從 800 VDC 到 GPU：英諾賽科全 GaN 技術為 NVIDIA MGX 生態的高密度 AI 供電提供關鍵解決方案

AI 推理、智能體工作流和加速計算正在將數據中心轉變為下一代 AI 工廠。隨著 AI 工作負載從單臺服務器擴展到機架級系統，再到完整的數據中心部署，供電已成為系統性能、效率、密度和總擁有成本的關鍵支撐因素。

NVIDIA MGX? 是面向 AI 工廠的開放式模塊化參考架構，可幫助系統構建商更快地開發面向未來的加速計算系統，同時降低工程成本并加快上市時間。作為 NVIDIA MGX 生態系統的成員，英諾賽科認為 MGX 是模塊化、可擴展 AI 工廠基礎設施的重要行業平臺，并正在推進全 GaN 電源轉換技術，以支持下一代高密度 AI 系統。

供電成為 AI 基礎設施的關鍵挑戰

隨著機架功率提升，挑戰已不再只是將電力送入機架。更困難的任務，是以高效率和緊湊方式，將電力從高壓配電轉換到 GPU 核心供電。

NVIDIA 800 VDC 電源架構通過減少轉換級數，并將直流電力更接近機架側交付，為更高密度的 AI 基礎設施提供了一條切實可行的路徑。然而，從 800 VDC 轉換到較低的 GPU 工作電壓，需要高效率、高轉換比、緊湊磁性元件、更低熱應力，以及能夠支持更高開關頻率的功率器件。

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為什么 AI 供電需要 GaN？

GaN 正在成為 AI 供電的一項重要使能技術，因為隨著機架功率和 GPU 電流持續增加，它能夠應對多個日益關鍵的約束。其低導通電阻、低柵極電荷、低寄生電容和零反向恢復特性，可實現更高開關頻率、更低功率損耗和更緊湊的功率級設計。

這些器件層面的優勢會轉化為系統層面的價值：更小的磁性元件和無源器件、更優的熱性能、更高的功率密度，以及更低的整體系統成本和 TCO。英諾賽科的硅基 GaN 技術將這些優勢與可擴展制造能力和廣泛的產品組合相結合。面向 AI 基礎設施，英諾賽科正在構建一條全 GaN 技術路徑，支持從 800 VDC一路轉換至 GPU 核心電壓。

圖 1. 從 800 VDC 到 GPU 核心電壓的轉換級，以及英諾賽科全 GaN 解決方案

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第 1 級：高效率前端轉換

隨著 AI 機架功率持續提升，前端轉換級成為電源架構中要求最高的環節之一。它必須同時處理高輸入電壓、高轉換比、高功率傳輸、有限熱預算，以及日益受限的板級空間。

英諾賽科最新的全 GaN LLC 解決方案展示了 GaN 在這一高要求前端級中的優勢。在 12kW、800V 至 48V 等級設計中，英諾賽科在原邊采用 650V GaN 8x8 雙面散熱（DSC）器件，在副邊采用 5x6 DSC 100V GaN 器件，從而實現高頻運行、低開關損耗和更低導通損耗。新發布的 150V GaN 進一步簡化了副邊，并將所需同步整流器件數量減少 50%。

英諾賽科最新數據顯示，其峰值效率約為 99%，滿載效率為 98.2%。英諾賽科全 GaN 解決方案在 1MHz 運行下實現了這一高效率。隨著 AI 系統向更高機架密度和更緊湊電源機柜推進，高開關頻率運行帶來的占板面積降低正變得越來越有價值。

圖 2. 英諾賽科 800 V 至 48 V 演示

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覆蓋更多 800 VDC 架構

除 800V 至 48V 前端級之外，英諾賽科正在擴展其全 GaN 解決方案平臺，以覆蓋下一代 AI 電源架構所需的全范圍中間總線電壓選項，包括 800V 至 48V、800V 至 12V 和 800V 至 6V 轉換。這一更廣泛的覆蓋范圍，使系統設計人員能夠根據機架設計、板級空間、熱預算和負載點要求，更靈活地選擇最合適的電源架構。對于 800V 至 12V 轉換，英諾賽科提供 40V GaN 器件，采用 5×6 mm 和緊湊型 3.3×3.3 mm 雙面散熱（DSC）封裝，可在減小占板面積并改善熱性能的同時，實現高效率同步整流。對于 800V 至 6V 轉換，英諾賽科提供 15V GaN 器件作為同步整流解決方案，支持更低中間總線架構，在保持高頻、高密度 GaN 供電優勢的同時，可簡化至 GPU 核心電壓的最終轉換。

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第 1.5 級：

可擴展、高功率密度的 48V 至 12V 轉換

48V 至 12V 中間總線級是 AI 服務器供電中的另一項重要構建模塊。隨著AI硬件加速平臺要求在更小空間內提供更高功率，這一級必須實現高效率、高功率密度和切實可行的熱性能。

英諾賽科100V GaN 解決方案優化了 48V 至 12V 多相降壓轉換。在 AI 工廠規模下，即使是小幅效率提升，也能轉化為冷卻需求和運營成本的顯著降低。中間總線架構仍是許多兼容 MGX 的 AI 服務器設計中的重要構建模塊，使這一轉換級成為 GaN 賦能優化的關鍵目標。

圖 3. 英諾賽科 100 V GaN 帶來的功率密度提升

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第 2 級：

雙通道 DrGaN 支持超低高度垂直供電（VPD）

在最終轉換級，電流需求很高且瞬態響應至關重要，因此垂直供電正成為越來越具吸引力的架構。隨著 GPU 電流需求持續增加，傳統橫向供電由于分配損耗、瞬態響應限制和板級布線復雜性，正變得越來越具有挑戰。

垂直供電為縮短電流路徑、降低寄生損耗和提高電流密度提供了一條有前景的路徑。英諾賽科已驗證 15V GaN HEMT 在 3MHz 至 5MHz 之間運行的可行性，可減小所需磁性元件和電容的尺寸。

英諾賽科目前正在開發 DrGaN 解決方案。對高開關頻率的支持可顯著提升響應快速 GPU 動態瞬態的帶寬，同時減少對大量傳統輸出電容的需求。

隨著未來 MGX AI 系統持續提升加速器電流密度，面向 VPD 的功率級可成為 GPU 近核心供電的重要構建模塊。

英諾賽科GaN 產品組合與全 GaN 演示平臺

為支持客戶更快采用GaN解決方案，英諾賽科提供全面的評估板和參考設計組合，幫助系統設計人員在整個 AI 電源樹中驗證 GaN 性能。代表性平臺包括 12kW、800V 至 48V PDB 演示板、48V 至 12V 四相 GaN 評估板，以及面向未來垂直供電架構的即將推出的 6V DrGaN 評估板。

* 開發中

賦能下一代 AI 工廠

NVIDIA MGX 生態系統正在幫助加速模塊化、可擴展、面向未來的 AI 基礎設施部署。隨著 AI 工廠邁向更高機架功率、更高計算密度和更高效率的電源架構，功率半導體也必須同步演進。

英諾賽科全 GaN 技術旨在支持這一轉型。從 800 VDC 到 48V 等級中間總線，從 48V 到 12V/6V，再從 12V/6V 到 GPU 核心電壓，英諾賽科 GaN 解決方案可在整個 AI 供電路徑中實現更高開關頻率、更低損耗、更小無源器件和更高功率密度。隨著 AI 基礎設施的功率約束日益加劇，英諾賽科致力于與 NVIDIA MGX 生態系統合作，共同推進更高效率、更高密度且更具可擴展性的 AI 電源基礎設施。

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