概述

英飞凌科技股份公司（Infineon Technologies AG）正在扩大与英伟达（NVIDIA）在面向人工智能（AI）数据中心的800 V直流（VDC）供电架构上的合作。最新阶段聚焦于高压中间总线变换器（IBC），这是供电路径中的关键环节，负责将主配电电压降压至适合下游变换与处理器供电的电平。该工作建立在2025年5月和2025年10月早些时候发布的消息基础之上，此前公布的内容涉及采用800 VDC配电、可维护且支持热插拔的服务器机架。随着AI机架的功率需求不断攀升，两家公司的目标是实现更高的功率密度与效率。

为何选择800 VDC，以及IBC为何重要

随着AI工作负载推高功耗，数据中心正在现有交流（AC）和较低电压直流架构之外，探索800 VDC配电方案。更高的配电电压可以降低电流以及与之相关的电阻损耗，而随着机架功率水平逼近兆瓦级，这一点变得愈发重要。IBC并不产生AI处理器最终使用的核心电压或负载点电压。相反，它将主总线电压转换为中间电压轨，再由后续变换级利用这些电压轨生成处理器所需的精确低压供电。这使IBC成为高压配电主干与靠近计算芯片的精细变换之间的架构适配层。

IBC环节的GaN技术

与传统的硅技术相比，氮化镓（GaN）功率器件具有更快的开关速度以及更低的导通损耗和开关损耗。在IBC环节，高达1 MHz的开关频率可使磁性元件和无源器件更小，从而缩小变换器尺寸并降低板卡高度。随着机架功率水平逼近兆瓦级、空间、热管理和瞬态响应要求日益严苛，这些特性尤为重要。更高的开关频率可以缩小在变换器体积中占主导地位的储能元件，但同时也会对布局、栅极驱动、热设计和电磁兼容性提出更高要求。因此，GaN在该应用中的价值不仅取决于器件本身，还需要功率级、控制器与驱动器的协同设计。

集成控制器与驱动器方案

英飞凌将其GaN产品组合与PSoC Control C3控制器以及EiceDRIVER栅极驱动器产品相结合，提供集成的IBC解决方案。该公司支持的变换比包括800 V转50 V、800 V转12 V以及800 V转6 V，使设计人员能够根据系统需求选择中间总线架构。多种变换比的可用性具有重要意义，因为不同的下游拓扑和处理器供电方案可能更适合不同的中间电压轨。集成控制与栅极驱动功能对于高频GaN变换尤为关键，因为时序、保护和信号完整性会强烈影响可实现的效率与可靠性。

多技术产品组合

英飞凌提供基于硅、GaN和碳化硅（SiC）的中间总线变换解决方案，覆盖不同的性能与设计要求。其定位将功率半导体技术与自有制造能力、应用工程和系统级专业能力相结合。在800 VDC的采用仍在与现有交流及较低电压直流架构并行演进的当下，这种产品组合策略尤为重要。设计人员可能需要在变换效率、功率密度、热约束、成本以及供应链因素之间进行权衡。因此，GaN是更广泛的功率半导体工具箱中的一种选择，而非对变换链每个环节的通用替代方案。

供电路径保护与可维护性

与英伟达的合作还延伸至中间总线变换之外。合作聚焦于供电路径保护，包括旨在支持安全维护以及在800 VDC架构中部署未来服务器板卡的热插拔控制器功能。可维护性是数据中心供电设计的核心要求，因为服务器板卡和功率器件必须在不危及机架安全性与可用性的前提下进行维护或更换。在更高的系统电压下，保护和热插拔控制已成为架构中更为关键的组成部分，而非次要配件。该合作同时涵盖变换与保护，表明其采取的是面向800 VDC机架设计的系统级方法。

对AI数据中心的影响

综合来看，这些进展针对的是整个数据中心的供电路径——从面向电网的电源单元，到机架级配电、中间变换，直至处理器的负载点。其目标是通过提升变换效率、提高功率密度以及在更高系统电压下实现可维护性，满足AI基础设施不断增长的需求。对AI数据中心而言，其意义在于供电正日益成为一项主要的设计约束，而非辅助子系统。随着机架功率逼近兆瓦级，每一个变换环节都会带来损耗、热量和物理体积。转向800 VDC配电可以降低电流，而基于GaN的IBC则能够借助更小的元件和更高的开关频率来应对中间变换环节。

未来展望

英飞凌与英伟达的合作建立在2025年5月和2025年10月的先前工作基础之上，如今已延伸至高压IBC和供电路径保护领域。本文并未说明产品发布日期或量化的效率目标，但方向是明确的：800 VDC架构将需要一个由变换器、控制器、驱动器和保护器件构成的生态系统，而不仅仅是一个单一的半导体元件。英飞凌在GaN、硅和SiC方案上的组合，加之自有制造能力和系统级专业能力，使其能够覆盖该链条的不同环节。随着AI工作负载持续推高机架功率，业界提供高效、高密度且可维护的功率变换的能力，将与计算性能本身同样重要。