近年來，人工智能（AI）技術(shù)的快速發(fā)展推動了AI服務(wù)器市場的迅猛增長。據(jù)IDC和浪潮信息發(fā)布的《2025年中國人工智能計算力發(fā)展評估報告》顯示，2024年全球人工智能服務(wù)器市場規(guī)模為1251億美元，2025年將增至1587億美元。

?

作為AI服務(wù)器電源管理和信號處理的重要元件之一，電感器在確保服務(wù)器高效穩(wěn)定運(yùn)行方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。電感器不僅直接影響著電源轉(zhuǎn)換效率、系統(tǒng)穩(wěn)定性和散熱性能，還對AI服務(wù)器整體性能產(chǎn)生重要影響。因此，針對AI服務(wù)器應(yīng)用特點(diǎn)，深入分析電感器的需求特征，并合理選擇和設(shè)計電感器，是提升AI服務(wù)器性能及可靠性的關(guān)鍵所在。

一 AI服務(wù)器對電感的需求

AI服務(wù)器與傳統(tǒng)服務(wù)器相比，在性能、功率密度和能效要求等方面均存在顯著差異，這些差異直接影響了對電感器的需求。
首先，AI服務(wù)器通常搭載高性能GPU或?qū)Ｓ肁I芯片，這些芯片通常運(yùn)行于大電流環(huán)境中，因此對電感器的飽和電流能力提出了更高要求。若電感器飽和電流不足，則可能引起元件過熱、功能失效甚至損壞，嚴(yán)重影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。
其次，AI服務(wù)器需要更高的功率密度，以滿足數(shù)據(jù)中心空間有限、散熱困難等挑戰(zhàn)。這就要求電感器在保持較小體積的同時，具備更低的直流電阻（DCR），以減少熱損耗，提高整體效率。
再次，AI服務(wù)器對供電系統(tǒng)效率要求極為嚴(yán)苛，通常需要達(dá)到極高的轉(zhuǎn)換效率，以降低數(shù)據(jù)中心整體能耗成本。因此，電感器必須具備良好的高頻特性，以適應(yīng)新一代高頻DC-DC轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用需求。
最后，由于AI服務(wù)器長期處于高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)，其內(nèi)部溫度環(huán)境相對嚴(yán)苛，因此所選用的電感器必須擁有良好的溫度穩(wěn)定性和長期可靠性。

電感器在AI服務(wù)器中的應(yīng)用

二 電感器在AI服務(wù)器中的應(yīng)用

電感器作為AI服務(wù)器中不可或缺的關(guān)鍵元件，廣泛應(yīng)用于多個核心模塊，其主要功能包括能量存儲、信號濾波、噪聲抑制和電源穩(wěn)壓等。在AI服務(wù)器的高性能、高功率密度和高可靠性需求下，電感器的作用尤為重要。

1. 電源管理系統(tǒng)（DC-DC轉(zhuǎn)換器、穩(wěn)壓電路）
AI服務(wù)器的核心部件，如GPU、CPU和AI加速芯片，對供電的穩(wěn)定性和效率要求極高。為了滿足這些需求，服務(wù)器通常采用高效的DC-DC轉(zhuǎn)換器來提供穩(wěn)定的電壓輸出，而電感器是DC-DC轉(zhuǎn)換器中不可或缺的關(guān)鍵元件。降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中，電感量要求通常在0.1-0.68 μH之間，工作電流60A，飽和電流60A-120A，而尺寸需要控在12mm以內(nèi)。電感器負(fù)責(zé)儲存和釋放能量，以平滑輸入電壓波動并提供穩(wěn)定的輸出電流，確保服務(wù)器能高效運(yùn)行，滿足數(shù)據(jù)中心海量數(shù)據(jù)的處理和存儲需求。

2. 信號濾波與噪聲抑制
在一次電源AC-DC轉(zhuǎn)換器中，共模電感、磁珠和差模電感用于抑制高頻噪聲并確保信號完整性。例如，在220V AC 轉(zhuǎn)DC電源中，電感器可以與電容配合形成低通濾波器，有效濾除高頻紋波，從而為關(guān)鍵芯片提供更純凈的供電。此外，在高速信號傳輸線路中，差模或共模扼流圈也常被用作抗干擾元件，以消除共模噪聲和差模干擾。

三 AI服務(wù)器電感器選型關(guān)鍵因素

在AI服務(wù)器中，電感器的性能直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性、效率和可靠性。因此，針對不同應(yīng)用場景選擇合適的電感器至關(guān)重要。電感器的選型過程需要綜合考慮多個關(guān)鍵因素，包括電感值、飽和電流、直流電阻（DCR）、工作頻率等。

1. 電感值（Inductance）
電感值是電感器最基本的參數(shù)之一，表示電感器儲存磁能的能力。它決定了電路中的紋波電流大小以及能量存儲能力。在AI服務(wù)器中，合適的電感值能夠有效平滑電流波動，提高供電穩(wěn)定性。應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用場景平衡紋波要求與動態(tài)性能要求。例如，對于48V-12V DC-DC 轉(zhuǎn)換器中，中等范圍的電感值（如幾 μH到數(shù)十μH），以兼顧效率和響應(yīng)速度。而在12V-0.75V DC-DC轉(zhuǎn)換器中，需要1 μH以下的電感器。

2. 飽和電流（Saturation Current）
飽和電流是指當(dāng)通過電感器的直流電流達(dá)到一定值時，其磁芯開始進(jìn)入飽和狀態(tài)。磁飽和會導(dǎo)致磁芯失去儲存能量的能力，從而影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。在AI服務(wù)器中，由于高性能芯片需要處理大量數(shù)據(jù)，其功耗較高，因此對飽和電流提出了更高要求。
對于如何選擇合適的飽和電流規(guī)格，主要基于負(fù)載需求和降額設(shè)計。選型時應(yīng)優(yōu)先選擇飽和點(diǎn)較高且溫度穩(wěn)定性良好的磁性材料（如鐵氧體或軟磁合金）。此外，可考慮一體成型結(jié)構(gòu)，以減少漏磁并提高抗飽和能力。

3. 直流電阻（DCR）
直流電阻是指電感器繞組線圈在直流條件下的內(nèi)阻。DCR越低，通入直流時產(chǎn)生的功耗越小，從而提高系統(tǒng)效率。在AI服務(wù)器中，高功率密度設(shè)計對能耗管理極為敏感，因此降低DCR是優(yōu)化系統(tǒng)效率的重要途徑。
在選型時，應(yīng)優(yōu)先選擇具有低DCR特性的產(chǎn)品，同時確保其體積與功率密度設(shè)計相匹配。例如，在緊湊型設(shè)計中，可考慮采用一體成型結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)低DCR與高功率密度的平衡。

4. 工作頻率（Operating Frequency）
AI服務(wù)器通常采用高頻DC-DC轉(zhuǎn)換器，以實現(xiàn)更高效、更緊湊的供電設(shè)計。在高頻條件下，傳統(tǒng)磁性材料可能無法滿足需求，會出現(xiàn)損耗增加、發(fā)熱量提升等問題。因此，適應(yīng)高頻工作特性是選型的重要考量因素。
對于高頻應(yīng)用場景下的選型建議，一是材料選擇，優(yōu)先選擇具有低損耗特性的磁芯材料，如FeNi軟磁粉末或熱壓一體成型合金粉末等；二是結(jié)構(gòu)優(yōu)化，采用分段式設(shè)計，或扁平線繞組或特殊封裝形式，以減少交流損耗；三是頻率匹配，確保所選電感器能夠支持目標(biāo)工作頻率范圍。

四 電感器類型及其適用場景推薦

AI服務(wù)器對電感器的需求因應(yīng)用場景而異，而不同類型的電感器在性能、結(jié)構(gòu)和適用場景上各有優(yōu)勢。根據(jù)AI服務(wù)器的高功率密度、高效率和高可靠性要求，以下將介紹幾種常見的電感器類型及其特點(diǎn)，并推薦適用場景。

1. 大電流電感
在AI服務(wù)器中，大電流電感是電源管理模塊（如CPU、GPU、加速卡的供電電路）的核心元件，需滿足高性能、高可靠性和高效率需求。大電流電感需具備以下特點(diǎn)：
①優(yōu)異的飽和電流特性，避免磁芯飽和導(dǎo)致電感量驟降；②電感可長期承受高負(fù)載電流（如80-100A持續(xù)電流）而保持電感表面低溫升；③具有良好的高頻特性，適合現(xiàn)代AI服務(wù)器中高頻DC-DC轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用；④采用低損耗磁芯材料（如鐵氧體、金屬合金粉末），以減少能量損耗，提升系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率。

2. 一體成型電感
一體成型電感采用磁性粉末壓鑄成型技術(shù)，將線圈與磁芯一體化封裝。該設(shè)計不僅有效減少了漏磁現(xiàn)象，還顯著提高了抗飽和能力。此外，一體成型結(jié)構(gòu)使得電感器具有更高的功率密度和更好的機(jī)械強(qiáng)度以及更好的抗電磁干擾性能。
一體成型電感特別適合AI服務(wù)器中的高功率DC-DC轉(zhuǎn)換器、核心供電模塊（如GPU、CPU供電）以及高可靠性要求的供電系統(tǒng)等應(yīng)用。

3. TLVR電感
針對特定應(yīng)用需求，市場上還提供一些特殊設(shè)計的電感器。例如雙繞組一體封裝電感，這類產(chǎn)品可以實現(xiàn)多個繞組集成，有助于簡化設(shè)計、減少元件數(shù)量。
例如，基于服務(wù)器廠商降本增效的需求，跨電感穩(wěn)壓器TLVR(Trans-Inductor Voltage Regulators)概念出現(xiàn)，并成為應(yīng)對低電壓大電流應(yīng)用中快速負(fù)載波動的主流電路。TLVR電路能使芯片處理器獲得較高的瞬態(tài)響應(yīng)性能。瞬態(tài)響應(yīng)速度快，可降低電源紋波，滿足負(fù)載要求，同時降低損耗，提高轉(zhuǎn)換效率，而且可保持較小的輸出電容值，減少安裝面積和系統(tǒng)成本。

五 高性能電感器助力AI服務(wù)器高算力、低功耗發(fā)展

電感器作為AI服務(wù)器中不可或缺的核心元件，在電源管理、信號濾波等關(guān)鍵模塊中發(fā)揮著重要作用。
作為行業(yè)領(lǐng)先的磁性元件技術(shù)供應(yīng)商，科達(dá)嘉為AI服務(wù)器領(lǐng)域提供靈活、可定制的電感解決方案，助力AI服務(wù)器高算力、低功耗發(fā)展。目前，科達(dá)嘉自主研發(fā)的多個種類、多個系列的電感器被AI服務(wù)器領(lǐng)域應(yīng)用。包括用于AC-DC電源系統(tǒng)的可定制插件共模電感TCAB等系列；用于DC-DC轉(zhuǎn)換器的緊湊型高飽和大電流電感CSBA、CSBX等系列，低損耗一體成型電感CSAB、CSEB、CSEC、CSHB、CSHN等系列或TLVR電感CSFED系列。

應(yīng)用于AI服務(wù)器的科達(dá)嘉高性能電感器

隨著AI服務(wù)器對高功率密度、高效率和高可靠性的需求不斷提升，電感器的性能要求也在持續(xù)攀升。通過深入了解AI服務(wù)器對電感器的需求特點(diǎn)，并結(jié)合具體應(yīng)用場景科學(xué)選型，工程師可以顯著優(yōu)化系統(tǒng)性能，提升服務(wù)器的穩(wěn)定性與能效。

?審核編輯 黃宇