意法半导体备战800VDC，卡位AI数据中心

欧洲半导体制造商意法半导体（ST）表示，随着全球人工智能基础设施的电力需求激增，该公司正在准备与英伟达下一代 800VDC 电源架构相兼容的产品，用于人工智能数据中心。

ST公司亚太区（除中国外）销售和市场营销执行副总裁野口博在5月15日于首尔COEX举行的新闻发布会上表示，当市场采用800VDC基础设施时，该公司已做好准备做出响应。

野口表示：“当市场需要800VDC相关产品时，我们有能力及时做出响应。我们已经掌握了碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）以及数字电源设计和制造技术，这些都是800VDC系统的关键组成部分。”

根据国际能源署（IEA）的数据，到2030年，全球数据中心的电力需求预计将比2024年增长一倍以上，达到945太瓦时（TWh）。这将超过韩国约600太瓦时的年用电量。在美国，作为全球主要科技公司集中地，预计到2030年，数据中心的电力需求将占到美国总用电量的一半。

随着数据中心电力需求的增长，高效的电源管理技术正在成为关键解决方案，其中 800 VDC 被认为是领先的方法之一。

传统数据中心通过多级转换供电。进入数据中心的高压交流电首先在变电站降压，然后由服务器机架内的电源单元转换为 54V 直流电。之后，电压再次降至 12V，最终到达电压调节模块，为 GPU 提供低于 1V 的电压。每级电压转换都会造成能量损耗和热量产生，从而降低整体效率。

上图是2025 年和 2027 年数据中心供电架构对比。在目前的系统中，输入的交流电需要经过多个转换阶段，由各种设备完成转换。英伟达提出的未来架构将交流电直接转换为 800V 直流电，并以更少的转换步骤将其输送到服务器机架，从而降低能量损耗。

英伟达的 800VDC 架构旨在将高压直流电直接输送到服务器机架，从而减少 GPU 获得电力前所需的转换级数。这种方案降低了转换损耗，减少了发热量，并缩小了电线和机架式电源的尺寸。

SiC 和 GaN 半导体在这种结构中起着核心作用，尤其是在将电压从 800V 降低到 6V 左右的 DC-DC 转换器中。

碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）是由多种元素组成的化合物半导体。与传统的硅相比，它们在高压高温条件下具有更高的稳定性，并且可以简化功率转换过程。虽然硅由于成本优势在服务器领域仍占据主导地位，但随着价格下降，碳化硅和氮化镓有望得到更广泛的应用。

野口表示，意法半导体（ST）已开发出碳化硅（SiC）技术，能够将交流电源电压降低至50V，同时支持1200V以上的电压。他还补充说，该公司用于电源转换中高频开关的氮化镓（GaN）技术，在原型阶段即可在800V和1MHz的电压下运行，同时实现98%的效率和每立方英寸2600W的功率密度。

除了现有的 800V 至 50V 解决方案外，ST 最近还新增了 800V 至 12V 和 800V 至 6V 产品系列。

碳化硅（SiC）通常在1200V以上的电压环境下效率更高，而氮化镓（GaN）在较低电压下效率更高。在典型的系统架构中，SiC首先将电压从800V降低，然后GaN将其进一步降低到个位数电压范围。GaN还支持更小的模块设计。例如，它可以将48V的输入电压直接降至1V，与硅基解决方案相比，省去了一个转换级，从而减小了元件尺寸。

“基于氮化镓的解决方案有助于缩小器件尺寸，并有助于开发更高效的器件，”野口说。

意法半导体（ST）还表示，其拥有用于控制电源转换系统的数字电源设计和制造能力。野口表示，公司可以提供封装级别的定制设计，包括模拟和混合信号电源技术。“我们直接在GPU附近实现了6V总线，以减少转换级数并最大限度地降低功率损耗，”他补充道。

英伟达预计，随着其自主研发的Kyber机架式系统的出货量在2027年开始提升，800VDC架构的应用将会更加广泛。Kyber系统可连接576个Rubin Ultra GPU，并在单个机架内集成18个计算刀片。