5月22日,2026世界AI服務器電源大會(PSU 2026)在深圳順利舉行。本次大會聚焦AI數據中心電源架構升級、800V HVDC、高功率密度電源模塊、第三代半導體器件等熱門方向。
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大會上,英飛凌應用市場總監盧柱強發表了題為《從電網到核心全鏈路電源解決方案》的主題演講,系統闡述了從電網側到GPU的完整供電鏈路方案。以下為服務器電源網對本次演講內容的回顧。
AI技術的發展對供電系統提出了極為迅速的變化要求。服務器供電功率與功率密度的需求,已超越過去二十年間對服務器供電的傳統認知。
以2023年至今的GPU與TPU演進過程為例,上圖中列出了英偉達各代產品的公開功耗數據。2023年發布的Hopper架構H200功耗在800-900W之間,2024-2025年的Blackwell架構功耗提升了近50%,達到1400-1500W。
預計2026年下半年發布的Rubin架構將迅速增長至2300W。2027年的功耗將進一步達到3600W,實現GPU架構功耗的翻倍增長。而2027年的新一代產品功耗將超過4000W,最高達4400W。以上為主流GPU方案的功率演進趨勢。
TPU方面未公開具體功耗數據,以2024年的V6和2025年的V7為例,功率約為1.2-1.3kW;2026年的V8算力約為前一年V7的三倍,功耗約1.8kW;下一代2027年產品,預計算力將超過2026年V8的四倍,功耗預計超過3.6kW。
作為電源行業從業者,AI領域對服務器電源架構的演進,緊密跟隨GPU、TPU及未來國產芯片的發展路徑。英飛凌的電源架構得益于與這些核心芯片廠商的深度協作,形成了對電源架構的系統性理解。
基于對海外市場的架構認知,主要分為兩大方向:其一為N公司自身的參考方案,其二為OCP架構方案。從整體供電架構來看,可劃分為兩大板塊。
圖中頂部第一行為50V架構,右側為HVDC架構。每一代演進與GPU、TPU的供電需求密切相關。左側第一代PSU輸出50V,布置于算力柜內部,即當前及以往服務器電源的典型供電架構,多采用單相輸入,部分采用三相PSU輸出50V母線至算力柜內部。隨后經過兩級DC-DC變換:第一級從50V降壓至12V,第二級從12V轉為1.1V或更低電壓,為GPU供電。該架構成熟穩定,已運行多年,自2026年至今一直沿用。
隨著GPU功耗持續上升,需在每個算力柜內部配置Power Shelf為整機架供電。聯盟將此定義為Gen 2a代方案,即50V電源置于Sidecar中,2026年已實現大規模發貨。此兩代IT Shelf算力柜結構相同,將電源、BBU、超級電容外置,充分利用現有算力柜架構,將電源模塊作為擴展單元。此時前級PSU仍為50V輸出,后級熱插拔、第一級IBC及第二級VRM保持不變。
2027年的Gen 2b代架構中,整體方向與2a類似,AC-DC系統仍位于獨立的Sidecar機柜中,區別在于PSU改為三相輸入、800V高壓輸出。下一代架構將引入高壓直流系統,算力柜內部增加800V轉50V的PSU,采用PSU形態的Power Shelf,實現將PSU輸出的高壓直流轉換為算力柜可接受的50V系統,算力柜主體無需大幅改動。
2028年稱為Gen 2c代,Sidecar電源柜部分與前代一致,差異在于整個IT系統直接采用800V電源輸入,800V轉更低電壓的IBC直接集成于算力柜內部進行轉換。800V之后的第一級與第二級變換將衍生多種方案。
對于GPU/CPU/TPU,第二級供電也將發生變化。以往VRM采用平面供電,未來可能轉向垂直供電,這將是VRM的重要發展方向。垂直供電可縮短供電鏈路,降低PCB上的能量損耗。
隨著算力需求增長,SST(固態變壓器)概念愈發受到關注。SST可將中壓電網的11kV直接轉換為高壓直流,當前選擇800V,但并非最終方案,未來可能采用±800V。后續SST輸出電壓有可能達到±800V。該方案雖呼聲較高,但目前尚處于應用起步階段。
在整個供電架構中,AI系統功耗巨大,提高電能轉換效率能夠顯著降低投資成本。因此,高效率已成為所有AI服務器電源的共同追求。以Ruby(紅寶石)平臺為例,在鈦金能效基礎上,對各負載點的效率進行了進一步優化,同時對5%負載點作出了限定。
OCP自有ORV標準。中國將于2027年2月1日起實施新的國標能效標準(藍色曲線),在滿載時略低于ORV3,但在其他負載點的要求均為最高。半載時要求效率達到98%,對電源設計構成挑戰。
電源效率的提升,單一負載點較易實現,但在10%至100%的全負載范圍內均保持高效率,且效率曲線平滑,則是較大挑戰。若僅追求高滿載效率,選用更優器件即可。但器件性能提升(內阻降低)會顯著增加開關損耗,導致輕載(20%、50%負載點)效率難以達標。這是新能效標準下電源設計面臨的主要挑戰,即如何在重載與輕載效率之間取得平衡。
英飛凌選型手冊提供了具體方案,例如為獲得平滑的效率曲線,可將兩電平PFC改為多電平PFC,其優勢在于采用低耐壓器件實現高頻開關,從而提高重載效率并降低輕載損耗。效率提升、功率密度提高、電感頻率上升、電感體積減小,同時風道影響也相應降低。
圖騰柱PFC采用三角波控制及臨界導通模式(TCM)也是可行方向,借助帶過零檢測的器件可顯著簡化TCM控制。引入Energy Buffer電路可減少母線電容用量,通過電路設計降低電容需求。
器件層面,碳化硅(SiC)與氮化鎵(GaN)的應用是電源開發的重要技術方向。選型時需兼顧滿載與輕載效率。英飛凌第二代SiC MOSFET在導通損耗與開關損耗之間實現了良好平衡。
英飛凌提供針對數據中心及AI數據中心的完整產品選型指南,可通過微信公眾號及英飛凌中文官網下載。該手冊提供中文版本,并隨電源架構變化持續更新。目前提供2026年3月版,2026年5月版正在審核中,下載鏈接保持不變。
以上為英飛凌本次演講的全部內容,感謝關注。



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