标题:数据中心电源升级:为何离不开宽禁带半导体?
根据Synergy Research Group报告,截至2024年底,全球超大规模数据中心数量达1136个,较2019年的600个几乎翻倍。未来几年规划中的数据中心项目也显著增长,从314个增至504个。这些设施正从传统的10兆瓦数据中心转向百兆瓦级园区。
尽管如此,市场对数据中心建设速度持不同看法。阿里巴巴董事长蔡崇信警告,目前全球数据中心建设可能超前于AI需求,存在泡沫风险。微软取消的部分欧美数据中心项目总发电能力达2千兆瓦,表明供应可能已超出需求预期。
然而,大规模数据中心的能源消耗持续攀升,已成为不争事实。高功率密度和高能效成为AI芯片领域的核心关注点。在此背景下,宽禁带半导体如碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)的重要性日益凸显。
安森美指出,数据中心散热系统的电力消耗占比超40%,而SiC MOSFET能显著提高电源转换效率,减少热损失。其在高温下的优异性能,使其成为高功率密度AI数据中心的理想选择。
意法半导体强调,混合式TCM/CCM控制策略在交错图腾柱PFC中表现突出。该策略通过动态调整工作模式,优化效率、降低纹波电流、增强热管理和瞬态响应,大幅提升AI服务器PSU性能。
英飞凌则提出,硅基、SiC和GaN的混合方案能在不同场景下发挥各自优势,实现高功率密度和效率。其8kW PSU参考设计结合SiC和GaN,实现97.5%的基准效率和100W/in³的功率密度。
纳微半导体通过集成GaN HEMT与优化栅极驱动器,打造高效CRPS模块,功率密度达137W/in³。同时,其与兆易创新的合作将进一步推动AI数据中心的智能化发展。
德州仪器指出,GaN可实现高频开关,减小无源器件尺寸,降低开关和反向恢复损耗,提升电源设计效率。
综上所述,无论是SiC还是GaN,宽禁带半导体在提升数据中心电源效率、降低能耗方面展现出巨大潜力,未来市场需求将持续增长。
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