近年來，隨著人工智能的迅速發(fā)展，全球數(shù)據(jù)中心的建設(shè)也呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長。然而，這種增長帶來了嚴(yán)重的能耗問題。AI應(yīng)用對計(jì)算能力的需求不斷上升，推動AI芯片的計(jì)算能力提升，同時(shí)也導(dǎo)致功耗增加。當(dāng)前，一些高性能AI芯片的功耗已經(jīng)從之前的300W左右提升至更高的1000W。
面對這種情況，各大芯片廠商不僅在提升AI芯片的計(jì)算能力，還需要升級數(shù)據(jù)中心的電源供應(yīng)單元（PSU），以適應(yīng)更高的電力需求。數(shù)據(jù)中心的能耗效率優(yōu)化成為重點(diǎn)。目前，全球規(guī)劃和在建的數(shù)據(jù)中心數(shù)量已經(jīng)超過7000個(gè)，能耗占全球總消耗的1%以上。
降低數(shù)據(jù)中心能耗的關(guān)鍵在于優(yōu)化能量轉(zhuǎn)換過程，通常一個(gè)AI應(yīng)用請求會經(jīng)歷多次能量轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致大約12%的能量損耗。傳統(tǒng)電源設(shè)備如80Plus白金標(biāo)準(zhǔn)電源在一定負(fù)載下的效率已經(jīng)較高，但要滿足更大功率AI芯片的需求，PSU必須實(shí)現(xiàn)更高的功率密度和轉(zhuǎn)換效率。
第三代半導(dǎo)體材料，如碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN），由于其高功率密度和轉(zhuǎn)換效率，被引入到數(shù)據(jù)中心的電源解決方案中。相比傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體，這些材料能夠在高溫、高壓和高頻環(huán)境下表現(xiàn)出色。
碳化硅器件在應(yīng)用中可以減少模塊體積和電子轉(zhuǎn)換損耗，降低系統(tǒng)的綜合成本。許多半導(dǎo)體公司已經(jīng)推出了基于這些新材料的PSU方案。例如，英飛凌和其他廠商通過使用混合開關(guān)技術(shù)（包括硅、SiC和GaN）大幅提升了電源的效率和功率密度。
一些公司還發(fā)布了新的AI數(shù)據(jù)中心電源參考設(shè)計(jì)，利用SiC和GaN器件的組合，進(jìn)一步提高效率和能量密度。這些方案展示了如何在更小體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的能量轉(zhuǎn)換效率，并有效減少功耗損失。
總結(jié)來看，數(shù)據(jù)中心PSU正在成為功率半導(dǎo)體廠商關(guān)注的重點(diǎn)市場，隨著AI對數(shù)據(jù)中心需求的增長，第三代半導(dǎo)體技術(shù)的應(yīng)用也在不斷加速。
