芯耀
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随着 800V HVDC架构浪潮奔涌而来，碳化硅和氮化镓头部企业正重兵集结，强势切入数据中心电源赛道。这片潜力十足的市场，已然跃升为第三代半导体行业新一轮的竞逐高地。
今年10月，英伟达公布了最新一批800VDC数据中心系统合作名单，罗姆半导体作为功率半导体器件代表厂商入选该名单。
为深入了解罗姆半导体在数据中心领域的布局规划和核心竞争力，“行家说三代半”近日采访了罗姆半导体，并探讨SiC/GaN在AI时代数据中心的机遇与挑战。
AI服务器用电量将达1000TWh数据中心低压系统面临5大挑战
随着全球AI服务器的快速发展，用电量激增成为最突出的问题。
根据罗姆的调查数据，2024—2027年全球AI服务器（5kW/台）的全球装机量预计分别达到10万台、20万台、30万台和60万台，预计其电力消耗将呈倍数增长。
罗姆半导体（上海）有限公司深圳分公司技术中心总经理水原徳健告诉“行家说三代半”，到2030年，全球数据中心电力消耗将达到AI用电量将激增至约1000TWh，约将消耗1/10全球电力。
水原徳健分析道，AI服务器的耗电核心在于GPU功率持续不断在提升，以英伟达为例，其GPU功率从700W提升至目前1.4kW，2年实现翻倍增长。预计2026年—2027年将达到1.8kW和3.6kW（约为2023年的5倍），进一步推动AI服务器整体耗电量的大幅增长。
AI服务器功率的不断提升对机架电源提出更高的挑战。根据光宝科技的规划，其单个PSU电源的功率将从目前的3kW逐步提高到5.5kW→18.3kW→122.5kW→125kW，而对应的整个机架电源（Power Shelf）功率将逐步提高到33 kW→110kW，未来将进入300kW～1MW的整柜时代。
数据中心GPU与PSU电源路线图
但是水原徳健认为，当前的数据中心低压系统（48V—54V）存在5大挑战，例如难以实现超过100kW功率，难以满足未来AI服务器MW级功率需求，为此高压化成为AI服务器发展的必然趋势。
目前，数据中心的高压系统主要有两个方向：一是由微软、谷歌、Meta等推动的Open Compute Project（开放计算项目）±400V系统；二是英伟达主导的800V HVDC系统。中国数据中心市场正在同时研发400V和800V HVDC系统，未来还可能向1500V HVDC演进。
SiC/GaN成高压架构最优解罗姆破局数据中心5大要求
在数据中心朝着大功率、高压直流架构发展的大背景下，碳化硅与氮化镓将迎来规模化应用机遇。
水原徳健表示，高压直流服务器电源主要有两大核心要求：一是提升电源转换效率，重点优化 AC/DC、DC/DC 等核心转换模块的性能，降低数据中心整体运营能耗；二是提升电源功率密度，通过技术升级实现电源设备在有限物理空间内承载更高功率输出，适配 AI 服务器持续增长的算力需求，同时助力数据中心实现集约化部署，节约空间与硬件成本。
相较于传统硅基器件，碳化硅与氮化镓凭借高频高效特性，成为提升电源转换效率与功率密度的优选方案。
但是，水原徳健认为，数据中心的进入门槛更高，除了基本的可靠性要求外，它对碳化硅与氮化镓厂商还将提出5个能力要求。
面对 AI 服务器高压化转型提出的严苛要求，罗姆凭借全链条技术布局、深度生态协作与快速迭代能力，在碳化硅与氮化镓领域率先实现破局。
首先是在生态协作层面，罗姆不仅成功进入英伟达榜单，更与台达、村田、科索等行业龙头达成深度合作，将氮化镓、EcoSiC™ 等产品落地于 45W AC 适配器、AI 服务器等核心场景，通过多方协同加速高压技术规模化应用。
其次作为全球少数同时掌握功率器件（硅、碳化硅、氮化镓）与模拟技术的厂商，罗姆构建了从芯片到封装、从器件到驱动器的完整解决方案，全面覆盖 AC/DC、DC/DC 全环节，完美契合高效、高功率密度的器件开发需求。
第三，随着英伟达等GPU厂商产品迭代周期从两年缩短至一年甚至更短，半导体器件的更新速度必须同步提升。
未来，罗姆的碳化硅MOSFET产品将从第4代进化到第5代，功耗较上一代下降30%，后续罗姆的碳化硅器件迭代速度将缩短至2年一代，可精准匹配AI服务器快速迭代的市场需求。
为了进一步提升服务器电源的功率密度，罗姆半导体还创新开发了新型碳化硅器件封装产品DOT-247。
据介绍，DOT-247封装是一种二合一的集成化设计，保持了与传统TO-247封装相同的通用性，同时将两个分立器件合二为一，能够显著减少元件数量、安装面积和整体设计工时。在性能上，它通过优化封装结构，实现了比TO-247约低15%的热阻和约低50%的电感，从而在半桥等应用中大幅提升了功率密度。
此外，罗姆还与英飞凌达成合作，共享DOT-247、D-DPAK等封装技术与产品，解决单一供应问题，提升客户设计便利性与供应稳定性。
总的来说，依托硅、碳化硅、氮化镓及LSI的综合技术优势，罗姆与全球头部企业深度合作，构建了覆盖AI服务器电源侧、IT侧及热插拔系统的全场景解决方案。凭借芯片迭代速度、封装创新及可靠供应保障，精准匹配AI服务器高压、高效、高功率密度的严苛需求。
罗姆表示，他们正以数据中心为战略支点，全力冲刺2035年跻身功率与模拟半导体全球前十的发展目标。
本文发自【行家说三代半】，专注第三代半导体（碳化硅和氮化镓）行业观察。
