<p>这场由人工智能驱动的电力革命，正重塑从芯片到电网的整个供电体系。</p>
<p style="text-align: left">英飞凌最新白皮书提出七大关键预测，描绘了 AI 供电的未来图景：<strong>未来十年，单颗处理器负载电流将达到 10,000 安培，是当前水平的 10 倍；电源架功率等级将突破 100 千瓦；AI 服务器机架功耗将突破 1 兆瓦；数据中心功耗需求将迈向吉瓦级规模......</strong></p>
<p>该公司电源与传感器系统事业部总裁 Adam White 指出，自 2022 年底 ChatGPT 发布以来，AI 技术的指数级增长带来了前所未有的功率需求挑战，迫使行业不断突破创新边界。</p>
<p>这些预测涵盖了从垂直供电技术到直流微电网的全方位变革，将对数据中心运营商、设备制造商和投资者产生深远影响。随着 AI 工作负载的持续增长，传统的 48V 供电架构将被高压直流系统取代，而可再生能源的整合也将成为满足庞大能耗需求的关键。</p>
<h2 style="text-align: left">预测一：垂直供电将主导未来处理器架构</h2>
<p>英飞凌预测，垂直供电将成为现代处理器的关键技术。</p>
<p style="text-align: left">白皮书指出，GPU 和 TPU 采用最先进工艺制程（如台积电 N4P），通过多片硅片集成突破单一制程限制。随着芯片尺寸增大、供电电压降至约 0.4V，总电流消耗预计十年内攀升至 10,000 安培。传统横向供电方式在如此高电流下占用空间庞大且损耗显著，电能将通过主板垂直传递至处理器背面。</p>
<p style="text-align: left"><img src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/4c375aaa-54b2-4280-8a51-25306ab42552.png?x-oss-process=image/auto-orient,1/interlace,1/resize,w_1440,h_1440/quality,q_95/format,jpg" width="1024" height="539" original-src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/4c375aaa-54b2-4280-8a51-25306ab42552.png"/></p>
<p style="text-align: left">英飞凌提供从分立功率级到四相垂直功率模块的完整产品组合，第三代产品电流密度已达 2A/mm²。公司将 OptiMOS™ 7 系列低压硅基 MOSFET 技术与芯片嵌入封装技术及专利 3D 集成工艺相结合，在垂直供电方案中实现前所未有的功率密度。</p>
<p style="text-align: left"><img src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/893cf097-3ad7-4600-9c3f-7a66cc0d61a9.png?x-oss-process=image/auto-orient,1/interlace,1/resize,w_1440,h_1440/quality,q_95/format,jpg" width="1024" height="519" original-src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/893cf097-3ad7-4600-9c3f-7a66cc0d61a9.png"/></p>
<h2 style="text-align: left">预测二：高压直流供电架构将取代 48V 生态</h2>
<p style="text-align: left">当单机架功率突破 1 兆瓦时，系统架构必须从 48V 生态转向 800V 或±400V 高压直流供电。这一转变预计在单机架功率达到 200-250 千瓦时出现，此时 48V 总线母排需承载 4100-5200A 电流。</p>
<p style="text-align: left">未来服务器主板将直接运行于 800V 或±400V 电压下，需要引入电子保险丝、热插拔功能等新模块。英飞凌基于 XDP™ XDP70x 热插拔控制器与 CoolSiC™ JFET 技术的解决方案，能够实现受控预充电并在异常时快速断开连接。</p>
<p style="text-align: left"><img src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/d1d15721-c33a-48b6-859b-1702654976e4.png?x-oss-process=image/auto-orient,1/interlace,1/resize,w_1440,h_1440/quality,q_95/format,jpg" width="1024" height="457" original-src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/d1d15721-c33a-48b6-859b-1702654976e4.png"/></p>
<p style="text-align: left">公司开发的 6 千瓦 800V→12V 演示板功率密度超过 2300W/in³，峰值效率达 97.4%，满载效率为 96.6%。</p>
<h2 style="text-align: left">预测三：AI 机架功耗步入兆瓦时代</h2>
<p style="text-align: left">白皮书指出，训练万亿级参数 AI 模型需要数千颗 GPU 集成在同一台机器中同步运行。由于 IT 机架内部数据传输速率远高于机架之间，行业趋势是在单个 IT 机架内集成更多 GPU。当单个机架集成多达 72 台刀片服务器时，IT 机架总功率将在十年内突破 1 兆瓦。</p>
<p style="text-align: left">在如此高功率水平下，机架内部空间成为主要物理限制。AI 机架将更专注于 IT 负载与高速通信功能，电源模块、电池备用储能单元等附加功能将迁移至侧柜或辅助机架。</p>
<p style="text-align: left"><img src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/b1df574c-7287-41e2-a9c8-5110a4965875.png?x-oss-process=image/auto-orient,1/interlace,1/resize,w_1440,h_1440/quality,q_95/format,jpg" width="1024" height="718" original-src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/b1df574c-7287-41e2-a9c8-5110a4965875.png"/></p>
<h2 style="text-align: left">预测四：电源架功率等级将突破 100 千瓦</h2>
<p style="text-align: left">当 IT 机架功率接近 100 千瓦时，基于单相交流输入的 12 千瓦 PSU 可升级并保持 1U 紧凑尺寸。每个电源架可容纳 6 个电源模块（72 千瓦），每个机架最多配置 8 个电源架，为迈向 1 兆瓦 IT 机架奠定基础。</p>
<p style="text-align: left">英飞凌在 12 千瓦 PSU 演示板中采用多电平架构，高压部分使用 400V CoolSiC™ MOSFET，次级侧采用 80V CoolGaN™ HEMT。当单个 IT 机架功率提升至 1 兆瓦时，数据中心将从单相 PSU 转向三相 PSU，直接接入 400V AC 或 480V AC 三相交流电网。</p>
<p style="text-align: left"><img src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/4298727f-ff39-4338-a1da-b3bbb61e49a9.png?x-oss-process=image/auto-orient,1/interlace,1/resize,w_1440,h_1440/quality,q_95/format,jpg" width="1024" height="468" original-src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/4298727f-ff39-4338-a1da-b3bbb61e49a9.png"/></p>
<h2 style="text-align: left">预测五：新一代数据中心功率需求迈向吉瓦级</h2>
<p style="text-align: left">现代 GPU 功耗不断攀升和 AI 计算节点密集部署，使新建数据中心用电需求已达数百兆瓦级别。未来几年将出现专门的&#34;AI 工厂&#34;，在同一数据中心园区内用电量将达到吉瓦级，甚至超过数吉瓦。多家超大规模数据中心运营商已发布相关建设计划。</p>
<p style="text-align: left">英飞凌提供覆盖 400V 至 3.3kV 各类封装的 CoolSiC™ MOSFET、CoolSiC™ JFET 保护电路，以及 80V 至 650V 超高速开关 GaN HEMT，确保吉瓦级数据中心实现无障碍稳定运行。</p>
<h2 style="text-align: left">预测六：配电系统将转向直流微电网</h2>
<p style="text-align: left">当功率需求逼近吉瓦级时，必须建立全新配电基础设施。直流微电网被认为是最有潜力塑造未来 AI 数据中心的架构方案，电能由中压交流电网（10-35kV）直接集中生成，以高压直流形式分配，消除传统 AC-DC 电源模块。</p>
<p style="text-align: left">固态变压器（SST）技术将发挥关键作用，能够直接从 10kV-35kV 中压交流电网接收电能，提供稳定可调的高压直流配电。每台固态变压器输出功率预计可达 2-10 兆瓦。英飞凌为此类应用提供广博的 CoolSiC™ MOSFET 和 IGBT 产品组合（电压范围覆盖 750V-3300V）。</p>
<p style="text-align: left"></p>
<h2 style="text-align: left">预测七：可再生能源成为 AI 发展关键约束</h2>
<p style="text-align: left">根据国际能源署预测，AI 是未来十年全球电力需求增长的三大驱动因素之一。全球数据中心所使用电力中，来自可再生能源的比例正逼近 50%。要支撑下一轮 AI 爆发式增长，电力必须以可持续方式获取。</p>
<p style="text-align: left">英飞凌预计：</p>
<ol>
<li>
AI 数据中心必须采用可再生能源摆脱对化石燃料的依赖，支持 1 吉瓦级数据中心运行约需 8 平方公里太阳能电场
</li>
<li>
核电和小型核反应堆未来将稳定供应零碳能源
</li>
<li>
尽管非可再生能源仍将发挥作用，但全球趋势聚焦于推动数据中心低碳化
</li>
</ol>

英飞凌(ADR)

<p>英飞凌预计，未来十年，单颗处理器负载电流将达到 10,000 安培，是当前水平的 10 倍；电源架功率等级将突破 100 千瓦；AI 服务器机架功耗将突破 1 兆瓦；数据中心功耗需求将迈向吉瓦级规模……</p>

- 人工智能正在重新定义电力供应体系，推动重大变革。  
- 英飞凌白皮书预测未来十年处理器电流将达 10,000 安培，电源架功率突破 100 千瓦。  
- 未来数据中心的功率需求将向吉瓦级迈进，必须整合可再生能源。

七大预测揭开 AI 供电革命拐点！英飞凌白皮书前瞻下一代技术