> **来源：[研报客](https://pc.yanbaoke.cn)** # 东微半导体算力服务器供电系统白皮书总结 ## 核心内容概述 东微半导体专注于高性能功率器件与数字电源控制IC的研发与应用，致力于为算力服务器供电系统提供高效、高可靠、智能化的解决方案。随着人工智能算力需求的指数级增长，服务器IT机架功率需求从传统的3-5kW跃升至100kW甚至200kW级别，电源系统面临前所未有的挑战，包括高功率密度、高效率、高可靠性及复杂热管理需求。东微通过技术创新和产业链协同，构建起完整的“控制-驱动-执行”功率转换链路，推动算力服务器供电系统向48V、800V等更高电压架构演进，为数据中心的可持续发展提供坚实支撑。 --- ## 主要观点与关键信息 ### 1. 算力服务器供电系统面临的挑战 - **功率需求激增**：xPU（如GPU、CPU、TPU）功耗从300W级提升至700W-2kW+，单机架功率需求已达到120kW甚至200kW。 - **能源效率与功率密度**：随着功率需求增加，48V总线架构的电流密度过高，导致线路损耗和散热问题加剧，800V架构与固态变压器（SST）成为主流趋势。 - **热管理压力**：高功率密度与高电流密度对散热提出更高要求，液冷技术成为解决这一问题的关键。 - **系统可靠性**：算力服务器对系统可用性要求极高（99.99%以上），中间总线转换器（IBC）成为故障高发环节，需提升冗余设计、故障预测与快速隔离能力。 ### 2. 供电系统架构解析 #### AC-DC转换 - **48V总线架构**：主流方案，采用PFC（功率因数校正）和DC-DC转换器，效率可达96%。 - **800V总线架构**：未来趋势，支持高功率密度与高效能，东微已布局1200V、1400V、1500V SiC MOSFET产品，助力800V架构实现。 - **固态变压器（SST）**：通过中压交流配电网产生直流高压总线，减少占地面积、提高效率并支持绿电接入。 #### IBC（中间总线转换器） - **高功率密度与高效率**：采用LLC、HSC等谐振拓扑，支持高频操作（300kHz-1MHz），降低系统体积与损耗。 - **关键产品**：东微提供SGT MOSFET、GaN HEMT等器件，支持高频、低导通电阻与高可靠性。 - **数字控制器与驱动器**：结合慧能泰的数字控制IC（如OSU1000A）与驱动芯片（如OSU30x0），实现高效IBC系统。 #### VRM（电压调节模块） - **高动态负载与高效率需求**：需将12V/6V电压转换为0.6-1.2V，支持大电流（1500A+）。 - **单级转换架构**：提升整体效率至90%以上，降低寄生电感，优化瞬态响应。 - **eFuse与热插拔保护**：支持10μs级响应，避免对系统造成冲击，提升可靠性与可用性。 --- ## 东微半导体关键产品矩阵 | 产品类型 | 产品系列 | 产品型号 | 封装形式 | 产品描述 | |----------|----------|----------|----------|----------| | **PFC侧** | Si MOSFET | OSG60R055TT3F, OSG60R028HT3ZF-F等 | TOLL、TO-247-3 | 支持48V/800V系统，提升效率与功率密度 | | **HVDC侧** | Si MOSFET | OSG60R060JT3ZF, OSG65R038HMZF等 | PDFN8*8、TO-220-3L | 支持高功率密度与高效能转换 | | **Sync Rectifier** | Si MOSFET | SFS04R007UGSCF、SFS08R019UGNF等 | PDFN5*6、TO-247-3 | 提升转换效率与功率密度 | | **SGT MOSFET** | SGT MOSFET | SFS08R046UNSCF_CG、SFS06R014UGSCNF等 | PDFN3.3*3.3、PDFN5*6 | 支持高频操作，降低热阻与导通损耗 | | **GaN HEMT** | GaN HEMT | 东微已布局100V耐压、1-10mΩ导通电阻 | PDFN5*6、TO-247-4 | 支持MHz级操作频率，提高转换效率 | | **数字控制IC** | OSU1000A、OSU1800 | 4mm\*4mm QFN-24、2mm\*2mm DFN-8 | 高精度、低时延 | 支持多种拓扑结构，提升系统可靠性 | | **eFuse与SSCB** | SGT MOSFET | SFS10R017TNAF、SFS04R007UGSCNF等 | PDFN5*6、TO-247-3 | 支持快速故障隔离、热插拔保护、系统重启等 | --- ## 东微半导体的战略价值 - **技术领先性**：SiC MOSFET导通电阻低至7mΩ/cm²，GaN HEMT支持2MHz开关频率，性能与国际竞品相当。 - **市场竞争力**：产品已通过多家头部服务器厂商认证，2025年工业通信电源收入占比达38%，同比增长53%。 - **国产替代机遇**：受益于“东数西算”政策，推动国产功率半导体替代国际厂商，提升供应链安全。 - **成本优势**：12英寸晶圆平台与先进封装技术显著降低成本，提升产品性价比。 --- ## 未来产品路线图 ### 7.1 电压等级演进 - **短期（2026—2028）**：完善48V架构生态系统，推进800V架构商业化落地，实现液冷电源模块量产。 - **中期（2028—2030）**：研究1500V及以上电压等级，推动功率器件与控制电路单封装集成。 - **长期（2030年以后）**：探索第四代半导体技术，应用垂直供电架构，推动液冷与算力供电深度融合。 ### 7.2 器件技术发展 - **第三代半导体**：持续研发SiC MOSFET与GaN HEMT，优化性能与成本。 - **单片集成技术**：开发全GaN单片集成电路，集成肖特基二极管、电阻、电容等，提升系统效率与可靠性。 - **先进封装**：推进Source-Down、双面散热、模块化集成等技术，提升散热效率与功率密度。 ### 7.3 技术演进时间表与产业化路径 | 时间节点 | 技术重点 | 产业化目标 | |----------|----------|------------| | 2026—2028年 | 完善48V架构、推进800V架构、液冷电源量产 | 提升算力服务器电源业务增长，实现超级结MOSFET塑封模块量产 | | 2028—2030年 | 研究1500V以上器件、单封装集成技术 | 建立12英寸氮化镓技术生态系统，实现电源系统智能化管理 | | 2030年以后 | 第四代半导体技术、垂直供电架构、液冷与供电融合 | 推动中国第三代半导体产业高质量发展，服务全球算力市场 | --- ## 总结 东微半导体通过在功率半导体、数字电源控制IC、先进封装等领域的持续创新，构建了覆盖从电网接入到xPU供电的完整解决方案，满足算力服务器在高功率密度、高效率、高可靠性和智能化管理方面的严苛需求。公司以48V、800V及更高电压架构为核心发展方向，推动国产替代与技术自主可控，助力中国数据中心实现低碳化、高效化与可持续发展。