在AI服務器內部，電源系統原本是作為“輔助性結構”存在的。它為計算芯片、內存、通信接口等模塊提供穩定電壓，但本身并不承擔核心算力任務。

這種角色定位，在AI負載大幅上行之后發生了改變：

首先是功率層級的抬高，目前AI服務器的整機功耗即將突破300 kW。

其次是響應速度要求變化。計算任務的不均勻性，使得對供電系統的瞬態性能提出了更高要求，多個負載單元需要獨立調控電壓、電流和反饋路徑。

第三是供電顆粒度增加。板載電源模塊設計普及，每條軌道都需要單獨控制、獨立監測，不再依賴統一的集中式電源。

這些變化疊加之后，AI服務器電源系統的結構隨之發生調整。系統被拆分為多段電壓平臺。每一段既要完成能量轉換，也要完成控制反饋、安全保護與故障容錯等目標。所需器件不再是集中部署的幾顆電源芯片，而是一組組覆蓋不同功能的芯片網絡，分布在AI服務器的多個區域。

這次，我們基于三家頭部芯片廠商——英飛凌(Infineon)、安森美(Onsemi)和MPS——在最新財報和投資者材料中披露的信息，來講一講：AI服務器電源系統中，半導體器件價值幾何?這些錢花在哪兒，都用到了什么器件? 三家廠商分別在哪些環節提供了什么產品?背后反映出AI服務器怎樣的元器件趨勢?

01 AI服務器電源系統如何吃掉$15,000? 從路徑結構到器件密度的變化

Infineon在2025年Q2投資人簡報中，給出一個明確的測算：一臺AI服務器電源系統中，用到的半導體器件BOM成本可達12,000–15,000美元。

這些器件分布在從AC輸入、直流母線轉換，到板級降壓、核心供電的各個電壓段與功能節點中，構成了AI服務器架構中密度最高、路徑最長的一個器件系統。

AI服務器電源每一段路徑，都是由大量功率器件、控制芯片與保護元件構成的功能結構單元，合起來構成了這條價值鏈。

以下，我們以Infineon提供的結構圖與成本估算為基礎，對AI服務器電源路徑進行逐段拆解，并結合Onsemi架構圖與MPS板級供電分布，對各節點的器件種類與配置成本進行補充還原。

圖源：英飛凌

Infineon將這套AI服務器電源系統拆分為幾個主要板塊：PSU(主電源模塊)、BBU(電池備份模塊)、48V Bus Converter、板載負載點、以及大量輔助保護與監測器件(如eFuse、熱插拔控制、感測器等)。它給出了一個典型AI服務器電源系統架構中各類模塊數量及單模塊估算成本的組合示意圖。

這筆總計高達$15,000的成本，在結構上對應著整條供電路徑。我們可以按照供電順序，從輸入到負載，將其逐層拆解。

圖源：英飛凌

PSU：從277V AC到48V DC的電源轉換

AI服務器的供電入口通常從277V三相交流電開始，首先通過PSU(Power Supply Unit)進行PFC功率因數校正與高壓整流，再將電壓轉換為48V DC或54V DC母線輸出。該路徑使用高壓MOSFET(通常為 SiC)、整流橋與高頻 PFC控制器組成完整架構，典型功率等級為 3kW–12kW。

Infineon測算單PSU模塊半導體器件成本約為$120，AI服務器電源系統整機中典型部署為24/48套，總成本約為$2,880~5760。Onsemi提供的對比數據也顯示，SiC功率器件在PSU中的成本為$160/30kW。

BBU：電池備份

BBU(Battery Backup Unit)模塊用于應對斷電或瞬時負載飆升，提供短時間、低時延的備用功率支撐。

其內部使用SiC或GaN MOSFET開關、電池管理芯片、電流采樣與PFC調節單元等電池充放電控制器件，要求具備高速切換與寬電壓容忍能力。

Infineon估算單個BBU模塊芯片成本為$70，AI服務器電源系統整機配置同樣為24套，合計成本約$1,680。Onsmei給出的BBU所使用的SiC成本是$135/30KW。

IBC：中壓DC-DC轉換段

服務器內48V DC不直接進入主板，而需通過DC/DC模塊(Bus Converter)將電壓逐步降至板載適用電平(如12V、5V)。該模塊通常由高頻GaN功率管、數字驅動器、DC-DC控制芯片與反饋穩壓控制器構成，在AI服務器中被廣泛部署于主板與加速板之間的接口區域，負責主板供電電壓源的構建。

Infineon的測算中，單個Bus Converter模塊半導體器件成本約$70–$150之間，AI服務器電源系統整機部署數量為18套，總計芯片價值區間為$1,260–$2,700。這是GaN器件在數據中心服務器中最具密度的部署區域。

GPU/CPU Board：主板核心負載調壓路徑

主板模塊用于將12V或5V電壓降壓至GPU、CPU等負載核心所需的0.8V–1.8V區間。主板電源系統一般為多相結構，由DrMOS、控制器、電源模塊組成的陣列完成電壓調節、反饋與熱平衡控制。一個GPU Board上通常部署多相電源模塊，每個模塊支持50–100A的電流輸出。

Infineon在簡報中給出每個GPU Board配置成本約為$130，AI服務器電源系統總計部署36塊，合計成本達$4,680，為整機電源系統中單段最高的成本點。

Smart NIC：非主負載區域的多路小功率供電

除核心運算模塊外，服務器中還存在大量邊緣供電需求，例如Smart NIC(網絡加速卡)、DDR、主板控制單元等。這些區域電壓通常為3.3V等低壓，功率需求不高，但路徑眾多、數量龐大。為此部署小型降壓芯片、低壓 LDO、輕量級電源模塊。

Infineon估算Smart NIC及類似路徑在AI服務器電源系統中共部署約108組，每組芯片成本約$8，總計約$864。這些邊緣路徑雖然單體價值較低，但疊加后也是不可忽視的支出部分。

eFuse/熱插拔：保護監測路徑

電源系統的穩定運行離不開大量路徑保護與熱管理芯片，如eFuse、Hot Swap控制器、電流監測芯片、電壓反饋通道等。這些器件并不參與功率變換，但對整臺AI服務器的安全性與可維護性起決定作用。

Infineon測算這些器件合計數量超過300顆，每顆單價約$3，總成本約$900。在高可用數據中心系統中，這部分器件密度仍在逐年上升。

整臺AI服務器電源系統從AC輸入到負載core，共劃分六個供電板塊，每一段均由一組特定芯片構成，既包括主功率路徑(MOSFET、GaN、DrMOS)，也包括路徑控制(PFC、控制器、PWM)，以及外圍支撐(eFuse、感測芯片)。

下表為典型成本結構對照：

這一整套結構說明了，在AI服務器中，電源系統是多級分布、模塊集成、結構嵌入的一整套路徑。

每一級轉換節點都內嵌芯片，每一段電壓鏈路都由獨立器件構成，每一個計算模塊的供電都伴隨著多個電源模塊、數十相調壓單元與成套傳感控制系統。在這樣的AI服務器電源系統結構下，芯片廠商的產品不再是簡單的嵌入，而是以模塊的形式構成AI服務器整機供電體系的基本構件。

02 三家廠商方案有何特色? 未來趨勢又如何?

Infineon：從AC到板載電源模塊的全路徑覆蓋

Infineon在AI服務器電源系統中提供從PSU到板載電源模塊全路徑的模塊化方案，其關鍵特征在于將供電路徑拆解為結構單元，并通過統一封裝嵌入整機系統。

其中PSU模塊可提供3kW至12kW功率等級。在12kW PSU方案中，其功率密度達到113 W/in3，峰值效率達97.5%。

在中壓段，Infineon采用雙面散熱封裝的器件，適用于高頻硬開關拓撲。該封裝結構設計目的是減少主板布線和散熱設計的工程成本。雙面引腳便于上下均勻散熱，降低局部溫升，適配典型AI服務器水冷夾層結構。

圖源：英飛凌

在眾多段位中，它在板載電源模塊的處理具有結構差異。其預計今年推出的電源模塊采用 10×9×5mm 封裝，內部集成四相同步降壓電路，集成電感、電容，最大峰值電流輸出能力可達280A。

圖源：英飛凌

模塊設計為貼裝在主板背面，從下方向芯片供電，形成垂直PDN(Vertical Power Delivery)路徑。該方式相比橫向布局不僅節省空間，更有效縮短布線，降低功耗，Infineon方面稱其可將PDN損耗從20%降至3%。

Onsemi：以高壓母線為核心，構建路徑分段結構

Onsemi在AI服務器電源系統中圍繞400V DC母線架構展開部署，構建從輸入段到主板供電的多段供電路徑。在其投資人簡報中，Onsemi展示了AI服務器典型供電結構，從UPS、電池模塊和PLSS(Peak Load Shaving Shelf)出發，經過主電源通路與控制器，最終連接至板載電源模塊。

圖源：安森美

在路徑上游，PLSS Shelf模塊作為AI服務器整機的高壓輸入節點，通過統一母線與主電源系統連接，并與UPS、PDU構成供電鏈路的前端。系統以400V DC Bus為主干電壓平臺，承接高壓輸入并向下游各功能段進行電壓分配。在系統中部，主電源控制器與母線接口作為路徑控制與調度節點，實現AI服務器整機電源的分段供給與集中調壓。

Onsemi提供的電源路徑部署強調結構分工與電壓平臺劃分，從AI服務器整機供電通路角度完成輸入、分段、控制與負載匹配的全路徑劃分。通過模塊化結構嵌入方式構成系統供電通道，適配集中供電、高密度并聯與AI服務器級功耗管理場景。

MPS：從板載供電出發，綁定整機負載節點

MPS專注于GPU板卡、主板和DIMM電源等低壓端供電模塊。它集中在負載側，將供電模塊做成可嵌入主板結構的器件形態。

在電源模塊方面，MPS推出Intelli-Module系列集成電源器件，將電感、電容與芯片集成于單一封裝中，可與多項控制器配合使用實現動態電流控制。

圖源：MPS

為降低配電損耗，MPS使用ZPD(Z-axis Power Delivery)架構，將電源模塊放在處理器的下方，由之前的橫向供電改為縱向供電。ZPD構型下，電源路徑更短，電流損耗與EMI干擾大幅降低，熱分布也更集中。

03 寫在結尾

三家廠商不僅在架構路徑上各自推進，也都明確釋放出對AI服務器電源系統的高增長預期。

Onsemi在Q1財報中披露，其AI數據中心相關收入同比增長超過100%，明確顯示其AI服務器供電系統業務正在快速擴張。Infineon也預計其25財年，AI服務器營收將達6億歐元，并在兩年內達到10億歐元目標。MPS同樣在投資者溝通中指出，AI板卡供電已成為其增長最快的供電路徑之一，未來多個板載節點將進入單板百安培級供電時代。

從路徑布局來看，負載端的供電方式正在發生深刻變化。垂直供電(Vertical Power Delivery)正在成為主流方案。Infineon和MPS都將電源模塊部署在主板背面，從板底向芯片核心垂直供電，以縮短PDN路徑、優化電流回路與熱耦合。橫向布線的限制正在被突破，供電路徑正從邏輯連接變成結構分層。

從這些變化中可以看到，AI服務器的電源系統正從電氣功能層走向結構部署層，供電路徑也從“貼片連接”逐步轉向“結構嵌入”。芯片廠在其中的角色，也從提供控制和開關器件，轉變為供電路徑的直接構成單元。

本文為嗶哥嗶特資訊原創文章，未經允許和授權，不得轉載，

審核編輯 黃宇