正文
AI依赖于大规模并行计算，利用图形处理单元(GPU)和张量处理单元等架构。这些处理器具有数百个内核和高带宽内存，或采用单片集成，或采用衬底上晶圆上芯片(CoWoS)技术在同一封装内横向配置为堆叠裸片。
针对这些应用，英飞凌科技推出了TDM2254xD电源模块系列(图2)。这些模块旨在通过增强电气、散热和机械性能，为高性能计算平台提供高效的电压管理，支持绿色AI工厂的愿景。
该模块采用独特的设计，通过专门的电感器配置促进从功率级到散热器的有效热传导。这种设计优化了电流和热量传输，在满负荷下实现了比行业标准模块高2%的效率提升。英飞凌表示，提高GPU内核的电源效率可显著节省能源，从而为计算生成式AI的数据中心节省了数兆瓦的电力。
图2：英飞凌的TDM2254xD双相电源模块。(来源：英飞凌科技)
针对AI和高性能计算，安普沃尔半导体公司(Empower Semiconductor)推出了AI供电平台Crescendo，旨在提高AI数据中心的效率和性能。与传统的横向供电系统不同，Crescendo采用垂直供电，直接向AI芯片供电。这种创新方法无需使用笨重的旁路电容器，并将供电损耗降低高达10%，从而实现更精简、更高效的设计。
该平台还集成了Empower专有的FinFast技术，可提供高速、高精度、高效率的电源。即使在要求最苛刻的AI工作负载下，也能确保精确、灵敏的电源调节。
凭借紧凑、超薄的外形(图3)，Crescendo最大限度地提高了数据中心的空间利用率。其高密度设计可实现无缝集成，提供支持AI基础设施日益增长的需求所需的功率密度和性能。
图3：Empower的Crescendo供电平台。(来源：Empower Semiconductor)
微芯科技(Microchip)的IGBT
7产品组合是硅器件的最新进展之一。它提供各种封装选项、拓扑结构以及电流和电压范围，专为满足数据中心日益增长的电力需求而设计。这些模块降低了集电极发射极饱和电压和续流二极管正向电压，从而最大限度地减少了传导和开关损耗，提高了能效。它们的散热能力也得到了增强，在结温高达175℃时仍能保持过载能力，从而使它们能够在苛刻的环境中可靠地运行。
性能改进还包括电流处理能力提高了50%，使其非常适合现代大功率应用。动态电压(dv/dt)可控性的增强降低了电磁干扰(EMI)和开关损耗，而续流二极管软度的提高确保了开关期间的平稳过渡，从而降低了系统压力并提高了可靠性。此外，与传统产品相比，这些模块简化了驱动要求，简化了集成并降低了设计复杂性。
氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)器件等电源转换新技术在支持高压运行方面也发挥着至关重要的作用。与传统的硅基器件相比，这些宽禁带(WBG)材料具有更低的开关损耗和更高的热导率，使转换器和栅极驱动器能够在更高的电压下高效运行。
GaN和SiC电源模块和分立器件的采用正在彻底改变AI数据中心的电源格局。主要优势包括：
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高开关速度：宽禁带器件可实现更快的开关频率，从而减小电源转换器中电感器和电容器的尺寸。
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改善散热性能：凭借更低的传导和开关损耗，这些材料可在不影响可靠性的情况下实现更高的功率密度。
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电压范围更广：GaN和SiC器件非常适合现代数据中心不断增加的总线电压。
