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英伟达引领AI数据中心革命:800V高压直流架构重塑半导体产业生态

作者: 集小微 07-13 16:34
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来源:爱集微 #英伟达# #人工智能# #碳化硅#
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在人工智能浪潮的推动下,英伟达(Nvidia)作为一家市值达4万亿美元的科技巨头,尽管本身不设计或制造电力电子设备,却正在定义未来电力电子的特性和功能。英伟达正在为下一代人工智能数据中心设计动力系统架构,其影响力已经深入到数据中心的电力基础设施建设中。

英伟达的技术引领作用得到了一些行业专家的高度评价。例如,英飞凌科技系统创新部门负责人杰拉尔德·德博伊(Gerald Deboy)将英伟达比作一位大师级指挥家,带领整个行业朝着新的数据中心建设和运营模式转型。此外,英伟达还与多家宽带隙(WBG)半导体及硅材料供应商合作,共同推动数据中心向800V高压直流(HVDC)架构的转变。

英伟达在数据中心领域的技术创新,正在为氮化镓(GaN)技术的发展带来新的契机。Yole电力电子市场与技术分析师哈桑·切伊托(Hassan Cheaito)认为,英伟达对人工智能数据中心的推动,正在为氮化镓技术创造类似“特斯拉推动碳化硅(SiC)”时刻的市场机遇。

英伟达的这些变化源于其即将推出的Rubin Ultra GPU和Vera CPU,这些产品将在2027年上市,并且会尽可能多地在机架内进行集群部署,以满足人工智能发展的需求。英伟达放弃了传统的54伏机架内电源分配技术,因为这种技术无法满足新GPU对机架功率的高要求。

为了适应人工智能数据中心的发展,英伟达正在推动数据中心的电力基础设施进行全新设计。这种新的800伏高压直流系统架构,需要大量新型的电力设备和半导体技术。英飞凌等公司正在开发800伏至12伏和800伏至50伏的转换器,以满足英伟达在功率密度、效率、外形尺寸和高度等方面的要求。

在数据中心电力基础设施中,对于高压高功率解决方案,碳化硅(SiC)技术处于领先地位。但对于从800V转换到50V的应用场景,由于空间限制,高开关频率的氮化镓(GaN)技术更为适用。而对于从54V转换到6V的低电压中间总线转换器(IBC),氮化镓和传统硅技术都可以发挥作用。

英飞凌在这一领域展现了强大的竞争力。Yole首席技术和市场分析师Poshun Chiu认为英飞凌是电力电子领域的领导者,尤其在混合动力电子解决方案方面,英飞凌在碳化硅、氮化镓和半导体领域都具有优势。

英飞凌并非唯一一家参与英伟达人工智能数据中心项目的公司。Navitas半导体公司也在利用其在氮化镓领域的优势,开发满足人工智能数据中心需求的电力电子解决方案。Navitas首席执行官吉恩·谢里登(Gene Sheridan)表示,随着电压接近处理器,英伟达在设计、组件选择和供应商选择方面的参与度越来越高。Navitas与英伟达每周都在进行评估、基准测试和原型设计等工作,以帮助英伟达确定最终的解决方案。

Navitas在2022年收购了GeneSiC半导体公司,这为其宽禁带IC产品组合提供了支持。除了传统的交流到直流转换器或800伏直流到直流转换器,Navitas还在探索48伏直接为处理器供电的解决方案。谢里登还发现了一种新的氮化镓应用机会,这是由其公司通过GeneSiC收购获得的超高电压碳化硅技术所驱动的。这种技术对于开发与电网相连的固态转换器至关重要,并且可以应用于数据中心以外的领域,如固态变压器、城市和家庭供电以及可再生能源连接。

英伟达的这一举措,还可能影响谷歌和Meta等其他科技巨头的数据中心战略。英伟达的积极行动可能使开放计算项目(OCP)变得过时,因为OCP在标准化数据中心的形式因素和机架级别方面的进展相对缓慢。英飞凌的德博伊表示,不同的架构可能会导致数据中心再次陷入“丛林”状态,即各种解决方案互不兼容。

Yole预测,在人工智能数据中心市场,氮化镓的增长速度将超过碳化硅。虽然碳化硅在交流到直流转换中有一定的市场前景,但氮化镓在直流到直流转换中的应用潜力更大,因为它可以实现更高的电压。

责编: 张轶群
来源:爱集微 #英伟达# #人工智能# #碳化硅#
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