文章核心观点 - 人工智能技术的指数级增长正驱动前所未有的电力需求，迫使供电体系从芯片到电网进行全方位变革，垂直供电、高压直流架构、兆瓦级机架、吉瓦级数据中心、直流微电网及可再生能源整合将成为关键发展趋势 [1] 预测一：垂直供电将主导未来处理器架构 - 垂直供电将成为现代处理器的关键技术，以应对GPU/TPU采用先进制程（如台积电N4P）及芯片尺寸增大带来的挑战 [2] - 随着供电电压降至约0.4V，处理器总电流消耗预计在十年内攀升至10,000安培，是当前水平的10倍 [1][2] - 传统横向供电在高电流下空间占用大且损耗显著，未来电能将通过主板垂直传递至处理器背面 [2] - 公司提供完整垂直供电产品组合，其第三代产品电流密度已达2A/mm²，并通过结合OptiMOS™ 7系列低压硅基MOSFET、芯片嵌入封装及专利3D集成工艺实现前所未有的功率密度 [5] 预测二：高压直流供电架构将取代48V生态 - 当单机架功率突破1兆瓦时，系统架构必须从48V转向800V或±400V高压直流供电，这一转变预计在单机架功率达到200-250千瓦时出现 [7] - 在200-250千瓦功率下，48V总线母排需承载4100-5200A电流，未来服务器主板将直接运行于800V或±400V电压下 [7] - 新架构需要引入电子保险丝、热插拔功能等新模块，公司基于XDP™ XDP70x热插拔控制器与CoolSiC™ JFET技术的解决方案可实现受控预充电与快速断开连接 [7] - 公司开发的6千瓦800V→12V演示板功率密度超过2300W/in³，峰值效率达97.4%，满载效率为96.6% [9] 预测三：AI机架功耗步入兆瓦时代 - 训练万亿级参数AI模型需要数千颗GPU集成在同一机器中同步运行，行业趋势是在单个IT机架内集成更多GPU以提升内部数据传输速率 [10] - 当单个机架集成多达72台刀片服务器时，IT机架总功率将在十年内突破1兆瓦 [10] - 在高功率水平下，机架内部空间成为主要物理限制，电源模块、电池备用储能单元等附加功能将迁移至侧柜或辅助机架，使AI机架更专注于IT负载与高速通信功能 [10] 预测四：电源架功率等级将突破100千瓦 - 当IT机架功率接近100千瓦时，基于单相交流输入的12千瓦PSU可升级并保持1U紧凑尺寸，每个电源架可容纳6个电源模块（72千瓦） [12] - 每个机架最多可配置8个电源架，为迈向1兆瓦IT机架奠定基础 [12] - 公司在12千瓦PSU演示板中采用多电平架构，高压部分使用400V CoolSiC™ MOSFET，次级侧采用80V CoolGaN™ HEMT [12] - 当单个IT机架功率提升至1兆瓦时，数据中心将从单相PSU转向三相PSU，直接接入400V AC或480V AC三相交流电网 [12] 预测五：新一代数据中心功率需求迈向吉瓦级 - 现代GPU功耗攀升和AI计算节点密集部署，使新建数据中心用电需求已达数百兆瓦级别 [14] - 未来几年将出现专门的“AI工厂”，在同一数据中心园区内用电量将达到吉瓦级，甚至超过数吉瓦，多家超大规模数据中心运营商已发布相关建设计划 [14] - 公司提供覆盖400V至3.3kV各类封装的CoolSiC™ MOSFET、CoolSiC™ JFET保护电路，以及80V至650V超高速开关GaN HEMT，以支持吉瓦级数据中心稳定运行 [15] 预测六：配电系统将转向直流微电网 - 当功率需求逼近吉瓦级时，必须建立全新配电基础设施，直流微电网被认为是最有潜力塑造未来AI数据中心的架构方案 [16] - 该方案下，电能由中压交流电网（10-35kV）直接集中生成，以高压直流形式分配，可消除传统AC-DC电源模块 [16] - 固态变压器（SST）技术将发挥关键作用，能够直接从10kV-35kV中压交流电网接收电能，提供稳定可调的高压直流配电，每台固态变压器输出功率预计可达2-10兆瓦 [16] - 公司为此类应用提供广博的CoolSiC™ MOSFET和IGBT产品组合，电压范围覆盖750V-3300V [16] 预测七：可再生能源成为AI发展关键约束 - 根据国际能源署预测，AI是未来十年全球电力需求增长的三大驱动因素之一 [18] - 全球数据中心所使用电力中，来自可再生能源的比例正逼近50%，要支撑下一轮AI爆发式增长，电力必须以可持续方式获取 [18] - AI数据中心必须采用可再生能源摆脱对化石燃料的依赖，支持1吉瓦级数据中心运行约需8平方公里太阳能电场 [19] - 核电和小型核反应堆未来将稳定供应零碳能源，尽管非可再生能源仍将发挥作用，但全球趋势聚焦于推动数据中心低碳化 [19]