全球 AI 算力基礎設施革新迎來關鍵進展。近日，納微半導體（Navitas Semiconductor, 納斯達克代碼：NVTS）宣布參與NVIDIA 英偉達（納斯達克股票代碼: NVDA) 下一代800V HVDC電源架構開發，旗下GaNFast?氮化鎵和GeneSiC?碳化硅技術將為Kyber機架級系統內的Rubin Ultra等GPU提供電力支持。
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NVIDIA推出的下一代800V HVDC架構，旨在為未來AI的計算負載提供高效、可擴展的電力傳輸能力，實現更高可靠性、更優效率并簡化基礎設施設計。
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現行的數據中心普遍采用傳統的54V機架內部配電架構，僅能支撐數百千瓦（kW）的負載。該架構依賴體積龐大的銅制母線將低壓電力從電源模塊傳輸至計算單元。然而，當功率需求超過200kW時，該架構受限于功率密度、銅材用量和系統效率等方面的物理極限。
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為滿足日益增長的AI算力需求，現代AI數據中心需配置吉瓦（GW）級供電系統。NVIDIA創新性地采用固態變壓器（SST）和工業級整流器，在數據中心外直接將13.8kV交流電轉換為800V高壓直流，省去多級AC/DC和DC/DC變換環節，顯著提升能效與可靠性。
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得益于800V高壓直流的高電壓特性，在相同功率傳輸要求下，可通過降低電流強度使銅纜直徑減少最高45%。傳統54V直流系統若需支持兆瓦級機架，將消耗超過200公斤銅材，這無法滿足吉瓦級下一代AI數據中心的可持續發展。
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800V高壓直流無需額外配置AC-DC變換器，就可直接為IT機架供電，通過DC-DC變換器降壓后為包括Rubin Ultra在內的GPU供電。
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納微半導體憑借氮化鎵與碳化硅技術，已在AI數據中心供電解決方案領域確立領先地位。高功率GaNSafe?氮化鎵功率芯片集成了控制、驅動、感測以及關鍵的保護功能，使其在高功率應用中具備了前所未有的可靠性和魯棒性。作為全球氮化鎵功率芯片的安全巔峰，GaNSafe具有短路保護（最大延遲350ns）、所有引腳均有2kV ESD保護、消除負柵極驅動并具備可編程的斜率控制。所有這些功能都僅通過芯片4個引腳實現，使得封裝可以像一個分離的氮化鎵HEMT一樣被處理，不需要額外的VCC引腳。
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在二次側DC-DC變換領域，納微半導體推出80-120V的中壓氮化鎵功率器件，專為輸出48V-54V的AI數據中心電源優化設計，可實現高速、高效、低占板面積的功率轉換。
憑借著在碳化硅領域的20年技術創新積累，納微GeneSiC?獨家的“溝槽輔助平面柵”技術可提供業界領先的溫度特性，為功率需求高、可靠性要求高的應用提供高速、低溫升運行的功率轉換方案。第三代快速碳化硅MOSFET相較同類產品不僅效率顯著提升，外殼溫度也低25°C，同時使用壽命長3倍。
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納微GeneSiC??碳化硅產品覆蓋650V至6.5kV超高壓全電壓范圍，已在多個兆瓦級儲能并網逆變器項目中成功應用。
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圖1 納微氮化鎵與碳化硅技術打造電網到GPU的完整電力傳輸鏈路

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2023年8月，納微半導體推出了一款高速、高效的3.2kW CRPS電源，相較傳統硅基方案體積縮小40%，適用于AI與邊緣計算場景。隨后發布的4.5kW CRPS電源實現137W/in3功率密度與超97%效率。2024年11月，納微推出全球首款8.5kW AI數據中心電源，采用氮化鎵與碳化硅技術實現98%效率，符合開放計算項目（OCP）和開放機架v3（ORv3）標準。此外，納微自研的IntelliWeave數字控制技術，與GaNSafe功率器件和第三地快速碳化硅MOSFET結合，能使PFC峰值效率高達99.3%，而功率損耗較現有方案降低30%。在5月21日Computex臺北國際電腦展期間，納微舉辦了“AI科技之夜”，全球首發了12kW AI數據中心電源解決方案。
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納微半導體首席執行官兼聯合創始人Gene Sheridan表示：“納微很榮幸能夠參與到NVIDIA 800V HVDC的架構建設當中。我們在高功率氮化鎵與碳化硅領域的創新已開拓多個全球首例，并成功切入AI數據中心與電動汽車等新興市場。全面的產品組合使我們能夠支持NVIDIA從電網到GPU的800V HVDC完整電力基建。衷心的感謝NVIDIA對我們技術實力與推動數據中心供電革新的認可。”
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NVIDIA 800V HVDC架構可讓端到端能效提升5%，降低70%的維護成本（由于電源故障減少），并借助HVDC與IT機架直連技術顯著降低冷卻成本。”
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