從電網到核心一網打盡　英飛凌AI電源產品組合大更新

AI推動電源架構升級　HVDC成大勢所趨

隨著生成式AI與Agentic AI應用快速擴展，資料中心算力需求持續飆升。英飛凌指出，單顆GPU功耗已進入數kW等級，未來單一機櫃功耗更可能突破1MW，使48V匯流排架構逐漸難以支撐。

在此背景下，產業正加速導入高壓直流(HVDC)架構，包含±400V與800V直流配電。對資料中心的電力基礎設施而言，此一轉變意味著整體電源系統設計的重構，許多原本應用在電網上的技術，將逐漸進入資料中心領域。英飛凌電源與感測系統事業部總裁Adam White認為，在這個大趨勢之下，擁有完整電源技術布局的廠商，將可享受到可觀的綜效。因為在這個轉變過程中，從電網端的固態變壓器(SST)、到中間配電，再到處理器核心供電，每一層電源轉換都需同步最佳化，且不同轉換階段將需要使用矽、碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)這幾種不同的半導體技術。

HV IBC：800V架構落地的關鍵轉換節點

在高壓直流架構中，如何有效將800V電壓轉換為伺服器可用的中低壓，是系統設計的核心挑戰之一。為此，英飛凌推出基於CoolGaN的高壓中繼匯流排轉換(HV IBC)參考設計。

該方案可實現800V直流至50V或12V的轉換，分別對應現有48V架構的銜接，以及未來直接供電至主機板的需求。透過650V CoolGaN元件與數位控制技術的結合，其轉換效率可達98%以上，並具備6 kW持續輸出與10.8 kW瞬時功率能力。

在架構上，該設計採用輸入串聯、輸出並聯(ISOP)拓撲，並結合平面變壓器與軟切換技術，不僅提升功率密度(最高達2.5 kW/in³)，也有效降低電磁干擾。此類設計被視為推動HVDC資料中心落地的重要關鍵。

TLVR電源模組：支撐AI核心高電流需求

隨著AI處理器功耗與電流需求持續攀升，核心供電設計也面臨更嚴苛挑戰。英飛凌此次發表的跨電感穩壓器(TLVR)四相電源模組TDM24745T，即鎖定此一應用場景。

該模組將四個功率級、電感與電容整合於9×10×5 mm³的封裝中，電流密度超過2 A/mm²，並可提供最高320 A峰值電流，滿足新一代GPU與AI加速器需求。

TLVR架構的最大特點在於顯著提升瞬態響應能力，並可降低最多50%的輸出電容需求，進一步節省PCB空間，提升系統整體功率密度。對資料中心而言，這不僅有助於提升運算密度，也能降低能源損耗與整體擁有成本(TCO)。

VR與PoL：強化板級穩壓與系統監控能力

在電源架構的最末端，板級穩壓(VR)與負載點電源(PoL)則扮演關鍵角色。英飛凌此次擴展其穩壓產品組合，推出XDPE1E數位多相PWM控制器，以及TDA49720/12/06系列PoL穩壓器。

其中，多相控制器支援PMBus、SVID與AVSBus等多種介面，並具備主動暫態響應、自動相位切換與數位監測功能，可協助設計人員因應AI負載快速變動，同時縮短開發與驗證時間。

PoL產品則聚焦非核心電源需求，提供6A至20A輸出能力，並整合PMBus遙測功能，可即時監控電壓、電流與溫度等參數。其小型封裝設計(3×3 mm)有助於提升板級空間利用率，並支援高密度AI系統的電源布局。

從單點元件到系統整合　電源競爭進入新階段

綜觀英飛凌此次發表的產品組合，可見其策略已從單一元件供應，轉向完整電源架構的系統級布局。從HVDC配電、HV IBC中繼轉換、TLVR核心供電，到VR與PoL板級穩壓，各層級技術環環相扣，形成完整的AI資料中心電源解決方案。

隨著AI資料中心逐步邁向800V甚至更高電壓架構，電源設計已不再只是效率與功率密度的競賽，更涉及系統整合、可靠性與即時監控能力的全面提升。英飛凌透過結合Si、SiC與GaN等多元半導體技術，在這場電源架構轉型浪潮中，鞏固其關鍵供應商地位。

White預估，隨著資料中心對電源技術的需求不斷升級，未來的資料中心電源設備只會用到更多半導體元件，其價值也會越來越高。未來，每一kW資料中心電源所使用的半導體元件價值，可能會上升到100~150美元。

但是，在電源技術快速更新的過程中，安全規範的銜接，將會是業界接下來必須共同面對的挑戰。英飛凌零碳工業功率事業部總裁Peter Wawer表示，這波由AI帶起的電源革命來得又急又快，雖然加快了新技術滲透的速度，但電源設備的安全性，仍是一個不能迴避的議題。針對800V HVDC，目前還沒有對應的安全規範。這將是整個業界必須一起攜手努力克服的問題，英飛凌作為半導體技術的供應者，除了提供適合的保護方案外，也會積極參與討論，為安全規範的制定做出貢獻。