AI 供电迈向兆瓦级,纳微GaN加速800V HVDC落地

5月22日，2026世界AI服务器电源大会（PSU 2026）在深圳顺利举行。本次大会聚焦AI数据中心电源架构升级、800V HVDC、高功率密度电源模块、第三代半导体器件等热门方向。

纳微半导体市场在大会上围绕AI服务器供电架构演进、800V HVDC电源设计挑战，以及高功率GaN器件在HVDC砖块电源中的应用进行了系统分享。

AI算力增长推动供电架构重构

过去几年，AI算力需求快速增长，服务器整机功耗持续提升，传统12V、48V供电体系在更高功率密度、更低传输损耗以及更高机柜算力密度面前，已经面临明显瓶颈。

目前数据中心常见电源架构主要包括M-CRPS模块化电源架构、OCP集中式供电架构，以及面向下一代AI数据中心的±400V / 800V HVDC架构。

相比12V系统，48V系统已经可以在相同铜排通流能力下显著提升供电能力；

而面向AI服务器未来数百千瓦乃至兆瓦级机柜功率需求，800V HVDC则进一步将供电电压提升到更高水平，从而降低线缆电流、减少I²R损耗，并为高密度算力部署提供条件。

纳微半导体指出，800V HVDC架构的核心变化，是将原本位于IT机柜内的AC/DC电源、UPS或BBU等供电单元前移至侧柜或上游供电系统中，让IT机柜内部更多空间留给GPU、CPU、网络与散热模块。

这种架构有助于提升整柜算力密度，同时简化机柜内部供电链路。不过，800V直流进入服务器机柜，也对安规、绝缘、接地、电弧防护以及整机系统设计提出了更高要求，因此其规模化落地仍需要产业链协同推进。

800V HVDC砖块电源成为关键环节

围绕800V HVDC架构，纳微半导体重点介绍了服务器内部的HVDC砖块电源模块。

该模块主要承担800V至50V、48V、12V或6V的高压直流转换，是连接高压母线与服务器内部低压供电系统的关键环节。

在实际系统中，800V HVDC之后通常会分为两级：第一级是800V转48V或50V的HVDC砖块电源，第二级则是48V转12V或更低电压的IBC模块，再进一步通过POL电源为CPU、GPU、内存等负载供电。

对于AI服务器而言，HVDC砖块电源既要承受高输入电压，又要输出大电流，同时还要兼顾高效率、高频率、小尺寸和高可靠性，因此对功率器件提出了更高要求。

针对800V系统，当前市场主要存在两类DC/DC拓扑思路。一类是开环DCX LLC方案，器件数量相对更少，结构更紧凑，但输出电流纹波相对较大；另一类是交错并联类方案，输出纹波更低，但器件数量更多，并且需要处理多路均流问题。

纳微半导体展示的10kW全砖模块选择了DCX LLC思路，以高频GaN器件进一步提升效率和功率密度。

在器件层面，纳微半导体重点强调了高功率氮化镓在HVDC砖块电源中的优势。相比传统硅器件，GaN在相同导通电阻下可以实现更小芯片面积，同时具备更低开关损耗和更低栅极电荷，尤其适合高频、高功率密度DC/DC模块。

纳微半导体展示的高功率GaN产品覆盖650V、100V以及80-100V等不同电压等级。

其中650V GaN主要用于800V HVDC砖块电源原边，高性能100V GaN则可用于大电流同步整流侧以及48V IBC模块。

纳微高功率GaNSafe IC采用集成驱动与保护设计，具备VGS调节、Miller Clamp、短路检测、dV/dt抗扰等功能，有助于降低高功率GaN应用中的驱动复杂度，并提升系统可靠性。

这也是GaN从消费级快充走向服务器电源的重要变化。

在手机快充领域，GaN已经通过多年验证实现高渗透率；而在AI数据中心场景中，GaN面对的是更高功率、更高母线电压、更复杂热管理和更严苛可靠性要求。

纳微半导体认为，随着器件、封装、驱动与系统设计逐步成熟，GaN将在HVDC砖块电源和更高功率IBC模块中获得更多应用空间。

纳微半导体也在本次大会上展示了800V DC输入、50V输出的10kW全砖DC/DC Demo。

该方案采用紧凑型全砖尺寸设计，尺寸为116 × 61 × 11mm，并支持高频开关工作。该模块面向AI服务器HVDC架构，目标是在有限体积内实现更高效率和更高功率密度。

从损耗拆解来看，该10kW模块的主要损耗包括原边导通损耗、次级导通损耗、驱动损耗、变压器损耗、磁芯损耗、端接损耗以及其他系统损耗。

相对来说，若次级同步整流仍采用硅器件，整体效率在5-6kW负载下约为98.3%，10kW满载下约为97.9%；

而将次级同步整流替换为GaN后，系统效率可在5-6kW负载下提升至98.5%以上，10kW满载效率提升至约98.1%。

对于10kW等级模块而言，0.2%至0.5%的效率提升并不是小数值。以高功率服务器电源实际运行场景来看，效率提升意味着更低热损耗、更小散热压力、更高系统功率密度，同时也有助于降低数据中心长期运行能耗。

因此，GaN不仅在原边高频开关中具备优势，在次级大电流同步整流侧同样具有应用价值。

除了800V转50V的HVDC砖块电源，纳微半导体还谈到GaN在48V转12V、12V转1V等后级电源中的潜在机会。

当前48V IBC模块大多仍采用硅基方案，主流拓扑以混合开关电容、Buck类方案为主。但随着低压GaN器件可靠性和成本进一步优化，未来在更高功率、更高频率的IBC模块中，100V GaN有望逐步渗透。

AI数据中心正加速向±400V与800V DC架构演进，以支撑数百千瓦至兆瓦级机柜功率需求，同时通过移除机柜级AC/DC转换提升系统效率与算力密度。

纳微半导体展示的10kW 800V-50V全砖DC/DC方案，在紧凑尺寸下实现超过98.5%的系统效率，这体现出高功率GaN在高频化、高效率和高功率密度AI服务器电源中的应用价值。

AI服务器电源已经不只是单纯提升单机电源功率，而是在推动整个数据中心供电架构重新调整。

随着单机柜功耗持续走高，48V供电在传输损耗、线缆规格和机柜空间方面都会遇到新的限制，±400V、800V DC架构因此成为行业重点探索方向。它的价值不仅在于提高供电电压，更在于将部分电源转换环节前移，让IT机柜内部尽可能留给算力和散热系统。

对于功率器件来说，高压、高频、高功率密度的HVDC砖块电源也给GaN带来了新的应用场景。纳微半导体展示的10kW 800V-50V全砖方案，通过高功率GaN器件在原边与次级同步整流中的应用，实现了更高效率和更紧凑的模块设计。

可以预见，随着800V HVDC架构逐步推进，GaN在AI数据中心电源中的角色会更加明确，从消费级快充走向服务器和数据中心高功率应用，也将成为第三代半导体产业新的增长方向。

另外，本次大会所有嘉宾演讲内容已完成高清视频素材整理，各企业专属演讲视频均已单独上线发布，直观呈现各家技术亮点与研发成果，内容兼具实操性与前瞻性，含金量十足！