?

50 伏:机柜里人能碰的最高一档

过去服务器机柜多用 12 伏直流,但功率上去后电流太大,铜排发热严重。谷歌从 2010 年起改用 48 伏,2016 年又和 Facebook 一起把它写进开放机柜标准,因为电压升到 4 倍,电流降到四分之一,线路损耗只剩十六分之一。

之所以停在 48 伏附近,是因为直流 60 伏是一条安全分界线,低于它,降压可以不隔离,省掉变压器,体积更小、成本更低,效率也能高一两个点;超过它,就必须隔离。48 伏、50 伏、54 伏其实属于同一档,只是各家叫法不同,下文统一称为 50 伏。

50 转 12:给 GPU 旁边那一级配的转换头

50 伏进了服务器,还不能直接喂给芯片。

GPU 核心电压通常在 1 伏以下,最后一级由主板上的 VRM 完成,而传统 VRM 多按 12 伏或更低电压设计。于是主板上多了一级“中间总线转换器”,先把 50 伏降到 12 伏,再交给 VRM。英伟达 2025 年的技术博客也提到,目前机柜电源会把 415 伏交流转成 54 伏直流送进每个计算托盘,再做后续转换。所以,50 伏是为机柜配电和人员安全选的,到了主板上,它只是一个中转站。

800 伏进了主板,中间那一级电压为什么要砍掉?图4

图2:60 伏是一条线,线上的电压要用变压器隔开,线下的可以不用(示意)。从 800 伏往下降,不管降到哪一档,都要跨一次这条线。

2. 800 伏进了托盘,50 伏为什么成了多余的一站?

反正要过一道变压器,不如一次降到底

800 伏进了托盘后,50 伏那一级就不再必要。

因为 800 伏远高于 60 伏安全线,电一进托盘就必须先经过隔离变压器。既然隔离这道“齿轮”省不掉,不如一步把 800 伏降到 12 伏。

英伟达 Kyber 机柜计划在 GPU 旁用 64:1 的 LLC 谐振转换器完成单级降压,相比传统多级方案效率更高,占用面积减少 26%。

如果先降到 50 伏、再降到 12 伏,等于隔离后还多一级转换,多一次损耗,也多占一块板子。

少一站,就少一次损耗、少一块板子

每过一级转换,都要损耗一点电。

算一笔简单的账:每一级效率都按 97% 算,三级串起来,只剩约 91%(示意,实际每一级的效率各不相同)。少一级,就少乘一个 97%。

面积的账,英伟达已经给了:少 26%。在 GPU 旁边,这块地方寸土寸金。

电流从 30 安变成 2,000 安,所以板子要贴着 GPU

还有一笔电流的账。同样 24 千瓦:

•800 伏:电流 30 安;

•50 伏:480 安;

•12 伏:2,000 安。

2,000 安走不了远路。电流越大,走同样一段铜,损耗按电流的平方涨。所以纳微说,这块板子要尽可能靠近 GPU 安装;德州仪器(TI)的一位电源技术专家也说过,转换器必须离最后一级很近,否则会有很大的损耗和压降。

800 伏进了主板,中间那一级电压为什么要砍掉?图5

图3:同样 24 千瓦,电压越低,电流越大:800 伏 30 安,50 伏 480 安,12 伏 2,000 安,6 伏 4,000 安(按电流等于功率除以电压计算)。

这里要澄清一个常见误区。800 伏进了主板,不等于 GPU 旁边就是 800 伏。800 伏只到这块电源板的入口,过了变压器就是 12 伏,GPU 吃到的仍是 1 伏以下。

所以,被砍掉的不是一个做得不好的器件,而是一站已经没有存在理由的中转。

3. 一步降六十多倍,这块板子要过哪几道关?

纳微这块板子难在三处:扛住 800 伏,把电压一步降下来,再把 2,000 安送出去。三道关,都落在功率芯片上,尤其是开关管。

800 伏进了主板,中间那一级电压为什么要砍掉?图6

图4:一步降六十多倍,要过三道关:两组开关管分着扛 800 伏,变压器负责降压和隔离,低压一侧很多颗开关管并联出 2,000 安(示意,不代表纳微的实际电路)。

第一关:650 伏的管子,扛住 800 伏

800 伏进托盘,第一关是“管子能不能扛住”。纳微这块板子原边用了 16 颗 650 伏氮化镓开关管,接成堆叠半桥。氮化镓比硅更适合高频开关,两颗上下串成一组、轮流导通,就是一个半桥。

650 伏的管子要扛 800 伏,靠的是分压:两组半桥再上下串联,每组只分到一部分电压,相当于几个人一起挑担子。意法半导体 2025 年展示的 800 伏转 50 伏电源板也用了类似思路;EPC 的评估板把 800 伏切成 8 段、每段约 100 伏,用 150 伏氮化镓;意法 2026 年 3 月展示的 6 伏板同样分成 8 层,用 120 伏氮化镓。

今天的电源架正好是个对照。现有把 800 伏降到 54 伏的电源架,多用 1,200 伏碳化硅器件,一颗管子直接扛住 800 伏,开关频率通常在几十到上百千赫兹。而用 650 伏氮化镓、让每颗只扛约 400 伏,被视为 2028 年以后的升级方向。氮化镓开关快、每次开关损耗小,频率才能推上去,板子也才能做得更小、更密。

第二关:六十多倍分三步摊,变压器要小,靠频率

从 800 伏到 12 伏的六十多倍降压,不靠一个变压器硬扛,而是分三步摊:先分段、再半桥对半、最后由变压器按匝数比降压。

EPC 的方案是切成 8 段,每段约 100 伏,半桥对半成 50 伏,变压器再按 4:1 降到 12.5 伏。如果直接用 650 伏氮化镓做 16:1 变压器,单个要承担 3 千瓦;切成 8 段后,变压器只需 4:1,单个只承担 750 瓦,相当于把一个大齿轮拆成几个小齿轮。

800 伏进了主板,中间那一级电压为什么要砍掉?图7

图5:把 800 伏分给几组管子扛,分得越细,每颗管子要扛的电压越低。各家的分法出自公开资料;纳微每段约 400 伏、意法每层约 100 伏,是按电路形式推算的。

频率越高,变压器越小。纳微 2026 年 3 月展示的 6 伏板开关频率达 1 兆赫兹,采用平面变压器;EPC 的板子也在 1 兆赫兹附近,线圈直接做在 14 层电路板里,整块仅 8 毫米厚。

但一步降这么多,稳压也难。66:1 的变比让谐振变换器稳压范围变窄,负载波动时不易稳住,高压侧电磁干扰也更强。EPC 干脆按固定变比降压,800 伏进、12.5 伏出,把稳压交给后面的 VRM。

第三关:2,000 安的出口,七百多瓦的热

12 伏侧要输出约 2,000 安,得靠多颗低耐压开关管并联做同步整流,用开关管代替二极管,损耗更低。纳微 2026 年 3 月展示的 6 伏板用的是 25 伏硅 MOSFET,EPC 则用 40 伏氮化镓。

按纳微 97% 的目标效率估算,输出 24 千瓦时板子自身发热约 740 瓦,全挤在 40×6 厘米的面积里。为此它采用双面散热封装,相关负责人在 2026 年 3 月 APEC 会议上表示这类板子必须双面散热;麦格米特的同类电源板也支持冷板液冷。按目标功率密度推算,整块板子体积不到 200 立方厘米,比一罐 330 毫升的可乐还小。

还有一关:难题从热与铜,变成安全与控制

低压大电流时代,主要难在散热和铜排;到了 800 伏高压直流,难点变成隔离、防电弧、浪涌和绝缘监测。

直流电没有交流电那样的过零点,插拔时一旦拉弧,电弧不容易自行熄灭。

所以 800 伏托盘上电通常要按顺序来:先接地针,再接信号针,然后预充、检查极性和绝缘,最后才合上主回路;拔出时也要等残余电压降到安全值。

液冷又增加了复杂性,冷凝和水汽会降低绝缘表面电阻,普通服务器电路板在 800 伏下也更容易沿面放电。

标准也要跟上。服务器电源常用的 IEC 62368-1 及其国内对应标准 GB 4943.1—2022,原本更多覆盖 600 伏以内的设备;800 伏输入电源的合规路径还在完善中。

这一关最后也落到芯片上:带电插拔和开机浪涌要靠热插拔控制芯片,高低压两侧的信号传递要靠隔离驱动芯片,板上还需要绝缘监测。纳微这次新闻稿给出的仍是目标效率、目标功率密度、器件和电路形式,开关频率、实测效率和量产时间尚未披露。

4. 砍到 12 伏还是 6 伏?为什么还有人留着 50 伏?

砍掉 50 伏中间级是趋势,但降到哪一档,各家还在比。

6 伏:VRM 压力更小,但电流翻倍

纳微 2026 年 3 月在 GTC 先展示了 800 伏转 6 伏板,10 月称其为 20 千瓦级。TI、意法也分别拿出 800 伏转 6 伏方案,峰值效率分别达 97.6%、96.5%。降到 6 伏后,VRM 降压比减半,但 24 千瓦下电流要到约 4,000 安,板子必须贴得更近,GPU 旁供电芯片也要换。英诺赛科已推出用于 6 伏到 1 伏级的 DrGaN,并完成头部客户送样。

12 伏:电流小一半,存量生态更友好

英伟达 2025 年技术博客写的是 800 伏直降 12 伏。纳微 24 千瓦板、英飞凌 6 千瓦参考设计、EPC 和意法 6 千瓦评估板,以及台达配电板,都覆盖 800 伏转 12 伏路径。12 伏电流只有 6 伏的一半,GPU 旁仍可沿用围绕 12 伏成熟的供电芯片。

50 伏:老机房离不开,也有人算另一笔账

英飞凌仍保留 800 伏转 50 伏参考设计,认为高压级和末级效率提升可补回中间级损耗。台达展出 90 千瓦 800 伏转 50 伏电源架,最高效率 98.5%;光宝也展出 800 伏转 50 伏电源砖。

Vik's Newsletter 10 月初判断,800 伏直降 12 伏、6 伏仍在早期,因为存量设备大量基于 48/54 伏原生架构。

国内:这两年先不砍

字节 2026 年 7 月发布的 AI Rack 3.0 采用 800 伏进柜、单柜 500 千瓦、双柜 1 兆瓦,柜内仍用 54 伏液冷铜排。

行业报告称,2026—2027 年国内主流仍是 800 伏转 54 伏过渡;2028—2029 年可能转向 800 伏直进板载、降至 12 伏;2030 年后再看是否下探到 6 伏。

800 伏进了主板,中间那一级电压为什么要砍掉?图8

图6:砍得越深,转换越少,落地越难。三条路的比较出自全球计算联盟的社区研究报告,比的是 800 伏进服务器以后降到哪一档;下方列的各家方案只表示公开发布过,不代表已经量产。

所以,砍掉中间级目前主要出现在新发布的板级方案上;正在建设的机柜,海外和国内都还保留 50 伏一档。英伟达官方口径仍是 Kyber 随 Vera Rubin Ultra 于 2027 年下半年推出,但第三方机构认为旗舰 Kyber NVL144 可能因 PCB 中板工艺推迟到 2028 年。

纳微同时推 12 伏和 6 伏,也说明中间电压还没收敛。

5. 这块板子上的芯片,国产公司走到哪一步?

一句话概括:同类芯片在今天的服务器电源里大多已经批量,但明确写给 800 伏用的,多数还在导入、送样或研发阶段。

英伟达生态里的国产身影

英诺赛科和麦格米特都出现在英伟达 800 伏合作伙伴名单里。英诺赛科已和英伟达合作推动 800VDC 架构,但公司 2026 年 10 月表示仍处测试阶段,尚未产生实质性订单。麦格米特的 PDB 配电板已规划 800 伏转 50 伏、12 伏、6 伏三条路线,支持冷板液冷,但半年报中更多是产品介绍,未明确披露大规模出货。

800 伏进了主板,中间那一级电压为什么要砍掉?图9

图7:这块板子用到的几类芯片,国产公司披露的产品和进度(2026 年半年报原话,英诺赛科为中期报告)。带 800 伏标签的,是原文写明给 800 伏用的;图中只表示公司披露的产品和应用,不代表用在纳微或英伟达的板子上。

高压侧:650 伏氮化镓在放量,800 伏专用器件还在导入

•英诺赛科:在全球 20 多家头部云厂商,导入了 100 多项用于 800 伏高压直流的高压芯片;面向 AI 和数据中心的芯片,出货量同比增长 183%(这是总出货,不单是 800 伏产品)。

•宏微科技:650 伏的氮化镓芯片,“已通过AIDC 电源客户认证,目前产品已进入逐步放量阶段”(AIDC 指 AI 数据中心)。

•三安光电:650 伏和 100 伏的氮化镓单向开关器件,已进入 AI 服务器电源等系统的验证阶段。

•华润微:650 伏的氮化镓平台还在开发,产品向 AI 服务器电源领域推广。

跨隔离侧:驱动芯片已批量,800 伏辅源芯片还在研

•纳芯微:用在服务器电源上的高压氮化镓驱动芯片、中低压氮化镓合封产品,“均已批量发货”;给 800 伏 AI 服务器高压直流用的辅助电源芯片,还在“持续开发”。

•思瑞浦:推出了新一代隔离栅极驱动器,可用于服务器电源等场景。

低压侧:40 伏一档已量产,25 伏一档在验证

•新洁能:40 伏的第三代 SGT MOSFET(一种低压功率开关管),“已经全面进入量产阶段”,用到的行业里包括大功率数据中心;25 伏的第三代平台在做可靠性验证,目标市场是 AI 算力和大功率数据中心。公司还称,相关产品已导入算力服务器的电子保险丝(用芯片做的保险丝,出故障就断开)、液冷等细分应用,“并逐步实现销售”。

•华润微:40 伏的氮化镓平台,“在头部客户批量供货”(原文没写用在哪里)。

•东微半导:在服务器电源等领域“批量出货”。

按这种架构,被砍掉的 50 转 12 那一级,用的是 100 伏左右的中压管子,英诺赛科就有给 48 伏转 12 伏用的 100 伏中压芯片。这一级砍掉以后,托盘里少了一批中压管子;高压管子,则从机柜的电源架挪进了托盘。

板子之后:12 伏供电已量产,6 伏的还在送样

降到 12 伏,GPU 旁边那一级照旧:

•芯朋微:多相 VRM(多路降压电路一起分担大电流)、DrMOS(把驱动和硅开关管封在一起的功率级芯片)、电子保险丝等产品,“全面进入量产”。

•士兰微:服务器用的 DrMOS、电子保险丝、多相控制器,“都已在客户端测试或已导入量产”。士兰微的五位工程师,也在前面那份报告的参编名单里。

•杰华特:16 相数字控制器等新品,“已送样多个计算行业头部客户”。

降到 6 伏,就要换新一代芯片;英诺赛科的 6 伏 DrGaN,还在送样测试。

所以,国产公司在板子上几类关键位置都有对应产品:低压侧、隔离驱动侧已经跑得更快;真正贴着 800 伏高压用的那几颗芯片,还处在早期阶段。这和纳微这块板子目前只有目标值、没有实测和量产时间的状态是对得上的。

6. 业绩跟上了吗?

看完技术,再看账本。

800 伏进了主板,中间那一级电压为什么要砍掉?图10

图8:11 家公司今年上半年,营收 10 增 1 降;扣掉投资收益、政府补助这类一次性损益后,6 家盈利、4 家亏损,英诺赛科没有披露这一项(图中标的是净利润)。都是公司整体业绩,不是这块板子相关业务的业绩。

•营收:11 家里 10 家增长。三安光电营收下降 28%,是会计处理变化,扣除贵金属废料后,营收增长约 9%。

•利润:扣掉一次性损益后,华润微、士兰微、思瑞浦、新洁能、芯朋微、东微半导 6 家盈利,杰华特、三安光电、纳芯微、宏微科技 4 家亏损;英诺赛科没有披露这一项,净利润亏损 3.09 亿元。

•跑得最快的四家:思瑞浦、纳芯微、英诺赛科、杰华特,营收都涨了四成以上;扣掉一次性损益后还赚钱的,只有思瑞浦。

三季报还在陆续披露。截至 10 月 21 日,这 11 家里只有芯朋微发了:前三季度营收增长 14.7%,第三季度单季转为亏损。

这批公司,营收普遍在涨,利润还没全跟上。

7. 结语:中间那一级,什么时候真的没了?

现在:机柜里还是 50 伏,新板子先砍

英伟达在 2026 年 OCP 峰会上开放的第三代 MGX 机柜最高 250 千瓦,配的是 5,000 安液冷母排。台达给 Vera Rubin NVL72 这类机柜的方案,是柜外 800 伏、柜里用电源架降到 50 伏。国内,字节 2026 年 7 月发布的 AI Rack 3.0,单柜 500 千瓦、双柜 1 兆瓦,柜内也仍是 54 伏液冷铜排。

800 伏直降 12 伏、6 伏的板子,纳微这块还只有目标值,其他几家也多是参考设计和评估板。

往后:主板上只剩两级

等 800 伏直进托盘成为主流,行业报告给出的时间是 2028 年以后,主板上就只剩两级:800 伏到 12 伏或 6 伏,再到 1 伏以下。

中间那一级砍掉后,难题并没有消失,只是挪到了 800 伏那一侧:扛高压的氮化镓、跨隔离的驱动、出 2,000 安的低压管,以及整套安全控制。国产芯片公司写明面向 800 伏的新品,正在这一侧导入和送样。

  参考资料:(上下滑动可查看):

1. 纳微:与英伟达合作开发 24 千瓦、800 伏转 12 伏电源板(2026 年 10 月)
2. 纳微:在英伟达 GTC 2026 发布 800 伏转 6 伏电源板(2026 年 3 月)
3. 英伟达:为高效、可扩展的 AI 工厂构建 800 伏直流生态
4. 英伟达:800 伏高压直流架构将为下一代 AI 工厂供电
5. 英伟达:OCP 全球峰会上开放 Vera Rubin 架构
6. 谷歌:与 Facebook 提出 48 伏开放机柜标准(2016 年)
7. Vik's Newsletter:功率传输,AI 数据中心的下一道物理墙
8. Vik's Newsletter:800 伏边车部署里的功率半导体版图
9. 德州仪器:与英伟达推出完整的 800 伏直流电源架构
10. 英飞凌:两款基于 CoolGaN 的高压中间总线参考设计
11. 意法半导体:800 伏电源板(含 2026 年 3 月、6 月更新)
12. EPC:EPC91123 评估板快速入门指南
13. Power Electronics News:APEC 2026,把 800 伏直送 GPU 的竞赛
14. 台达:OCP 2026 展示 800 伏直流供电与散热方案
15. 光宝:OCP 2026 展示 800 伏直流电源技术
16. Tom's Hardware:英伟达 Kyber 机柜据报推迟到 2028 年
17. 全球计算联盟:兆瓦级算力系统 AI 整机柜 DC 800V 供电架构研究报告
18. 凤凰网:字节跳动兆瓦级算力系统曝光,采用 100% 液冷和 800V 架构
19. 麦格米特:2026 年半年度报告
20. 英诺赛科:2026 年中期报告
21. 宏微科技:2026 年半年度报告
22. 三安光电:2026 年半年度报告
23. 华润微:2026 年半年度报告
24. 纳芯微:2026 年半年度报告
25. 思瑞浦:2026 年半年度报告
26. 新洁能:2026 年半年度报告
27. 东微半导:2026 年半年度报告
28. 芯朋微:2026 年半年度报告
29. 芯朋微:2026 年第三季度报告
30. 士兰微:2026 年半年度报告
31. 杰华特:2026 年半年度报告




         







800 伏进了主板,中间那一级电压为什么要砍掉?图11
800 伏进了主板,中间那一级电压为什么要砍掉?图12

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