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英伟达大胆宣布 AI 服务器 800V 高压电源时代来临后,几乎所有头部功率半导体企业都已加入其供应链。业界正密切关注这些企业的技术与解决方案能否满足未来 AI 服务器的实际需求。
在这场技术竞赛中,宽禁带半导体材料氮化镓成为最关键的技术之一。
尽管过去氮化镓在高压环境下的应用表现相对有限,但近期多家企业的大力投入已拓展了其应用场景,尤其在 AI 服务器领域,业界对氮化镓的期待值极高。
目前,针对 800V AI 服务器电源的功率芯片解决方案,以宽禁带半导体材料为主流。不少头部厂商将硅、氮化镓与碳化硅整合为 “三合一” 解决方案。尽管如此,行业共识仍倾向于氮化镓在未来材料使用占比上具备更大增长潜力。
行业人士指出,氮化镓的主要应用场景目前仍集中在消费市场(尤其是快充领域),但近期已开始向高压应用拓展。例如在汽车领域,氮化镓传统上仅用于车内充电功能,如今正被引入高压汽车功率模块。
部分厂商甚至已开发出适用于 1000V 以上电压的氮化镓技术。除汽车领域外,这些技术突破也使氮化镓在更高电压的储能基础设施与工业应用中具备优势,足以满足 AI 服务器高压供电需求。
一家欧洲头部厂商强调,相较于碳化硅,氮化镓与传统硅材料的集成难度更低。这不仅降低了产品开发复杂度、加快了上市时间,还能有效降低整体系统成本。
尤其对于 AI 服务器而言 —— 其需通过精准电压调节应对 AI 模型计算过程中的负载波动 —— 氮化镓极快的开关速度使其相较于其他材料更具优势。
当前,无论从电源供应还是冷却方式来看,设计上都越来越倾向于将计算模块与功率模块分离。随着计算芯片尺寸不断增大,功率半导体等其他组件需相应缩小体积。为提升功率密度,宽禁带半导体的使用率必将大幅上升。
结合氮化镓的多重技术优势,其在 AI 服务器功率应用中的占比预计将显著提升,带动需求大幅增长。这一趋势对整个氮化镓供应链而言,无疑是重大利好。
多数布局功率半导体的集成器件制造商(IDM),包括英飞凌(Infineon)、意法半导体(STMicroelectronics)、罗姆半导体(Rohm)与德州仪器(Texas Instruments),均已在氮化镓技术与产能上做好准备。与此同时,Power Integrations 等集成电路设计公司则凭借独特的高压氮化镓技术优势,切入该供应链。
功率半导体行业资深人士强调,尽管宽禁带半导体领域的均衡发展仍很重要,但氮化镓的技术突破已成为拿下 AI 服务器业务的决定性因素。
展望未来,氮化镓不仅将在 AI 服务器领域发挥关键作用,还将在工业自动化、机器人等各类 AI 驱动领域占据重要地位。
原文标题:GaN technology set to decide AI server power chip battle
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