国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf

  • 上传者:风****
  • 时间:2026/03/02
  • 热度:132
  • 0人点赞
  • 举报

国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命。AIDC 算力建设增长,热功耗增长驱动数据中心电气架构全面升级。随着北美及亚太地区 AI 市场高速增长,智 算中心(AIDC)建设进入高峰期。AI 芯片(GPU/ASIC)的 TDP(热设计功耗)呈指数级增长,以 NVIDIA B300 为例,其 TDP 已达 1400W,导致单机柜功率密度正从当前的不足 20kW 向未来的兆瓦级迈进。根据维谛 《智算中心基础设施演进白皮书》统计,目前国内单机架功耗从通算中心(传统数据中心)的 4-6kW 向智算中 心(AIDC)的 20-40kW 迈进,未来有望逐步提升至 40-120kW 甚至更高,智算中心机架呈现高功率密度趋势。 智算中心机架高密度对配电设备面积占比、电能利用率、服务器电源功率、散热效率提出更高的要求。

架构革新:AI 机柜功率密度快速提升,AIDC 电气架构有望向 800V HVDC 升级。相比 415V 交流电,800V 直 流电可在相同铜截面积下提升传输功率,显著降低电流和线缆体积,并将电源组件移出核心算力区,释放机架 空间。英伟达已在其白皮书中明确推荐 800V HVDC 作为下一代 AIDC 标配,计划 27 年启动高压化改造, 30 年规模化应用,以实现对兆瓦级机柜高效供电。微软、谷歌亦分别推出了分离式高压直流方案。HVDC 相较于 UPS 具备高转换效率、空间优化、可靠性高、灵活可扩展等优势,有望随智算中心建设逐步渗透。

低电压大电流趋势驱动板载电源架构升级,三次电源加速向高度集成化、垂直化、模块化方向演进。随着电流 飙升,电流在主板横向传输时产生的 PDN 损耗呈平方级增长,此外伴随 PCB 板上空间资源集成化,分立式器 件无法兼顾高性能与紧凑布局,进而产生板载电源两大重要趋势。(1)电源器件从“分立”走向“高度集成”: 为解决分立器件占板面积大、设计复杂的问题,DC/DC 电源正从分立方案向电源模块演进。通过将 DrMOS、 电感、电容集成于单一封装,功率密度大幅提升,简化了设计并降低了 EMI。(2)供电模式从“横向”走向“垂 直供电”:垂直供电(VPD) 是解决大电流传输损耗的终极方案。它将电压调节模块(VRM)从处理器周边移 至主板背面、处理器正下方,电流通过基板通孔“垂直”向上直达芯片焊盘。VPD 将供电路径缩短至极限,能 降低 PDN 阻抗数倍以上。Vicor、Google 等厂商已推出成熟的 VPD 模块,支持 2500-3000A 以上的电流需求。

电源 PCB 有望从单一基板角色演进为“功能化载板”,高密度集成为核心趋势。板载电源高集成度、垂直化需 求倒逼 PCB 本身发生革命性变化。(1)高密度化、无源器件嵌入:三次电源 PCB 正变得极其精密(如中富电 路在 17x23mm 尺寸内集成 14-18 层 PCB),要求 PCB 具备高多层、重铜、HDI 工艺,以承载 800W 以上功率 传输。此外为释放表面空间并缩短路径,电感、电容等被动元件正被直接埋入 PCB 内部。(2)电源模块嵌入 PCB 以实现 IVR 功能,电源 PCB 从单一基板演进为封装功能载板:集成稳压器(IVR)核心思想是将传统分 散的电源管理组件(如功率晶体管、电感和电容等)高度集成到单个芯片或封装内,其采用“近距离供电”理 念,将电压调节功能集成到处理器封装内部或直接嵌入芯片中,极大缩短了供电距离。对 PCB 而言,其需要采 用 mSAP 工艺加工更精细的线宽线距,以实现 IVR 功能的封装及嵌入,电源 PCB 未来有望承担更多封装功能。

1页 / 共56
国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第1页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第2页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第3页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第4页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第5页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第6页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第7页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第8页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第9页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第10页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第11页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第12页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第13页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第14页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第15页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第16页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第17页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第18页 国防军工行业:AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命.pdf第19页
  • 格式:pdf
  • 大小:4M
  • 页数:56
  • 价格: 6积分
下载 获取积分

免责声明:本文 / 资料由用户个人上传,平台仅提供信息存储服务,如有侵权请联系删除。

留下你的观点
  • 相关标签
  • 相关专题
热门下载
  • 全部热门
  • 本年热门
  • 本季热门
分享至