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迈向AI供电800V时代:安森美以SiC JFET方案加速高压电源转换升级

4小时前
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AI正在重塑整个半导体电源生态。随着单机架内GPU数量持续增加、功率密度不断攀升,数据中心的供电方式正被彻底改写。下一代数据中心正走向解耦式架构,将供电系统与计算机架分离,由独立的电源侧柜与纯IT计算机架并行部署。为支撑超过600kW的纯IT机架,800V 直流母线走上前台,并由此催生出一个全新的关键环节:高压中间总线转换器(HV IBC)。

据Yole Group预计,到2031年,HV IBC 市场规模将达到11亿美元,其中仅800V 转48V模块就将贡献约6亿美元。一个即将迈向十亿美元级的市场,正在加速成形。

800V IBC的崛起与高频难题

然而,要做好这一环节并不容易。800V IBC的设计面临着极为严苛的挑战:它不仅需要实现从800V到48V或12V的高降压比,还必须在极小的外形尺寸下保持极高的转换效率。这意味着,转换器必须稳定运行在极高的开关频率(例如接近1MHz)之下。

长期以来,为了满足这些严苛的要求,业界主要依赖GaN方案。不过,随着应用走向纵深,GaN在某些工况下也显现出一些值得权衡之处。一是在数据中心高负荷、高热量的环境中,GaN的导通电阻会随温度上升而增加,可能对系统整体效率有所影响;二是GaN对栅极驱动的精度与设计要求往往较高,这在一定程度上提升了系统设计的复杂度,也对研发周期与整体成本提出更高要求。

破局之道:安森美的 SiC JFET 方案

这正是共源共栅(cascode)SiC JFET 的用武之地。从结构上看,它把一颗常开型SiC JFET 与一颗低压硅 MOSFET 集成在一起,既保留JFET的优异性能,又能在更小的芯片面积上实现领先的单位面积导通电阻。从性能上看,它以低导通、低关断损耗与低输出电容,换来更快的开关速度与更低的损耗。更关键的是,其导通电阻的温度稳定性远胜GaN,配合顶部散热封装,高温下的表现与可靠性更有保障。

从驱动上看,它兼容标准硅栅极驱动,并凭借硅基低压MOSFET带来坚固耐用的栅氧化层,使栅驱设计相比GaN更简洁、更稳健,让工程师能在既有设计上平滑过渡到SiC,显著降低导入门槛。最后,得益于简单的工艺,其也具备明显的成本优势。

此前,业界虽也采用过SiC JFET,但多用于保护、热插拔等场景,这一次,安森美(onsemi)将SiC JFET正式引入HV IBC应用中。正在火热进行中的2026慕尼黑上海电子展上,安森美展示了业界首款面向800V IBC的SiC JFET方案,在LLC拓扑下实现700kHz以上的开关频率,实现更高的功率密度与更优的能效比,为行业在GaN方案之外提供一条更具优势的技术路径。

为此,诚邀您莅临安森美展台(N5.505 展位),与技术工程师面对面,一起聊聊800V IBC应用的更多前景。下一代AI电源架构的竞赛才刚刚开始,而安森美,已经先行一步。

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