东芝在800V车载与AI服务器电源领域的技术布局与本土化策略

在当前半导体市场中，800V高压新能源汽车（xEV）与AI大算力服务器电源（HVDC架构）已成为功率半导体的主要增长方向。

尽管应用场景不同，两者在电气特性上面临相同的核心挑战，即如何在更高电压、更大功率和更高工作频率的条件下，提升系统能效、功率密度与热管理能力。而Tier1厂商与数据中心电源架构师在系统设计中目前普遍面临功率密度不足、散热瓶颈、EMI 干扰等硬件设计痛点，同时还承受产品研发验证周期大幅缩短的压力。

在此背景下，与非网在2026慕尼黑上海电子展期间采访到了东芝技术部高级经理刘文鑫，并就以上提到的行业问题进行探讨。

刘文鑫告诉与非网记者，面对这些核心挑战，东芝半导体（TOSHIBA，以下简称东芝）的应对策略正从单颗器件升级转向系统级解决方案，在功率器件（MOSFET/SiC）与车载高速通信两大核心板块进行技术迭代，并采取了“日本提供晶圆+中国国内完成封装”的供应链合作模式。

AI 数据中心供电链路：从高压AC-DC到POL点负载的技术演进

随着大算力GPU功率密度激增，服务器机架供电架构正从传统12V向48V、甚至高压直流（HVDC）转型。

对此，刘文鑫指出，由于主控、传感器及部分控制开关等低压器件无法在短期内全面切换到高压信号系统，12V架构不会快速消失，市场在未来数年内将维持12V与48V并行的兼容架构。为此，东芝针对不同电压节点进行了全链路的产品布局。

来源：与非网摄制

在高压输入端，东芝推出了采用顶部散热（Top-side Cooling）设计的SiC QDPAK分立器件，主要面向固态变压器（SST）及固态断路器（SSCB/SSTB）市场。

传统封装的热量主要向下传导至PCB，容易造成板级热积聚；而QDPAK封装能将热损耗直接经由上方散热片带走。在3kW级AI服务器电源和通信电源中，该技术有助于缩减PCB面积并降低系统热阻，协助系统达成80 PLUS钛金级/白金级效能指标。例如其1.6kW LLC AC-DC参考设计，在230V输入和100%负载下，实测转换效率可达96.7%。

在机柜与板级端，随着48V架构逐步放量，部分65V以下低压MOSFET的需求重心预计将向80V至100V高耐压产品转移，例如东芝Gen.11 300mm工艺线产品。

除了48V用eFuse外，针对板级点负载（POL），东芝推出了低压高速总线开关，适用于CPU到PCIe端口之间的高速线路切换，技术指标可兼容未来的PCIe Gen5至Gen6规格，以确保高带宽数据传输时的信号完整性。

车载系统：马达控制芯片的整合化与 10G 以太网骨干网

随着整车开发与迭代周期缩短至一年甚至几个月，Tier1厂商正在面临极大的BOM成本与验证时间压力。东芝在车载马达控制和电子电气架构（EEA）上的技术储备，主要聚焦高耐压、高集成度与高带宽三个方向发展。

在耐压方面，根据东芝工程师的介绍，车载外设马达（如天窗、水泵、EPS 电子助力转向）正从12V系统转向48V/96V高压平台。过往12V系统采用40V耐压器件，未来的48V系统则要求MOSFET达到80V/100V耐压。而针对96V车载平台，东芝正研发150V的下一代高压MOSFET。

而在封装的配套上，东芝在部分产品上将三个漏极引脚（Drain Pins）进行了整合一体化优化（连在同一条线上）。此举能有效降低从封装框架引入的寄生电阻，在极端通流工况下为 Tier1的电路设计提供更多冗余余量。

在集成度方面，以车载水泵控制参考模型的SmartMCD™（TB9M003FG）为例，其在单一芯片内集成了Cortex-M0内核、LDO、LIN收发器和三相马达驱动。相比部分采用多芯片打线绑定（Multi-Die）的方案，单芯片结构能显著降低芯片内部热阻并提升封装可靠性。

来源：与非网摄制

此外，为了解决低成本M0内核进行无感矢量控制时的算力瓶颈，该芯片内部还嵌入了专用的马达控制 FOC 硬件运算电路（专用 ASIC IP）。该电路负责处理复杂的控制算法，不占用CPU算力，可在低功耗下实现正弦波 PWM 驱动。

在高带宽方面，自动驾驶与多媒体数据传输对车内骨干网络的带宽提出了更高要求。东芝的主力推广型号TC9563系列车载以太网桥接芯片，最高可支持双端口10Gbps的带宽，并集成了多路PCIe开关，负责在以太网协议（Ethernet）与PCIe协议之间进行低延迟高速转换，用以支持主机厂下一代中央集中式或区域（Zone）架构的节点衔接。

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供应链与细分市场策略：产能扩张、裸Die合作与错位竞争

为应对全球与中国市场功率半导体需求的增长，刘文鑫透露，东芝日本加贺工厂在2025年投产了全新的12英寸（300mm）硅基功率半导体生产线。2026年该产线全面量产，使东芝的硅功率半导体整体产能提升至2021年时的3.5倍，用以保障全球供应链的交付稳定性。

面对中国本土功率半导体厂商市占率上升的现状，东芝在商业模式上采取了灵活的合作方式。东芝可提供车规级晶圆裸Die，交由中国国内合作伙伴进行后道封装、测试与模组组装，共同将产品推向xEV主驱逆变器（如 1200V/750V 逆导型 RC-IGBT、SiC MOSFET）市场。

刘文鑫认为，这种模式可减轻东芝在海外建立全新封装产线的资本投入压力，同时还能加快本土客户的响应速度。

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此外，在东芝展台，记者还看到了SCiB钛酸锂电池方案。根据东芝工程师的介绍，由于SCiB钛酸锂电池体积能量密度较低，在追求长续航里程的乘用车市场中应用受到一定限制。但基于其“极高安全性（不易析锂造成内部短路）、3分钟快充快放、以及传统锂电2-3倍的超长循环寿命”等物理特性，东芝在中国市场正重点转向部分细分领域进行错位竞争：

• 在高铁及工业移动端：利用其高安全性与宽温充放电特性，SCiB已成功应用于智能高铁的应急牵引系统。而在工业物流机器人（AGV）领域，利用快充特性，当机器人检测到电量低于2%时，可在充电座通过大电流快充，3分钟内充至60%即可重新投入运行，免去了工厂因充电时间过长而需要备用车辆的购置成本。
• 在数据中心与电网波动场景：在突发断电工况下，钛酸锂电池支持50C至100C的超高放电倍率，可搭配超级电容，在3~10秒内瞬间启动柴油发电机，适用于工业与高密度服务器机柜的紧急调压与电力备用。

写在最后

针对Tier1厂商研发周期缩短的现状，东芝参考设计中心（Reference Design Center）向设计人员开放了统包式（Turnkey）开发支持。官方网站公开了通用的电路原理图、PCB焊盘数据、Gerber加工数据及示例软件，并提供兼容PSpice和LTspice的高级系统级仿真模型，方便工程师进行电源设计网络（PDN）和EMC仿真，以降低研发前期的测试与试错成本。

同时，东芝方面透露，随着具身智能与工业机器人市场热度上升，东芝正加速调配研发资源。除了目前的车载与服务器电源外，东芝已有的机器人关节与灵巧手马达驱动芯片技术，将成为下一阶段的产品推广重点。