AI 供電邁向兆瓦級，納微GaN加速800V HVDC落地

5月22日，2026世界AI服務器電源大會（PSU 2026）在深圳順利舉行。本次大會聚焦AI數據中心電源架構升級、800V HVDC、高功率密度電源模塊、第三代半導體器件等熱門方向。

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納微半導體市場在大會上圍繞AI服務器供電架構演進、800V HVDC電源設計挑戰，以及高功率GaN器件在HVDC磚塊電源中的應用進行了系統分享。

AI算力增長推動供電架構重構

過去幾年，AI算力需求快速增長，服務器整機功耗持續提升，傳統12V、48V供電體系在更高功率密度、更低傳輸損耗以及更高機柜算力密度面前，已經面臨明顯瓶頸。

目前數據中心常見電源架構主要包括M-CRPS模塊化電源架構、OCP集中式供電架構，以及面向下一代AI數據中心的±400V / 800V HVDC架構。

相比12V系統，48V系統已經可以在相同銅排通流能力下顯著提升供電能力；

而面向AI服務器未來數百千瓦乃至兆瓦級機柜功率需求，800V HVDC則進一步將供電電壓提升到更高水平，從而降低線纜電流、減少I2R損耗，并為高密度算力部署提供條件。

納微半導體指出，800V HVDC架構的核心變化，是將原本位于IT機柜內的AC/DC電源、UPS或BBU等供電單元前移至側柜或上游供電系統中，讓IT機柜內部更多空間留給GPU、CPU、網絡與散熱模塊。

這種架構有助于提升整柜算力密度，同時簡化機柜內部供電鏈路。不過，800V直流進入服務器機柜，也對安規、絕緣、接地、電弧防護以及整機系統設計提出了更高要求，因此其規模化落地仍需要產業鏈協同推進。

800VHVDC磚塊電源成為關鍵環節

圍繞800V HVDC架構，納微半導體重點介紹了服務器內部的HVDC磚塊電源模塊。

該模塊主要承擔800V至50V、48V、12V或6V的高壓直流轉換，是連接高壓母線與服務器內部低壓供電系統的關鍵環節。

在實際系統中，800V HVDC之后通常會分為兩級：第一級是800V轉48V或50V的HVDC磚塊電源，第二級則是48V轉12V或更低電壓的IBC模塊，再進一步通過POL電源為CPU、GPU、內存等負載供電。

對于AI服務器而言，HVDC磚塊電源既要承受高輸入電壓，又要輸出大電流，同時還要兼顧高效率、高頻率、小尺寸和高可靠性，因此對功率器件提出了更高要求。

針對800V系統，當前市場主要存在兩類DC/DC拓撲思路。一類是開環DCX LLC方案，器件數量相對更少，結構更緊湊，但輸出電流紋波相對較大；另一類是交錯并聯類方案，輸出紋波更低，但器件數量更多，并且需要處理多路均流問題。

納微半導體展示的10kW全磚模塊選擇了DCX LLC思路，以高頻GaN器件進一步提升效率和功率密度。

高功率GaN器件兼顧效率與高頻優勢

在器件層面，納微半導體重點強調了高功率氮化鎵在HVDC磚塊電源中的優勢。相比傳統硅器件，GaN在相同導通電阻下可以實現更小芯片面積，同時具備更低開關損耗和更低柵極電荷，尤其適合高頻、高功率密度DC/DC模塊。

納微半導體展示的高功率GaN產品覆蓋650V、100V以及80-100V等不同電壓等級。

其中650V GaN主要用于800V HVDC磚塊電源原邊，高性能100V GaN則可用于大電流同步整流側以及48V IBC模塊。

納微高功率GaNSafe IC采用集成驅動與保護設計，具備VGS調節、Miller Clamp、短路檢測、dV/dt抗擾等功能，有助于降低高功率GaN應用中的驅動復雜度，并提升系統可靠性。

這也是GaN從消費級快充走向服務器電源的重要變化。

在手機快充領域，GaN已經通過多年驗證實現高滲透率；而在AI數據中心場景中，GaN面對的是更高功率、更高母線電壓、更復雜熱管理和更嚴苛可靠性要求。

納微半導體認為，隨著器件、封裝、驅動與系統設計逐步成熟，GaN將在HVDC磚塊電源和更高功率IBC模塊中獲得更多應用空間。

10kW全磚模塊效率超過98.5%

納微半導體也在本次大會上展示了800V DC輸入、50V輸出的10kW全磚DC/DC Demo。

該方案采用緊湊型全磚尺寸設計，尺寸為116 × 61 × 11mm，并支持高頻開關工作。該模塊面向AI服務器HVDC架構，目標是在有限體積內實現更高效率和更高功率密度。

從損耗拆解來看，該10kW模塊的主要損耗包括原邊導通損耗、次級導通損耗、驅動損耗、變壓器損耗、磁芯損耗、端接損耗以及其他系統損耗。

相對來說，若次級同步整流仍采用硅器件，整體效率在5-6kW負載下約為98.3%，10kW滿載下約為97.9%；

而將次級同步整流替換為GaN后，系統效率可在5-6kW負載下提升至98.5%以上，10kW滿載效率提升至約98.1%。

對于10kW等級模塊而言，0.2%至0.5%的效率提升并不是小數值。以高功率服務器電源實際運行場景來看，效率提升意味著更低熱損耗、更小散熱壓力、更高系統功率密度，同時也有助于降低數據中心長期運行能耗。

因此，GaN不僅在原邊高頻開關中具備優勢，在次級大電流同步整流側同樣具有應用價值。

從HVDC磚塊走向IBC與PDB模塊

除了800V轉50V的HVDC磚塊電源，納微半導體還談到GaN在48V轉12V、12V轉1V等后級電源中的潛在機會。

當前48V IBC模塊大多仍采用硅基方案，主流拓撲以混合開關電容、Buck類方案為主。但隨著低壓GaN器件可靠性和成本進一步優化，未來在更高功率、更高頻率的IBC模塊中，100V GaN有望逐步滲透。

AI數據中心正加速向±400V與800V DC架構演進，以支撐數百千瓦至兆瓦級機柜功率需求，同時通過移除機柜級AC/DC轉換提升系統效率與算力密度。

納微半導體展示的10kW 800V-50V全磚DC/DC方案，在緊湊尺寸下實現超過98.5%的系統效率，這體現出高功率GaN在高頻化、高效率和高功率密度AI服務器電源中的應用價值。

總結

AI服務器電源已經不只是單純提升單機電源功率，而是在推動整個數據中心供電架構重新調整。

隨著單機柜功耗持續走高，48V供電在傳輸損耗、線纜規格和機柜空間方面都會遇到新的限制，±400V、800V DC架構因此成為行業重點探索方向。它的價值不僅在于提高供電電壓，更在于將部分電源轉換環節前移，讓IT機柜內部盡可能留給算力和散熱系統。

對于功率器件來說，高壓、高頻、高功率密度的HVDC磚塊電源也給GaN帶來了新的應用場景。納微半導體展示的10kW 800V-50V全磚方案，通過高功率GaN器件在原邊與次級同步整流中的應用，實現了更高效率和更緊湊的模塊設計。

可以預見，隨著800V HVDC架構逐步推進，GaN在AI數據中心電源中的角色會更加明確，從消費級快充走向服務器和數據中心高功率應用，也將成為第三代半導體產業新的增長方向。

另外，本次大會所有嘉賓演講內容已完成高清視頻素材整理，各企業專屬演講視頻均已單獨上線發布，直觀呈現各家技術亮點與研發成果，內容兼具實操性與前瞻性，含金量十足！

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