上海
這場由人工智能驅動的電力革命，正重塑從芯片到電網的整個供電體系。
英飛凌最新白皮書提出七大關鍵預測，描繪了AI供電的未來圖景：未來十年，單顆處理器負載電流將達到10,000安培，是當前水平的10倍；電源架功率等級將突破100千瓦；AI服務器機架功耗將突破1兆瓦；數據中心功耗需求將邁向吉瓦級規模......
該公司電源與傳感器系統事業部總裁Adam White指出，自2022年底ChatGPT發布以來，AI技術的指數級增長帶來了前所未有的功率需求挑戰，迫使行業不斷突破創新邊界。
這些預測涵蓋了從垂直供電技術到直流微電網的全方位變革，將對數據中心運營商、設備制造商和投資者產生深遠影響。隨著AI工作負載的持續增長，傳統的48V供電架構將被高壓直流系統取代，而可再生能源的整合也將成為滿足龐大能耗需求的關鍵。
預測一：垂直供電將主導未來處理器架構
英飛凌預測，垂直供電將成為現代處理器的關鍵技術。
白皮書指出，GPU和TPU采用最先進工藝制程（如臺積電N4P），通過多片硅片集成突破單一制程限制。隨著芯片尺寸增大、供電電壓降至約0.4V，總電流消耗預計十年內攀升至10,000安培。傳統橫向供電方式在如此高電流下占用空間龐大且損耗顯著，電能將通過主板垂直傳遞至處理器背面。
英飛凌提供從分立功率級到四相垂直功率模塊的完整產品組合，第三代產品電流密度已達2A/mm2。公司將OptiMOS? 7系列低壓硅基MOSFET技術與芯片嵌入封裝技術及專利3D集成工藝相結合，在垂直供電方案中實現前所未有的功率密度。
預測二：高壓直流供電架構將取代48V生態
當單機架功率突破1兆瓦時，系統架構必須從48V生態轉向800V或±400V高壓直流供電。這一轉變預計在單機架功率達到200-250千瓦時出現，此時48V總線母排需承載4100-5200A電流。
未來服務器主板將直接運行于800V或±400V電壓下，需要引入電子保險絲、熱插拔功能等新模塊。英飛凌基于XDP? XDP70x熱插拔控制器與CoolSiC? JFET技術的解決方案，能夠實現受控預充電并在異常時快速斷開連接。
公司開發的6千瓦800V→12V演示板功率密度超過2300W/in3，峰值效率達97.4%，滿載效率為96.6%。
預測三：AI機架功耗步入兆瓦時代
白皮書指出，訓練萬億級參數AI模型需要數千顆GPU集成在同一臺機器中同步運行。由于IT機架內部數據傳輸速率遠高于機架之間，行業趨勢是在單個IT機架內集成更多GPU。當單個機架集成多達72臺刀片服務器時，IT機架總功率將在十年內突破1兆瓦。
在如此高功率水平下，機架內部空間成為主要物理限制。AI機架將更專注于IT負載與高速通信功能，電源模塊、電池備用儲能單元等附加功能將遷移至側柜或輔助機架。
預測四：電源架功率等級將突破100千瓦
當IT機架功率接近100千瓦時，基于單相交流輸入的12千瓦PSU可升級并保持1U緊湊尺寸。每個電源架可容納6個電源模塊（72千瓦），每個機架最多配置8個電源架，為邁向1兆瓦IT機架奠定基礎。
英飛凌在12千瓦PSU演示板中采用多電平架構，高壓部分使用400V CoolSiC? MOSFET，次級側采用80V CoolGaN? HEMT。當單個IT機架功率提升至1兆瓦時，數據中心將從單相PSU轉向三相PSU，直接接入400V AC或480V AC三相交流電網。
預測五：新一代數據中心功率需求邁向吉瓦級
現代GPU功耗不斷攀升和AI計算節點密集部署，使新建數據中心用電需求已達數百兆瓦級別。未來幾年將出現專門的"AI工廠"，在同一數據中心園區內用電量將達到吉瓦級，甚至超過數吉瓦。多家超大規模數據中心運營商已發布相關建設計劃。
英飛凌提供覆蓋400V至3.3kV各類封裝的CoolSiC? MOSFET、CoolSiC? JFET保護電路，以及80V至650V超高速開關GaN HEMT，確保吉瓦級數據中心實現無障礙穩定運行。
預測六：配電系統將轉向直流微電網
當功率需求逼近吉瓦級時，必須建立全新配電基礎設施。直流微電網被認為是最有潛力塑造未來AI數據中心的架構方案，電能由中壓交流電網（10-35kV）直接集中生成，以高壓直流形式分配，消除傳統AC-DC電源模塊。
固態變壓器（SST）技術將發揮關鍵作用，能夠直接從10kV-35kV中壓交流電網接收電能，提供穩定可調的高壓直流配電。每臺固態變壓器輸出功率預計可達2-10兆瓦。英飛凌為此類應用提供廣博的CoolSiC? MOSFET和IGBT產品組合（電壓范圍覆蓋750V-3300V）。
預測七：可再生能源成為AI發展關鍵約束
根據國際能源署預測，AI是未來十年全球電力需求增長的三大驅動因素之一。全球數據中心所使用電力中，來自可再生能源的比例正逼近50%。要支撐下一輪AI爆發式增長，電力必須以可持續方式獲取。
英飛凌預計：
AI數據中心必須采用可再生能源擺脫對化石燃料的依賴，支持1吉瓦級數據中心運行約需8平方公里太陽能電場
核電和小型核反應堆未來將穩定供應零碳能源
盡管非可再生能源仍將發揮作用，但全球趨勢聚焦于推動數據中心低碳化
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