江西萨瑞微电子SiC 和 GaN赋能AI服务器电源系统

Release time:2025-04-03
author:AMEYA360
source:江西萨瑞微
reading:2574

  01AI服务器电源的核心挑战与技术需求

  超高功率密度:单机架功率已从传统服务器的数千瓦提升至数十千瓦(如英伟达DGX-2需10kW,未来GB300芯片预计达1.4kW单芯片功耗),要求电源方案在有限空间内实现高效能量转换。

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  高频化与高效率:单个 GPU 的功耗将呈指数级增长,到 2030 年将达到约 2000 W,而 AI 服务器机架的峰值将达到惊人的 >300 kW。这些要求对数据中心机架的 AC 和 DC 配电系统进行新的架构更改,重点是减少从电网到核心的转换和配电功率损耗。为降低损耗并适配GPU/TPU的高频运算,电源转换频率逐步提升至MHz级,同时需将转换效率从传统的96%提升至98%以上,以减少散热成本与碳排放。

  高压化与稳定性:输入电压向800V DC-HVDC(高压直流)演进,输出电压则需精准降至芯片级所需的0.8V-12V,要求器件具备宽电压范围适应性与低噪声特性。

  02PSU的拓扑图及演变

  图 2(a)显示了开放计算项目 (OCP) 机架电源架构的示例图。每个电源架由三相输入供电并容纳多个 PSU;每个 PSU 由单相输入供电。机架向母线输出直流电压(例如 50 V),母线还连接到 IT 和电池架。

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  AI 趋势要求 PSU 进行功率演进,如图 2(b)所示。让我们通过实施拓扑和设备技术建议的示例来介绍这些 PSU 的每一个代。

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  AI 服务器机架 PSU 的趋势和功率演进

  第一代 AI PSU 高效电能转换基石

  在第一代 AI PSU(2010-2018 年)的硅基架构框架下,实现5.5-8kW 功率、50V 输出、277V 单相输入

  当前的AI服务器PSU大多遵循ORv3-HPR标准[9]。相较于先前的ORv3 3 kW标准[9],该标准的大部分要求(包括输入和输出电压以及效率)保持不变,但增加了与AI服务器需求相关的更新,例如,更高的功率和峰值功率要求(稍后详述)。此外,由于与BBU架的通信方式有所调整,输出电压的调节范围变得更窄。

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  尽管每个电源架都通过三相输入(400-480 Vac L-L)供电(见图2),但每台PSU的输入仍为单相(230-277 Vac)。图3展示了符合ORv3-HPR标准的第一代PSU的部署示例:PFC级可以采用两个交错的图腾柱拓扑结构,其中,650V CoolSiC™ MOSFET用于快臂开关,600V CoolMOS™ SJ MOSFET用于慢臂开关。DC-DC级可以选用650V CoolGaN™晶体管的全桥LLC,次级全桥整流器和ORing则使用80V OptiMOS™ Power MOSFET。

  推荐使用萨瑞微电子800V-1000V整流桥

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  第二代AI PSU:增加线路电压

  如上所述,随着机架功率增加到300kW以上,电源架的功率密度变得至关重要。因此,下一代PSU的设计方向是,在单相架构中实现8kW至12kW的输出功率。随着每个机架的功率增加,数据中心中的机架数量在某些情况下,可能会受配电电流额定值和损耗的约束。因此,为了降低交流配电的电流和损耗,部分数据中心可能会将机架的交流配电电压从400/480V提高到600Vac L–L(三相),同时将PSU的输入电压从230/277Vac 提高到347Vac(单相)。

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  对于DC-DC级来说,三相LLC拓扑结构是一种理想选择,其中,750V CoolSiC™ MOSFET用于初级侧开关,80V OptiMOS™ 5 Power MOSFET用于次级全桥整流器和ORing。由于增加了第三个半桥开关臂,该解决方案能够提供更高的功率,有效降低输出电流的纹波,并通过三个开关半桥之间的固有耦合实现自动电流分配。

  推荐使用萨瑞微高频开关

  高频开关(500V硅基MOS推荐)

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  高频开关(650V硅基MOS推荐)

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  硅基MOSFET: 500V/650V硅基MOS:采用沟槽式结构,适用于中低频(<500kHz)、中等功率场景,如辅助电源或低压侧开关,导通电阻低至30mΩ以下,支持快速开关响应。

  高频开关(600V超结MOS推荐)

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  高频开关(650V超结MOS推荐)

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  超结MOSFET(600V/650V/800V):通过电荷平衡技术突破硅基材料限制,实现高耐压与低导通电阻的平衡(如650V型号Rds(on)≤15mΩ),适用于1MHz以上高频场合,可显著减小磁性元件体积,提升功率密度。

  碳化硅MOSFET(650V/1200V/1700V): 针对800V高压输入与超高频率(>2MHz)场景,碳化硅器件展现出无可替代的优势:

  材料特性:禁带宽度是硅的3倍,支持更高结温(175℃)与耐压,开关损耗降低70%以上,适用于全碳化硅LLC拓扑,转换效率可达98.5%。

  第三代AI PSU:三相架构与400V配电

  为了进一步提高机架功率,第三代 AI PSU 将采用更具颠覆性的机架架构,如下所示:

  1PSU输入:从单相转为三相,以提高功率密度,并降低成本

  2电源架PSU输出电压:从50V提升到400V,以降低母线电流、损耗和成本

  三相输入和 400 V 输出 PSU 的示例实现,其中包含推荐的设备和技术。PFC 级是 Vienna 转换器,这是三相 PFC 应用的流行拓扑。它的主要优势在于,由于其分离总线电压,它允许使用 650 V 设备,使用两倍数量的背对背 CoolSiC MOSFET 650 V 和 CoolSiC 1200 V 二极管。由于 PFC 输出是分离电容器,因此每个电容器电压为 430 V,并向全桥 LLC 转换器供电,初级和次级侧均配备 CoolGaN 晶体管 650 V。两个 LLC 级在初级侧串联,在次级侧并联,以向 400 V 母线供电。

  或者,两个背靠背的 CoolSiC MOSFET 650 V 可以用 CoolGaN 双向开关 (BDS) 650 V 代替,后者是真正的常闭单片双向开关。这意味着单个 CoolGaN BDS 可以取代四个分立电源开关,以获得相同的 RDS(on),因为它在 RDS(on)/mm2 方面具有高效的芯片尺寸利用率。

  在DC-DC变换器的次级整流中,同步整流MOS管替代传统二极管,消除肖特基势垒电压,大幅降低导通损耗:

  产品特性:低栅极电荷(Qg<10nC)与极低导通电阻(如40V耐压型号Rds(on)≤5mΩ),支持全负载范围高效运行。内置体二极管反向恢复电荷(Qrr)极低,减少振荡与EMI干扰,适配高频同步整流控制方案。

  技术优势:配合驱动电路实现ZVS(零电压开关)或ZCS(零电流开关),在10kW以上功率模块中,可将整流效率从95%提升至99%以上。

  WBG 对 AI PSU 的好处

  宽带隙 (WBG) 半导体(例如 CoolGaN)成为 AI PSU 的最佳选择,因为它们在更高的开关频率下提供最佳效率,从而实现更高功率密度的转换器,而不会影响转换效率。

  除了 AI PSU 的标称功率显著上升外,GPU 还会吸收更高的峰值功率并产生高负载瞬变。因此,DC-DC 级输出必须足够动态,而电压过冲和下冲必须保持在规定的限值内。可以通过提高开关频率来增加 DC-DC 级输出动态,从而增加控制环路带宽。

  CoolGaN 器件因其卓越的 FoM 和 Si、SiC 和 GaN 器件中最低的开关损耗而轻松满足了更高开关频率的要求。尤其是在软开关 LLC 转换器中,CoolGaN 具有最低的输出电容电荷 (Qoss),这对于更轻松地实现 ZVS(零电压开关)起着至关重要的作用。随后,这有助于更精确地设置死区时间,从而消除不必要的死区时间传导损耗。

  辅助电源LDO推荐

  辅助电源LDO:为服务器监控芯片、传感器等提供稳定低压供电(如3.3V/5V),萨瑞微电子的LDO系列具备低静态电流(<1μA)、高PSRR(电源抑制比)与快速瞬态响应,确保核心器件在复杂电源环境下稳定运行。

  负载开关MOS管推荐

  负载开关MOS管:用于电源系统的通断控制与负载隔离,支持大电流(10A-50A)快速切换,内置过流/过热保护,避免浪涌电流对后级电路的冲击,提升系统安全性。

  结论

  与AI算力共成长,定义电源新高度 在AI服务器向更高功率、更高效率演进的征程中,电源系统的每一次优化都依赖于器件级的技术突破。萨瑞微电子以“全电压覆盖、全技术兼容、全流程可控”的产品矩阵,为AI服务器电源提供了从输入整流到精准供电的完整解决方案,助力客户在算力竞赛中抢占先机。


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载誉收官 | 江西萨瑞微电子闪耀第24届深圳国际小电机展,斩获“技术创新先进奖”!
  智造聚力,磁电交融。  2026年5月27日至29日,备受全球电机及磁性材料行业瞩目的 “第24届深圳国际小电机及电机工业、磁性材料展览会” 在深圳国际会展中心(宝安新馆)盛大举行。  作为深耕行业二十三载、唯一通过国际展览业协会(UFI)认证的电机磁材专业展,本届展会汇集了800余家国内外领军企业。  江西萨瑞微电子技术有限公司(以下简称“萨瑞微电子”)携功率半导体与保护器件全系列产品惊艳亮相本届盛会。在为期三天的展览中,萨瑞微不仅向业界展示了其在IDM全产业链模式下的深厚积淀,更在众多参展商中脱颖而出,荣膺展会重磅奖项——“技术创新先进奖”!  01 聚焦功率器件“芯”方案  作为国家级专精特新“小巨人”企业,萨瑞微电子此次位于核心展区,重点展示了其在电机驱动、工业控制、汽车电子及电源管理领域的核心产品矩阵。  “芯” 品赋能电机升级  展会上,萨瑞微电子带来了包括 MOSFET、电源管理IC、锂电保护IC以及全系列电路保护器件 等明星产品。  这些产品凭借低内阻、高可靠性、优异的开关特性,精准切中了当前微型电机及磁性材料行业对高效能、高集成度半导体元器件的迫切需求。  深耕交流,聚力共赢拓新局  萨瑞微的展位前人头攒动,现场技术团队与客户进行了深入交流,针对电机驱动中的电磁兼容(EMC)及过流过压保护难题,提供了极具竞争力的国产替代解决方案。02 实力加冕,斩获“技术创新先进奖”  在5月28日同期举行的“2026中国小电机行业大会”及颁奖晚宴上,组委会颁发了多项年度重磅大奖。  江西萨瑞微电子技术有限公司凭借其在功率半导体器件研发及电机应用领域的突破性创新,一举摘得“技术创新先进奖”!  这一奖项不仅是对萨瑞微电子坚持自主研发、深耕IDM模式(设计+制造+封装一体化)的肯定,更是标志着其在高端功率半导体国产化进程中扮演着愈发重要的角色。
2026-06-02 09:28 reading:321
江西萨瑞微电子与您相约2026第24届深圳国际小电机及磁性材料展
  尊敬的合作伙伴:  您好!  感谢您长期以来对江西萨瑞微电子技术有限公司(SALLTECH) 的关注与支持!  随着电机产业向高效、节能、智能化方向飞速发展,对核心功率半导体器件及电路保护方案的要求日益严苛。作为国内领先的功率半导体与保护器件IDM厂商,萨瑞微电子将携最新的MOSFET、IGBT、电机驱动方案及电路保护器件盛装亮相本届盛会。  我们诚挚邀请您拨冗莅临8号馆 A313展位,共同探讨电机行业的最新“芯”技术,期待与您面对面的交流!  展会时间  2026年5月27-29日  展会地点  深圳国际会展中心(宝安新馆)  萨瑞展位号  8号馆 A313  01.关于展会  About the exhibition  第24届深圳国际小电机及电机工业、磁性材料展览会(Motor & Magnetic Expo 2026)是电机磁材行业一年一度的盛会。本届展会汇聚了800+家行业精英,展出面积达40000㎡,是展示前沿技术、洞察市场趋势、拓展行业人脉的绝佳平台。  02.关于萨瑞(SALLTECH)  About SALLTECH  江西萨瑞微电子技术有限公司是一家专业从事半导体芯片设计、晶圆制造、封装测试及应用服务于一体的国家级专精特新“小巨人”企业和国家高新技术企业。  IDM核心优势:我们拥有从芯片设计到成品应用的全产业链布局(IDM模式),确保产品的高可靠性、高性能及稳定供应。  制造实力:总部位于江西南昌,拥有35000㎡制造基地,具备年产200万片4/5/6寸晶圆及年产300亿只分立器件的封装能力。  品质保障:通过IATF 16949等汽车行业质量管理体系认证,产品满足车规级要求。  03.核心亮点抢“鲜”看  Watch first  在本次电机展上,萨瑞微电子将重点展示针对电机及磁性材料行业痛点的解决方案:  1. 高效能电机驱动解决方案  针对各类家用电器电机、工业自动化及机器人电机,萨瑞将展示其低导通电阻、高开关速度的SGT MOSFET和IGBT产品。这些产品能有效降低电机驱动过程中的发热损耗,提升整机效率,适用于无人机电机、机器人舵机等高性能场景。  2. 全方位的电路保护  电机在启停及运行过程中容易受到浪涌和静电冲击。萨瑞的TVS和ESD产品线提供从微安级到超大功率的全方位保护,确保电机控制系统的稳定运行,广泛应用于汽车电机、通讯设备及安防领域。  3. 汽车电子与工业控制  依托IATF 16949体系,萨瑞的车规级产品可助力新能源汽车的电机驱动、热管理系统(水泵/油泵)等应用,展示国产半导体在高端制造领域的替代实力。  04.观展小贴士  Exhibition Tips  交通指引:  深圳市宝安区福海街道展城路1号,深圳国际会展中心(宝安新馆)。  地铁:乘坐12号线或20号线至“国展站”或“国展北站”下车。  展馆展区:  本次展会主要在8号馆,萨瑞展位号:A313。  2026年5月27-29日  深圳国际会展中心·宝安新馆  8号馆 A313  萨瑞微电子在这里等您!
2026-05-26 09:59 reading:396
江西萨瑞微STB58VCB651-T:专为POE端口防护而生的精密TVS
  在网络设备迈向全智能化与高密度部署的今天,以太网供电(POE)技术已成为基石。其核心的48V电源端口,如同设备的“心血管”,至关重要却也异常脆弱。  江西萨瑞微电子推出的 STB58VCB651-T瞬态电压抑制二极管,并非泛泛而谈的通用保护器件,而是一款为48V POE及DC电源端口静电浪涌防护精准定义的专业解决方案。  › 01 精准定位:为何是58V?  一切卓越防护始于精准的电压定位。STB58VCB651-T的反向断态电压(VRWM)为58V,这是一个极具针对性的设计。  STB58VCB651-T核心参数  完美匹配POE标准:IEEE 802.3bt标准下,58V的VRWM确保了TVS在设备正常工作时完全处于高阻态,漏电流极低(典型值<1µA),如同一位沉默的哨兵,绝不干扰系统本身的电力传输。  充足的安全裕量:为电源本身的波动和纹波预留了合理空间,杜绝了在正常工况下的误触发风险,保证了防护的“智能性”。  › 02 核心防护参数深度解读:三重安全边界  该器件构建了由“预警-击穿-钳位”组成的层层递进的三重动态防护体系,其核心电气参数如下表所示:  › 03 实测性能解析  根据萨瑞微实验室的测试报告,STB58VCB651-T在浪涌冲击测试中表现优异:  浪涌测试通过5.0KV:在10/700μs波形、40Ω阻抗条件下,样品可持续承受5.0KV的浪涌电压,冲击电流达130A,各项参数保持稳定。  直流特性符合防护需求:在58V下的反向漏电流IR均低于0.02μA,表现出优良的绝缘特性,适用于48V系统防护。  › 04 关键要点分析  1. 响应速度的巅峰:其响应时间典型值小于1.0皮秒(ps)。这意味着从感应到过压到开始钳位的物理延迟极短,足以应对最前沿陡峭的ESD脉冲。  2. 双波形防护能力:器件详细区分了10/1000µs(长时感应雷)和8/20µs(短时直击雷)两种标准浪涌波形下的性能。在8/20µs波形下IPP高达650A,展现了应对直接雷击感应电流的强悍实力。  › 05 固定应用场景:POE端口的“贴身保镖”  DC/48V 电源端口静电浪涌防护  完美适配安防行业广泛采用的48V POE标准,为摄像机、无线AP等受电设备(PD)的电源入口提供第一道、也是最重要的电压钳位防线。  POE端口静电浪涌防护方案  TVS的接地路径必须尽可能短、走线宽,以减小寄生电感,确保高频浪涌电流能快速泄放。在紧凑设计中,TVS前端可串联小阻值电阻或磁珠,与后级设备输入电容形成退耦,优化钳位效果并分担应力。  选择萨瑞微,选择可靠  这颗料不仅是参数的集合,更是江西萨瑞微电子技术实力的体现。从精准的芯片设计、严格的晶圆制造到高可靠性的封装测试,萨瑞微通过IDM(垂直整合制造)模式实现了全流程品质可控。  STB58VCB651-T凭借其精准的电压匹配、业界领先的响应速度、强大的浪涌吸收能力以及全面的工业级可靠性设计,已成功导入多家主流网络设备供应商的供应链,成为48V端口防护领域经过市场验证的标杆产品。
2025-12-08 13:41 reading:918
江西萨瑞微电子荣获2025年“江西名牌产品”称号
  近日,江西省品牌建设促进会正式发布《关于认定2025年江西名牌产品的公告》,江西萨瑞微电子技术有限公司凭借卓越的产品质量、领先的技术实力和良好的市场口碑,成功荣获2025年“江西名牌产品” 称号,这一荣誉是对萨瑞微电子综合实力的高度认可。  权威认证,实至名归  “江西名牌产品”认定是江西省为深入实施质量强省战略而开展的重要工作,其认定标准严苛、程序规范。根据《江西名牌产品认定管理办法》有关规定,认定过程需要经过企业自愿申请、省级行业协会审核推荐、组织审查、行业评审、现场评审、市场测评、征求行业协会意见、专家委员会会议审议及社会公示等多项严格程序。  此次认定工作贯彻落实了《国家发展改革委等部门关于新时代推进品牌建设的指导意见》和《中共江西省委江西省人民政府关于深化质量强省建设的实施意见》精神,旨在培育一批具有核心竞争力的江西品牌,推动全省经济高质量发展。  技术实力,铸就品牌基石  江西萨瑞微电子技术有限公司自成立以来,始终坚持以技术创新为驱动,以产品质量为生命,在半导体分立器件领域深耕不辍。  公司采用IDM(垂直整合制造)模式,集芯片设计、晶圆制造、封装测试与应用服务于一体,建立了完善的质量管理体系和技术创新平台。  核心产品优势显著  功率器件系列:包括MOSFET、IGBT等产品,性能指标达到行业先进水平  保护器件系列:ESD/TVS等电路保护器件响应速度快,可靠性高  第三代半导体:SiC、GaN器件技术取得突破性进展  先进封装技术:多系列封装产品满足不同应用场景需求  品质卓越,赢得市场认可  萨瑞微电子的产品以优异的性能、稳定的质量和可靠的服务,赢得了国内外客户的广泛信赖,市场占有率持续提升。公司产品广泛应用于消费电子、汽车电子、工业控制、新能源等领域,与多家行业龙头企业建立了稳定的合作关系。  此次荣获“江西名牌产品”称号,不仅是对萨瑞微电子产品质量的肯定,更是对公司品牌影响力、市场竞争力、技术创新能力的全面认可。  公司将继续加大研发投入,强化技术创新,完善质量管理体系,为客户提供更优质的产品和解决方案,助力江西制造业高质量发展,为中国半导体产业的繁荣发展贡献更多力量!
2025-11-13 13:55 reading:913
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