800VDC架构落地过程中,SiC与GaN在AI数据中心供电链路中的具体分工与应用场景有何差异?

随着AI数据中心单机架功率向600kW至1MW迈进,800VDC供电架构逐渐成为行业共识。在此架构下,第三代功率半导体(SiC与GaN)的用量与价值量均出现显著增长。

请问在实际的供电链路设计中,SiC与GaN各自承担了哪些具体的拓扑节点?两者在“白区”与“灰区”的应用边界是如何划分的?对于产业链上下游企业而言,这种材料分工对技术研发方向和产能布局提出了哪些差异化的要求?

最佳答案 匿名用户编辑于2026/09/18 08:09

在AI数据中心800VDC供电架构的演进中,SiC与GaN并未呈现简单的相互替代关系,而是基于各自的物理特性形成了“灰区高压、白区高频”的明确分工格局。

SiC主攻灰区高压与白区高压入口

SiC的核心增量来自耐压等级和应用环节的系统性升级。在Phase 0阶段,SiC主要部署于机柜内PSU的图腾柱PFC和Hold-up电路。随着架构向Phase 1至Phase 4演进,SiC的应用范围逐步从白区高压入口扩展至数据中心灰区,涵盖Sidecar、800V DC-DC、SSCB(固态断路器)、集中整流、BBU/CBU(电池/电容备用单元)以及SST(固态变压器)。特别是在SST环节,SiC的耐压等级需从1200V升级至3.3kV,这直接推动了SiC单颗价值量和系统总价值量的快速攀升。因此,SiC的技术壁垒集中在高压低阻、模块封装与长期可靠性上,要求企业在芯片设计、终端结构、散热路径及客户认证方面具备系统级能力。

GaN深耕白区高频与GPU近端供电

GaN的核心弹性在于其高频开关能力和高功率密度。凭借较低的栅极电荷、近似零反向恢复和较小的输出电容,GaN非常适合数百kHz到MHz级的高频变换,能够有效缩小变压器、电感和电容的体积。在渗透路径上,GaN从Phase 0的LLC逆变桥起步,在Phase 1扩展至IBC(中间总线转换器),在Phase 2-3进一步下沉至On-blade/PDB(配电板),最终在Phase 4向6V/1V的GPU近端VRM(电压调节模块)深度渗透。GaN的发展瓶颈不在于耐压,而在于解决大电流能力、热管理、封装寄生参数、驱动保护以及在GPU近端与DrMOS、磁性元件的协同设计问题。

对产业链的差异化要求

这种材料分工意味着产业链的竞争焦点正在发生转移。随着单机架功率迈向1MW,单纯依靠增加器件数量无法解决所有工程约束。对于SiC厂商,核心竞争力在于提供经过验证的1200V至3.3kV高压低阻产品及模块化解决方案,产能布局需侧重于高压有效产能而非普通晶圆产能。对于GaN厂商,则需依托8英寸晶圆制造规模优势,完善从15V到1200V的全电压产品矩阵,并加速高频拓扑与低压封装在AI服务器电源中的系统级导入。整体而言,产业链的核心竞争已从单一器件性能扩展到了芯片、封装、驱动、磁性元件和系统方案的协同优化。

参考报告REPORT

香港&美国半导体行业:AI数据中心供电革命,从白区GaN到灰区SiC.pdf

AI机架功率由142kW向600kW至1MW级别快速演进,驱动数据中心供电体系从传统的AC进柜升级至800VDC,并进一步走向集中整流与固态变压器(SST)架构。海通国际基于电路拓扑结构,对英伟达当前及未来AI服务器中第三代功率半导体的用量与价值量进行了系统性测算。核心测算数据从Phase0至Phase4的演进过程中,第三代功率半导体颗数/MW提升约4.1倍,价值量/MW提升约9.2倍。其中,SiC价值量由Phase0的约9,500美元/MW大幅升至Phase4的约87,400美元/MW;GaN价值量则由约6,200美元/MW升至约57,400美元/MW。高压新增环节的引入使得SiC价值量的提...

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