2026算力服务器供电系统白皮书_17页_8mb

东微半导体算力服务器供电系统白皮书总结

核心内容概述

东微半导体专注于高性能功率器件与数字电源控制IC的研发与应用，致力于为算力服务器供电系统提供高效、高可靠、智能化的解决方案。随着人工智能算力需求的指数级增长，服务器IT机架功率需求从传统的3-5kW跃升至100kW甚至200kW级别，电源系统面临前所未有的挑战，包括高功率密度、高效率、高可靠性及复杂热管理需求。东微通过技术创新和产业链协同，构建起完整的“控制-驱动-执行”功率转换链路，推动算力服务器供电系统向48V、800V等更高电压架构演进，为数据中心的可持续发展提供坚实支撑。

主要观点与关键信息

1. 算力服务器供电系统面临的挑战

• 功率需求激增：xPU（如GPU、CPU、TPU）功耗从300W级提升至700W-2kW+，单机架功率需求已达到120kW甚至200kW。
• 能源效率与功率密度：随着功率需求增加，48V总线架构的电流密度过高，导致线路损耗和散热问题加剧，800V架构与固态变压器（SST）成为主流趋势。
• 热管理压力：高功率密度与高电流密度对散热提出更高要求，液冷技术成为解决这一问题的关键。
• 系统可靠性：算力服务器对系统可用性要求极高（99.99%以上），中间总线转换器（IBC）成为故障高发环节，需提升冗余设计、故障预测与快速隔离能力。

2. 供电系统架构解析

AC-DC转换

• 48V总线架构：主流方案，采用PFC（功率因数校正）和DC-DC转换器，效率可达96%。
• 800V总线架构：未来趋势，支持高功率密度与高效能，东微已布局1200V、1400V、1500V SiC MOSFET产品，助力800V架构实现。
• 固态变压器（SST）：通过中压交流配电网产生直流高压总线，减少占地面积、提高效率并支持绿电接入。

IBC（中间总线转换器）

• 高功率密度与高效率：采用LLC、HSC等谐振拓扑，支持高频操作（300kHz-1MHz），降低系统体积与损耗。
• 关键产品：东微提供SGT MOSFET、GaN HEMT等器件，支持高频、低导通电阻与高可靠性。
• 数字控制器与驱动器：结合慧能泰的数字控制IC（如OSU1000A）与驱动芯片（如OSU30x0），实现高效IBC系统。

VRM（电压调节模块）

• 高动态负载与高效率需求：需将12V/6V电压转换为0.6-1.2V，支持大电流（1500A+）。
• 单级转换架构：提升整体效率至90%以上，降低寄生电感，优化瞬态响应。
• eFuse与热插拔保护：支持10μs级响应，避免对系统造成冲击，提升可靠性与可用性。

东微半导体关键产品矩阵

东微半导体的战略价值

• 技术领先性：SiC MOSFET导通电阻低至7mΩ/cm²，GaN HEMT支持2MHz开关频率，性能与国际竞品相当。
• 市场竞争力：产品已通过多家头部服务器厂商认证，2025年工业通信电源收入占比达38%，同比增长53%。
• 国产替代机遇：受益于“东数西算”政策，推动国产功率半导体替代国际厂商，提升供应链安全。
• 成本优势：12英寸晶圆平台与先进封装技术显著降低成本，提升产品性价比。

未来产品路线图

7.1 电压等级演进

• 短期（2026—2028）：完善48V架构生态系统，推进800V架构商业化落地，实现液冷电源模块量产。
• 中期（2028—2030）：研究1500V及以上电压等级，推动功率器件与控制电路单封装集成。
• 长期（2030年以后）：探索第四代半导体技术，应用垂直供电架构，推动液冷与算力供电深度融合。

7.2 器件技术发展

• 第三代半导体：持续研发SiC MOSFET与GaN HEMT，优化性能与成本。
• 单片集成技术：开发全GaN单片集成电路，集成肖特基二极管、电阻、电容等，提升系统效率与可靠性。
• 先进封装：推进Source-Down、双面散热、模块化集成等技术，提升散热效率与功率密度。

7.3 技术演进时间表与产业化路径

总结

东微半导体通过在功率半导体、数字电源控制IC、先进封装等领域的持续创新，构建了覆盖从电网接入到xPU供电的完整解决方案，满足算力服务器在高功率密度、高效率、高可靠性和智能化管理方面的严苛需求。公司以48V、800V及更高电压架构为核心发展方向，推动国产替代与技术自主可控，助力中国数据中心实现低碳化、高效化与可持续发展。