服务器机架电源管理

为下一代人工智能机架提供高效、可扩展的电源解决方案，覆盖PSU、IBC和VRM

关于

人工智能时代的服务器机架供电

随着AI工作负载激增和GPU功耗呈指数增长，传统服务器机架架构正面临物理、电气和热性能方面的极限。现代AI数据中心正在推动基础设施设计发生巨大转变：传统架构中每机架仅几十千瓦，如今已超过100kW，并正迈向未来的600kW至1MW(甚至更高)。设计工程师必须应对GPU功耗快速上升、PSU/IBC/VRM更高的热效率与功率密度需求、更紧凑的系统空间、更高电压与更低电流以及显著降低配电损耗等挑战。我们的服务器机架电源管理产品组合涵盖硅、碳化硅 和 氮化镓功率器件及IC，包括栅极驱动器、电源级、辅助电源、电流传感器、数字控制器和微控制器，覆盖机架内从电源单元和AC-DC转换到IBC和VRM的所有关键电源阶段，帮助实现可扩展电力、优化效率和下一代AI服务器机架的无缝集成。

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服务器电源供应单元（PSU）

随着AI服务器机架的功率从数百千瓦迈向兆瓦级，PSU架构必须重新设计。下一代机架采用高压直流（HVDC）转换，从约400V AC转向800V DC。为支持这一單相電壓至三相電壓的转变，PSU开关器件需从650V提升到1.2kV，实现如B6或Vienna PFC等先进三相拓扑，以提升高负载AI应用下的效率。由于PSU尺寸受限，散热成为关键挑战，侧挂式(sidecar)结构可释放机架纵向空间并增强冷却性能。英飞凌通过全面的硅、碳化硅 和 氮化镓技术组合应对这些挑战。CoolSiC™和CoolGaN™器件减少AI服务器PSU中AC-DC级的开关损耗。除开关器件外，我们的生态系统包括栅极驱动器、数字隔离器、辅助电源和微控制器，支持多种单相和三相拓扑。多样化的模块化与SMD封装及参考设计帮助工程师加速开发、提升效率并缩短上市时间。

系统应用板路线图
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电池备份单元（BBU）

电池备份单元（BBU）在PSU或电网断电时提供瞬时备用电源。例如，为满足48V系统90-240秒备份时间需求，BBU必须具备高效率和可扩展架构。英飞凌的BBU方案采用专利技术，与现有方案相比具备更高功率密度和效率。基于40V与80V MOSFET的设计平台在有限电压范围内提供高性能、更低BOM成本与跨多功率等级的可扩展性。

参考设计路线图
参考设计路线图
中间总线转换器（IBC）及保护（热插拔 / 电子保险丝）

IBC必须在中低压转换阶段提供高功率密度、优异的热性能和高效率。英飞凌提供广泛的 CoolGaN™、栅极驱动器、数字控制器、微控制器、电流传感器及模块化电源级以支持可扩展、可靠的下一代AI机架IBC设计，同时配套宽禁带器件优化的高低压转换路径参考设计，有助于提高效率且增加電源模塊功率密度，并加速產品開發週期。英飞凌还提供多种保护器件，确保受控、安全的上电过程，保护IBC及机架其他部分，并保持高密度AI机架的稳定性。中压保护方面我们提供热插拔或电子保险丝器件，高压保护则有基于JFET SiC的热插拔方案。

了解更多中间总线转换器（IBC）
GPU、CPU、TPU、LPU和ASIC处理器供电

XPU与ASIC电源方案对现代AI服务器至关重要，高级处理器需要精确的低压高电流供电以在高计算负载下保持稳定。系统中，IBC输出将通过VRM进一步降压，以满足XPU（如GPU、TPU）和ASIC的具体电压需求。随着计算性能提升，PDN需具备更严苛的电压调节、更快的瞬态响应和更高的电流密度，同时散热也更具挑战。现代XPU散热密度高、空间有限，因此电源方案必须结合高效VRM设计、优化电源级整合与先进散热管理，以确保AI高负载下的稳定性。

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人工智能时代的服务器机架供电

随着AI工作负载激增和GPU功耗呈指数增长，传统服务器机架架构正面临物理、电气和热性能方面的极限。现代AI数据中心正在推动基础设施设计发生巨大转变：传统架构中每机架仅几十千瓦，如今已超过100kW，并正迈向未来的600kW至1MW(甚至更高)。设计工程师必须应对GPU功耗快速上升、PSU/IBC/VRM更高的热效率与功率密度需求、更紧凑的系统空间、更高电压与更低电流以及显著降低配电损耗等挑战。我们的服务器机架电源管理产品组合涵盖硅、碳化硅 和 氮化镓功率器件及IC，包括栅极驱动器、电源级、辅助电源、电流传感器、数字控制器和微控制器，覆盖机架内从电源单元和AC-DC转换到IBC和VRM的所有关键电源阶段，帮助实现可扩展电力、优化效率和下一代AI服务器机架的无缝集成。

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服务器电源供应单元（PSU）

随着AI服务器机架的功率从数百千瓦迈向兆瓦级，PSU架构必须重新设计。下一代机架采用高压直流（HVDC）转换，从约400V AC转向800V DC。为支持这一單相電壓至三相電壓的转变，PSU开关器件需从650V提升到1.2kV，实现如B6或Vienna PFC等先进三相拓扑，以提升高负载AI应用下的效率。由于PSU尺寸受限，散热成为关键挑战，侧挂式(sidecar)结构可释放机架纵向空间并增强冷却性能。英飞凌通过全面的硅、碳化硅 和 氮化镓技术组合应对这些挑战。CoolSiC™和CoolGaN™器件减少AI服务器PSU中AC-DC级的开关损耗。除开关器件外，我们的生态系统包括栅极驱动器、数字隔离器、辅助电源和微控制器，支持多种单相和三相拓扑。多样化的模块化与SMD封装及参考设计帮助工程师加速开发、提升效率并缩短上市时间。

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电池备份单元（BBU）

电池备份单元（BBU）在PSU或电网断电时提供瞬时备用电源。例如，为满足48V系统90-240秒备份时间需求，BBU必须具备高效率和可扩展架构。英飞凌的BBU方案采用专利技术，与现有方案相比具备更高功率密度和效率。基于40V与80V MOSFET的设计平台在有限电压范围内提供高性能、更低BOM成本与跨多功率等级的可扩展性。

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中间总线转换器（IBC）及保护（热插拔 / 电子保险丝）

IBC必须在中低压转换阶段提供高功率密度、优异的热性能和高效率。英飞凌提供广泛的 CoolGaN™、栅极驱动器、数字控制器、微控制器、电流传感器及模块化电源级以支持可扩展、可靠的下一代AI机架IBC设计，同时配套宽禁带器件优化的高低压转换路径参考设计，有助于提高效率且增加電源模塊功率密度，并加速產品開發週期。英飞凌还提供多种保护器件，确保受控、安全的上电过程，保护IBC及机架其他部分，并保持高密度AI机架的稳定性。中压保护方面我们提供热插拔或电子保险丝器件，高压保护则有基于JFET SiC的热插拔方案。

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GPU、CPU、TPU、LPU和ASIC处理器供电

XPU与ASIC电源方案对现代AI服务器至关重要，高级处理器需要精确的低压高电流供电以在高计算负载下保持稳定。系统中，IBC输出将通过VRM进一步降压，以满足XPU（如GPU、TPU）和ASIC的具体电压需求。随着计算性能提升，PDN需具备更严苛的电压调节、更快的瞬态响应和更高的电流密度，同时散热也更具挑战。现代XPU散热密度高、空间有限，因此电源方案必须结合高效VRM设计、优化电源级整合与先进散热管理，以确保AI高负载下的稳定性。

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