算力服务器供电系统白皮书_17页_8mb

报告摘要

东微半导体算力服务器供电系统白皮书总结

核心内容

东微半导体专注于高性能功率器件与数字电源控制技术的研发与应用，致力于为人工智能数据中心（AIDC）提供高效、高可靠、智能化的供电系统解决方案。随着算力需求的指数级增长，数据中心供电系统正面临前所未有的挑战，包括高功率密度、高效率、高可靠性、复杂热管理及高动态负载响应等。东微通过技术创新与产业链协同，为算力服务器供电系统提供从电网接入到xPU供电的全链路解决方案，涵盖AC-DC、DC-DC、VRM、eFuse等关键环节。

主要观点

算力服务器供电系统挑战
- 随着AI大模型训练需求激增，单机架功率需求从3-5kW上升至100kW甚至MW级别。
- 48V总线架构因电流过大、铜价上涨及散热难题逐渐被800V架构取代。
- 供电系统需满足99.99%以上的系统可用性，对可靠性、冗余度、效率、功率密度、保护速度等提出更高要求。
技术演进方向
- AC-DC转换：采用800V高压直流总线和固态变压器（SST）方案，提升效率并降低系统复杂度。
- IBC（中间总线转换器）：高频谐振拓扑（如LLC、HSC）是实现高功率密度和高效率的关键，需关注器件的FOM参数（如Rds(on)×Qg）及封装结构对寄生电感的影响。
- VRM（电压调节模块）：单级转换架构显著提升整体效率和功率密度，同时优化动态响应性能。
- eFuse与SSCB（固态断路器）：基于功率半导体的固态断路方案可实现微秒级故障隔离，提升系统安全性。
东微半导体技术布局
- 功率器件：覆盖48V、800V、12V等多电压等级，包括Si MOSFET、SiC MOSFET、GaN HEMT、SGT MOSFET等，支持高功率密度与高效率。
- 数字电源控制：整合慧能泰数字电源控制IC，实现“控制-驱动-执行”链路的高效协同，提升系统可靠性与智能化水平。
- 先进封装技术：采用Source-Down、双面散热、模块化集成等方案，显著降低热阻与系统体积，提高散热效率和功率密度。

关键信息

核心产品：
- PFC侧：600V/650V Si MOSFET，如OSG60R055TT3F、OSQ65R020TT2F等。
- HVDC侧：1200V/1400V/1500V SiC MOSFET，如OSQ120R025H4T2AF、OSQ150R035H4T2F_NB等。
- GaN HEMT：东微正在布局12英寸硅基GaN外延材料，开发高频、高效率的GaN器件。
- SGT MOSFET：如SFS08R046UNSCF_CG、SFS04R007UGSCNF等，适用于IBC和VRM等场景。
- 数字控制器：OSU1000A、OSU1800等，支持多种拓扑结构，提升控制精度与系统效率。
- Hotswap保护方案：东微推出基于SGT MOSFET的48V与12V级保护方案，支持快速响应与高效隔离。
技术优势：
- 高性能SiC MOSFET导通电阻低至7mΩ/cm²，接近国际领先水平。
- 自主设计的DSP具备高分辨率PWM、PLM模块、全并行硬核等特性，提升控制精度与实时性。
- 液冷电源模块已实现量产，支持高功率密度与高效散热。
市场与战略价值：
- 东微在数据中心电源系统市场占有率持续提升，2025年工业通信电源收入占比达38%，同比增长53%。
- 公司积极布局国产替代，推动12英寸氮化镓技术发展，提升供应链安全与自主可控能力。
- 通过完善48V架构、推进800V架构商业化、研究1500V以上电压等级，构建完整技术生态，支持算力服务器的未来发展。

未来产品路线图

时间节点	技术重点	产业化目标
2026—2028年	完善48V架构生态系统，推进800V架构商业化落地	在数据中心、算力服务器等业务保持增长，实现超级结MOSFET塑封模块的量产突破
2028—2030年	研究1500V及以上电压等级，推动单封装集成	建立12英寸氮化镓技术生态系统，实现算力服务器电源系统的智能化管理
2030年以后	第四代半导体技术、垂直供电架构普及、液冷与供电深度融合	推动中国第三代半导体产业高质量发展，为全球算力服务器市场提供完整解决方案