数据中心及 AI 数据中心解决方案

借助英飞凌绿色数据中心解决方案（从电网到核心），降低总体拥有成本 (TCO)、提高效率和功率密度，并确保可靠性和正常运行时间

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关于

适用于传统和人工智能驱动基础设施的数据中心解决方案

预计到 2030 年，数据中心电力需求将占全球电力使用量的 7%，这是最重要的社会问题之一。随着我们的世界变得越来越数字化，对计算、存储和网络的需求将持续增加。同时，许多数据中心将成为人工智能工厂 - 专注于人工智能训练和推理。这将影响电力需求并重塑服务器机架内部和外部的人工智能基础设施。

TCO/OPEX 和效率提升是该行业需要考虑的关键方面，即使电力购买量下降个位数百分比也可能意味着运营商每年节省数十万美元。作为致力于脱碳和数字化的电力领导者，英飞凌凭借对 Si、SiC 和 GaN 三大主要半导体技术的掌握以及三十多年的电力系统经验，完全有能力帮助解决这一难题。这种强大的组合可提高效率、降低电力需求并节省成本。 

关注我们的播客，了解有关 AI 的最新资讯
服务器电源单元 (PSU)

英飞凌的解决方案利用 Si、GaN 和 SiC 在 PSU 的每个阶段提供效率、功率密度和系统成本的最佳组合，以支持单相或三相电网系统。具体来说，在 PSU 架构中使用 SiC 和 GaN 器件可以实现更高的开关频率、更低的损耗和更好的热性能，而 Si 器件用于功率因数校正 (PFC) 级的慢速段，其低 RDS(on) 和大电流能力是有益的。

我们的半导体产品组合提供一系列额定功率，很快将扩展到 12 kW 甚至更高，致力于实现每机架 1 MW 的目标。它们实现了令人印象深刻的~98% 基准效率，同时满足严格的保持时间要求。英飞凌是唯一一家能够在所有技术上提供解决方案和专业知识的供应商，包括一致的封装选择，以简化机械设计并实现顶部冷却，以应对电源的热挑战。支持多种多相/电平 PFC 和谐振 DC-DC 拓扑。有多种参考设计可用于缩短 PSU 开发时间和上市时间。

探索英飞凌服务器 PSU 解决方案
英飞凌 AI PSU 路线图
探索集成的负载点产品组合
电池备用单元 (BBU) 和电力系统可靠性监控

由于现代数据中心任务的漫长和复杂，保障不间断运行是一项至关重要的任务。

在发生停电或电网故障时，BBU 对于提供可靠的电源至关重要，可确保 AI 工作负载的持续运行。英飞凌的电池备用单元解决方案利用先进的转换器架构来最小化尺寸并最大限度地提高输出功率能力和效率。它们基于部分电源概念，可根据电池配置进行定制，实现高效、可靠和可扩展的电源转换，并确保这些关键设施不间断运行。

我们的电源系统可靠性监控 (PSRM) 解决方案旨在为电源提供无与伦比的可靠性和正常运行时间，可最大限度地降低停电风险，从而降低服务器的总拥有成本 (TCO)。通过实现实时电源健康监测和寿命估计，PSRM 根据动态系统参数记录提供有价值的见解。这些可用于提高设备利用率、维护和潜在停机的早期检测，从而采取主动措施防止停机。

100% 正常运行时间 - 电力系统可靠性监控
了解英飞凌数据中心 BBU 解决方案
电源路径保护

英飞凌的数字热插拔控制器提供广泛的保护和监控功能，包括数字 SOA 控制，这对于防止高可用性系统中的浪涌电流和故障情况至关重要。这些设备针对 AI 服务器进行了优化，允许在不关闭系统的情况下安全地插入和移除服务器刀片，从而最大限度地减少停机时间并保持 AI 工作负载的持续运行。高精度 AFE（例如电流和电压 ADC 以及用于遥测的 PMBus）能够准确监控和报告典型服务器机架系统中的电力和能源使用情况。这使得 OEM/操作员可以单独远程监控每个机架，以实现更高效的系统运行，从而节省能源并最大限度地减少系统停机时间。英飞凌的 XDP™ 数字控制器与具有低 RDS(on) 和强大 SOA 能力的OptiMOS™ LinearFET 相结合，可提供可扩展且强大的保护。我们的产品组合很快将扩展到包括电子保险丝 (eFuse)，它将英飞凌 MOSFET 以及电流和温度传感器集成到一个封装中，以减少设计时间和 BOM 成本。这将使设计更简单、占用空间更小。

英飞凌电源路径保护解决方案
保護與監控晶片
48 V 中间总线转换器 (IBC)

将高压服务器 PSU 的电流转换为更易于管理的较低电压主要是中间总线转换器（简称 IBC）的作用。应用的特殊性、加速器卡上极其有限的空间和极高的功率要求推动了对高功率密度和效率的需求。此外，加速器 IC 的负载动态范围很广，峰值功率几乎是平均值的两倍。因此，高功率密度、高效率和峰值功率的结合正在推动电源转换行业的巨大创新。

英飞凌的创新专有拓扑结构（稳压和非稳压 DC-DC 转换器）已成功集成到领先 AI 卡平台上的 48 V 中间总线转换器 (IBC) 解决方案中。它们目前支持高达 1.5 kW 的功率水平，并计划在不久的将来扩展到 3 kW。IBC 的更高转换率与OptiMOS™双相电源模块相结合，是实现高密度垂直电力输送 (VPD) 的关键因素。最高电流密度双相电源模块降低了生成式人工智能数据中心的 TCO。

英飞凌 48 V IBC 解决方案
OptiMOS™ 双相和四相电源模块
低压 DC-DC 处理器电源

将来自 IBC 的电流转换为核心使用的极低电压需要专用的组件和系统。传统数据中心以及 GenAI 应用程序所需的功能都是必要的。英飞凌为 CPU、FPGA、机架顶部交换机、AI 加速器卡和智能网络接口卡（Smart NIC）提供解决方案。我们独特的产品包括电源和控制解决方案，例如双相和四相电源模块、数字电源控制器、集成功率级以及模拟和数字集成负载点 (PoL)。为了满足最新一代 AI 服务器的严格要求，这些解决方案确保了一流的效率、功率密度和散热性能。

除此之外，由于 AI GPU（图形处理器单元）平台的电力需求和能源成本不断上升，英飞凌推出了第三代 DC-DC 电源模块：TDM2454xx OptiMOS™ 四相电源模块 280 A，实现真正的垂直电力输送 (VPD) 并在紧凑的 10x9x5 毫米封装中提供一流的 2.0A/mm2 功率密度。

英飞凌 LV DC-DC 处理器电源
OptiMOS™ 双相和四相电源模块

适用于传统和人工智能驱动基础设施的数据中心解决方案

预计到 2030 年，数据中心电力需求将占全球电力使用量的 7%，这是最重要的社会问题之一。随着我们的世界变得越来越数字化，对计算、存储和网络的需求将持续增加。同时，许多数据中心将成为人工智能工厂 - 专注于人工智能训练和推理。这将影响电力需求并重塑服务器机架内部和外部的人工智能基础设施。

TCO/OPEX 和效率提升是该行业需要考虑的关键方面，即使电力购买量下降个位数百分比也可能意味着运营商每年节省数十万美元。作为致力于脱碳和数字化的电力领导者，英飞凌凭借对 Si、SiC 和 GaN 三大主要半导体技术的掌握以及三十多年的电力系统经验，完全有能力帮助解决这一难题。这种强大的组合可提高效率、降低电力需求并节省成本。 

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服务器电源单元 (PSU)

英飞凌的解决方案利用 Si、GaN 和 SiC 在 PSU 的每个阶段提供效率、功率密度和系统成本的最佳组合，以支持单相或三相电网系统。具体来说，在 PSU 架构中使用 SiC 和 GaN 器件可以实现更高的开关频率、更低的损耗和更好的热性能，而 Si 器件用于功率因数校正 (PFC) 级的慢速段，其低 RDS(on) 和大电流能力是有益的。

我们的半导体产品组合提供一系列额定功率，很快将扩展到 12 kW 甚至更高，致力于实现每机架 1 MW 的目标。它们实现了令人印象深刻的~98% 基准效率，同时满足严格的保持时间要求。英飞凌是唯一一家能够在所有技术上提供解决方案和专业知识的供应商，包括一致的封装选择，以简化机械设计并实现顶部冷却，以应对电源的热挑战。支持多种多相/电平 PFC 和谐振 DC-DC 拓扑。有多种参考设计可用于缩短 PSU 开发时间和上市时间。

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英飞凌 AI PSU 路线图
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电池备用单元 (BBU) 和电力系统可靠性监控

由于现代数据中心任务的漫长和复杂，保障不间断运行是一项至关重要的任务。

在发生停电或电网故障时，BBU 对于提供可靠的电源至关重要，可确保 AI 工作负载的持续运行。英飞凌的电池备用单元解决方案利用先进的转换器架构来最小化尺寸并最大限度地提高输出功率能力和效率。它们基于部分电源概念，可根据电池配置进行定制，实现高效、可靠和可扩展的电源转换，并确保这些关键设施不间断运行。

我们的电源系统可靠性监控 (PSRM) 解决方案旨在为电源提供无与伦比的可靠性和正常运行时间，可最大限度地降低停电风险，从而降低服务器的总拥有成本 (TCO)。通过实现实时电源健康监测和寿命估计，PSRM 根据动态系统参数记录提供有价值的见解。这些可用于提高设备利用率、维护和潜在停机的早期检测，从而采取主动措施防止停机。

100% 正常运行时间 - 电力系统可靠性监控
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电源路径保护

英飞凌的数字热插拔控制器提供广泛的保护和监控功能，包括数字 SOA 控制，这对于防止高可用性系统中的浪涌电流和故障情况至关重要。这些设备针对 AI 服务器进行了优化，允许在不关闭系统的情况下安全地插入和移除服务器刀片，从而最大限度地减少停机时间并保持 AI 工作负载的持续运行。高精度 AFE（例如电流和电压 ADC 以及用于遥测的 PMBus）能够准确监控和报告典型服务器机架系统中的电力和能源使用情况。这使得 OEM/操作员可以单独远程监控每个机架，以实现更高效的系统运行，从而节省能源并最大限度地减少系统停机时间。英飞凌的 XDP™ 数字控制器与具有低 RDS(on) 和强大 SOA 能力的OptiMOS™ LinearFET 相结合，可提供可扩展且强大的保护。我们的产品组合很快将扩展到包括电子保险丝 (eFuse)，它将英飞凌 MOSFET 以及电流和温度传感器集成到一个封装中，以减少设计时间和 BOM 成本。这将使设计更简单、占用空间更小。

英飞凌电源路径保护解决方案
保護與監控晶片

48 V 中间总线转换器 (IBC)

将高压服务器 PSU 的电流转换为更易于管理的较低电压主要是中间总线转换器（简称 IBC）的作用。应用的特殊性、加速器卡上极其有限的空间和极高的功率要求推动了对高功率密度和效率的需求。此外，加速器 IC 的负载动态范围很广，峰值功率几乎是平均值的两倍。因此，高功率密度、高效率和峰值功率的结合正在推动电源转换行业的巨大创新。

英飞凌的创新专有拓扑结构（稳压和非稳压 DC-DC 转换器）已成功集成到领先 AI 卡平台上的 48 V 中间总线转换器 (IBC) 解决方案中。它们目前支持高达 1.5 kW 的功率水平，并计划在不久的将来扩展到 3 kW。IBC 的更高转换率与OptiMOS™双相电源模块相结合，是实现高密度垂直电力输送 (VPD) 的关键因素。最高电流密度双相电源模块降低了生成式人工智能数据中心的 TCO。

英飞凌 48 V IBC 解决方案
OptiMOS™ 双相和四相电源模块

低压 DC-DC 处理器电源

将来自 IBC 的电流转换为核心使用的极低电压需要专用的组件和系统。传统数据中心以及 GenAI 应用程序所需的功能都是必要的。英飞凌为 CPU、FPGA、机架顶部交换机、AI 加速器卡和智能网络接口卡（Smart NIC）提供解决方案。我们独特的产品包括电源和控制解决方案，例如双相和四相电源模块、数字电源控制器、集成功率级以及模拟和数字集成负载点 (PoL)。为了满足最新一代 AI 服务器的严格要求，这些解决方案确保了一流的效率、功率密度和散热性能。

除此之外，由于 AI GPU（图形处理器单元）平台的电力需求和能源成本不断上升，英飞凌推出了第三代 DC-DC 电源模块：TDM2454xx OptiMOS™ 四相电源模块 280 A，实现真正的垂直电力输送 (VPD) 并在紧凑的 10x9x5 毫米封装中提供一流的 2.0A/mm2 功率密度。

英飞凌 LV DC-DC 处理器电源
OptiMOS™ 双相和四相电源模块

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文档

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