<p>這場由人工智能驅動的電力革命，正重塑從芯片到電網的整個供電體系。</p>
<p style="text-align: left">英飛凌最新白皮書提出七大關鍵預測，描繪了 AI 供電的未來圖景：<strong>未來十年，單顆處理器負載電流將達到 10,000 安培，是當前水平的 10 倍；電源架功率等級將突破 100 千瓦；AI 服務器機架功耗將突破 1 兆瓦；數據中心功耗需求將邁向吉瓦級規模......</strong></p>
<p>該公司電源與傳感器系統事業部總裁 Adam White 指出，自 2022 年底 ChatGPT 發佈以來，AI 技術的指數級增長帶來了前所未有的功率需求挑戰，迫使行業不斷突破創新邊界。</p>
<p>這些預測涵蓋了從垂直供電技術到直流微電網的全方位變革，將對數據中心運營商、設備製造商和投資者產生深遠影響。隨着 AI 工作負載的持續增長，傳統的 48V 供電架構將被高壓直流系統取代，而可再生能源的整合也將成為滿足龐大能耗需求的關鍵。</p>
<h2 style="text-align: left">預測一：垂直供電將主導未來處理器架構</h2>
<p>英飛凌預測，垂直供電將成為現代處理器的關鍵技術。</p>
<p style="text-align: left">白皮書指出，GPU 和 TPU 採用最先進工藝製程（如台積電 N4P），通過多片硅片集成突破單一製程限制。隨着芯片尺寸增大、供電電壓降至約 0.4V，總電流消耗預計十年內攀升至 10,000 安培。傳統橫向供電方式在如此高電流下佔用空間龐大且損耗顯著，電能將通過主板垂直傳遞至處理器背面。</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">英飛凌提供從分立功率級到四相垂直功率模塊的完整產品組合，第三代產品電流密度已達 2A/mm²。公司將 OptiMOS™ 7 系列低壓硅基 MOSFET 技術與芯片嵌入封裝技術及專利 3D 集成工藝相結合，在垂直供電方案中實現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">預測二：高壓直流供電架構將取代 48V 生態</h2>
<p style="text-align: left">當單機架功率突破 1 兆瓦時，系統架構必須從 48V 生態轉向 800V 或±400V 高壓直流供電。這一轉變預計在單機架功率達到 200-250 千瓦時出現，此時 48V 總線母排需承載 4100-5200A 電流。</p>
<p style="text-align: left">未來服務器主板將直接運行於 800V 或±400V 電壓下，需要引入電子保險絲、熱插拔功能等新模塊。英飛凌基於 XDP™ XDP70x 熱插拔控制器與 CoolSiC™ JFET 技術的解決方案，能夠實現受控預充電並在異常時快速斷開連接。</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">公司開發的 6 千瓦 800V→12V 演示板功率密度超過 2300W/in³，峯值效率達 97.4%，滿載效率為 96.6%。</p>
<h2 style="text-align: left">預測三：AI 機架功耗步入兆瓦時代</h2>
<p style="text-align: left">白皮書指出，訓練萬億級參數 AI 模型需要數千顆 GPU 集成在同一台機器中同步運行。由於 IT 機架內部數據傳輸速率遠高於機架之間，行業趨勢是在單個 IT 機架內集成更多 GPU。當單個機架集成多達 72 台刀片服務器時，IT 機架總功率將在十年內突破 1 兆瓦。</p>
<p style="text-align: left">在如此高功率水平下，機架內部空間成為主要物理限制。AI 機架將更專注於 IT 負載與高速通信功能，電源模塊、電池備用儲能單元等附加功能將遷移至側櫃或輔助機架。</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">預測四：電源架功率等級將突破 100 千瓦</h2>
<p style="text-align: left">當 IT 機架功率接近 100 千瓦時，基於單相交流輸入的 12 千瓦 PSU 可升級並保持 1U 緊湊尺寸。每個電源架可容納 6 個電源模塊（72 千瓦），每個機架最多配置 8 個電源架，為邁向 1 兆瓦 IT 機架奠定基礎。</p>
<p style="text-align: left">英飛凌在 12 千瓦 PSU 演示板中採用多電平架構，高壓部分使用 400V CoolSiC™ MOSFET，次級側採用 80V CoolGaN™ HEMT。當單個 IT 機架功率提升至 1 兆瓦時，數據中心將從單相 PSU 轉向三相 PSU，直接接入 400V AC 或 480V AC 三相交流電網。</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">預測五：新一代數據中心功率需求邁向吉瓦級</h2>
<p style="text-align: left">現代 GPU 功耗不斷攀升和 AI 計算節點密集部署，使新建數據中心用電需求已達數百兆瓦級別。未來幾年將出現專門的&#34;AI 工廠&#34;，在同一數據中心園區內用電量將達到吉瓦級，甚至超過數吉瓦。多家超大規模數據中心運營商已發佈相關建設計劃。</p>
<p style="text-align: left">英飛凌提供覆蓋 400V 至 3.3kV 各類封裝的 CoolSiC™ MOSFET、CoolSiC™ JFET 保護電路，以及 80V 至 650V 超高速開關 GaN HEMT，確保吉瓦級數據中心實現無障礙穩定運行。</p>
<h2 style="text-align: left">預測六：配電系統將轉向直流微電網</h2>
<p style="text-align: left">當功率需求逼近吉瓦級時，必須建立全新配電基礎設施。直流微電網被認為是最有潛力塑造未來 AI 數據中心的架構方案，電能由中壓交流電網（10-35kV）直接集中生成，以高壓直流形式分配，消除傳統 AC-DC 電源模塊。</p>
<p style="text-align: left">固態變壓器（SST）技術將發揮關鍵作用，能夠直接從 10kV-35kV 中壓交流電網接收電能，提供穩定可調的高壓直流配電。每台固態變壓器輸出功率預計可達 2-10 兆瓦。英飛凌為此類應用提供廣博的 CoolSiC™ MOSFET 和 IGBT 產品組合（電壓範圍覆蓋 750V-3300V）。</p>
<p style="text-align: left"><img src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/342737f7-aa58-4d83-96da-d1702cc1c89f.png?x-oss-process=image/auto-orient,1/interlace,1/resize,w_1440,h_1440/quality,q_95/format,jpg" width="1024" height="568" original-src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/342737f7-aa58-4d83-96da-d1702cc1c89f.png"/></p>
<h2 style="text-align: left">預測七：可再生能源成為 AI 發展關鍵約束</h2>
<p style="text-align: left">根據國際能源署預測，AI 是未來十年全球電力需求增長的三大驅動因素之一。全球數據中心所使用電力中，來自可再生能源的比例正逼近 50%。要支撐下一輪 AI 爆發式增長，電力必須以可持續方式獲取。</p>
<p style="text-align: left">英飛凌預計：</p>
<ol>
<li>
AI 數據中心必須採用可再生能源擺脱對化石燃料的依賴，支持 1 吉瓦級數據中心運行約需 8 平方公里太陽能電場
</li>
<li>
核電和小型核反應堆未來將穩定供應零碳能源
</li>
<li>
儘管非可再生能源仍將發揮作用，但全球趨勢聚焦於推動數據中心低碳化
</li>
</ol>

英飛凌(ADR)

<p>英飛凌預計，未來十年，單顆處理器負載電流將達到 10,000 安培，是當前水平的 10 倍；電源架功率等級將突破 100 千瓦；AI 服務器機架功耗將突破 1 兆瓦；數據中心功耗需求將邁向吉瓦級規模……</p>

- 人工智能正在重新定義電力供應體系，推動重大變革。  
- 英飛凌白皮書預測未來十年處理器電流將達 10,000 安培，電源架功率突破 100 千瓦。  
- 未來數據中心的功率需求將向吉瓦級邁進，必須整合可再生能源。

七大預測揭開 AI 供電革命拐點！英飛凌白皮書前瞻下一代技術