沒有電力就沒有AI！功率半導體巨頭英飛凌的AI供電7大預測

財聯社12月24日訊（編輯 史正丞）北京時間周三午后，全球功率半導體龍頭英飛凌近月發布的一份白皮書引發市場側目。其中，英飛凌對未來AI數據供電技術路線圖的預測格外引人關注。

作為背景，英飛凌正利用其技術優勢拓展AI數據中心、機器人領域的前沿應用。眼下英飛凌正在與英偉達合作開發用于下一代AI機架的電力系統，其直流電壓可以高達800V。

在題為《AI供電的未來——重新定義AI數據中心供電》的白皮書中，英飛凌就現代處理器、AI服務器機架和數據中心整體供電三方面，共提出7大預測。

預測一：垂直供電將成為現代處理器的關鍵技術

處理器方面，英飛凌表示隨著GPU和TPU等AI處理器尺寸不斷變大，其總電流消耗預計將在十年內攀升至10,000A。傳統橫向供電在“電流密度、損耗、空間上已不可持續”。因此，未來電能將通過主板，以垂直供電的方式傳遞至處理器背面。

預測二：服務器主板將采用高壓直流供電架構

英飛凌認為，隨著單個機架中GPU集群的規模不斷擴大，單機架功率需求將很快突破1兆瓦，甚至更高。該白皮書預計，隨著單機架功率達到200至250千瓦時后，既有的48V生態體系將轉向高壓直流供電，即800V或±400V架構。

這也意味著高壓直流電需要在板級完成后續電壓轉換。未來的服務器主板也將需要配備更多功能模塊，例如電子保險絲和熱插拔模塊等。

預測三：AI服務器機架功耗將超過1兆瓦（MW）

在面向萬億參數級超大規模AI模型的訓練場景中，數千顆GPU需要在同一系統中以高度同步的方式運行，為降低通信延遲并提升系統效率，行業正不斷推動在單個IT機架內集成更多算力節點。

英飛凌預計，隨著服務器架構從傳統托盤式設計向高密度刀片式形態演進，當單機架內部署多達數十臺刀片服務器時，其總功率水平將在未來十年內突破1兆瓦。

在這一功率密度下，機架內部空間將成為關鍵約束因素。電源模塊、儲能單元及峰值電流補償等功能將逐步從主機架中剝離，轉移至側柜或輔助機架，以釋放空間并提升系統可擴展性。

預測四：電源架功率等級將突破100千瓦

隨著AI服務器機架功率持續上升，業界傳統的電源模塊（PSU）標準也將難以為繼。

英飛凌介紹稱，相較傳統上輸出功率3千瓦和5.5千瓦、輸出電壓48V的電源模塊，12千瓦PSU將成為新的基礎單元。通過在電源架中高度集成多臺高功率電源模塊，單個電源架的輸出能力將邁過100千瓦門檻，并為兆瓦級IT機架供電提供支撐。

同時，數據中心將逐步從單相PSU轉向三相PSU，在側柜中直接生成高壓直流電。

預測五：新一代數據中心功率需求將邁向吉瓦級規模

英飛凌在白皮書中指出，當前新建的大型數據中心用電需求已普遍達到數百兆瓦水平，而在AI算力需求持續擴張的背景下，未來將出現專門服務于人工智能的“AI工廠”。在同一數據中心園區內，這類設施的整體功率需求將達到吉瓦級，甚至可能超過數吉瓦。

如此龐大的負載規模也將給電網穩定性和能源調度帶來前所未有的挑戰，將要求在供電體系中引入更強的瞬態負載緩沖能力與大規模儲能系統。

預測六：配電體系將從交流系統轉向直流微電網

當數據中心整體功率需求逼近吉瓦級時，傳統以交流為核心、包含多級AC-DC和DC-AC轉換的配電架構將因效率損耗和系統復雜性而難以持續。

英飛凌判斷，未來AI數據中心將逐步采用以高壓直流母線為核心的直流微電網架構，由中壓交流電網集中整流并直接向服務器機架分配高壓直流電能，從而顯著減少轉換級數并提升整體能效。

在這一體系中，固態變壓器與固態斷路器將成為關鍵基礎設施，使“從電網到處理器核心”的全半導體供電鏈路成為可能。

預測七：可再生能源將成為支撐AI數據中心增長的關鍵

在AI驅動全球電力需求快速增長的背景下，英飛凌強調，數據中心已成為部分地區最大的用電主體之一，僅依賴化石能源將難以支撐AI的長期擴張。

英飛凌也精簡地概括稱：沒有電力，就沒有AI。

白皮書指出，未來AI數據中心必須在發電側深度整合可再生能源與儲能系統。超大規模數據中心運營商將通過投資本地自建發電設施，以及與公用電網簽訂購電協議（PPA），進一步整合其數據中心的可再生能源和電池儲能系統。太陽能、風電與燃料電池將成為主導性可再生能源，并在未來十年及之后，在部分地區逐步引入地熱能。

另外，核電和小型模塊化反應堆則可能在更長期提供穩定的零碳電力。非可再生能源（例如天然氣）也將在滿足AI能耗需求方面發揮一定作用。