氮化镓（GaN）产业白皮书参编企业 - 英诺赛科、能华半导体、致能科技、万年晶半导体、京东方华灿、镓奥科技、鸿成半导体及中科无线半导体等企业参编《2024-2025氮化镓产业调研白皮书》[1] 英伟达数据中心电源架构革命 - 英伟达发起数据中心第二次电源架构革命，与英飞凌和纳微合作降低数据中心电源能耗[2] - 新架构需采用大量碳化硅和氮化镓器件，规格包括6500V、3300V、2300V、1200V和650V碳化硅器件，以及650V和1200V氮化镓器件[3] - 英伟达计划从2027年开始向800V HVDC数据中心电力基础设施过渡[4] 合作伙伴与技术方案 - 英飞凌与英伟达合作开发基于全新架构的800V高压直流（HVDC）系统，提供硅、碳化硅和氮化镓器件解决方案[5] - 纳微半导体与英伟达合作开发下一代800V HVDC架构，支持为GPU供电的"Kyber"机架级系统，采用GaNFast和GeneSiC电源技术[6] - 合作伙伴包括芯片厂商（英飞凌、MPS、纳微、罗姆、意法、德州仪器）、电源厂商（台达电、昂宝、Flex Power、Lead Wealth、麦格米特）及数据中心电力系统厂商（伊顿、施耐德、维谛技术）[10] 数据中心电源架构变革背景 - 数据中心耗电量惊人，2021年中国数据中心耗电量达2372亿千瓦时，相当于2个三峡电站发电量[7] - 第一次电源架构变革发生在2017年，谷歌提出将数据中心低压侧电源从12V转向48V[8] - 英伟达发起第二次革命，目标是将数据中心从54V低压直流转变为800V高压直流[13] 54V低压直流系统的问题 - 空间限制：兆瓦级机架下，54V系统占用高达64U机架空间，挤占计算资源[14] - 铜线需求量大：1MW机架需200公斤铜母线，1GW数据中心需50万吨铜[14] - 电源转换效率低：反复交流/直流转换导致能源效率低下并增加故障点[15] 800V HVDC架构优势 - 铜用量减少45%，效率提高5%，维护成本降低70%[17] - 端到端效率提高5%，总拥有成本（TCO）降低高达30%[24] - 维护成本降低70%，冷却费用降低[25][26] 技术实现细节 - 13.8kV交流转换为800V直流需大量碳化硅MOSFET器件（6500V、3300V、2300V、1200V）[20] - 800V直流转54V/12V需650V和100V氮化镓器件及650V和1200V碳化硅器件[20] - 800V架构减少带风扇电源（PSU）数量，提高系统可靠性并降低散热量[22] 行业影响与未来计划 - 800V HVDC数据中心全面投产将于2027年与NVIDIA Kyber机架级系统同步进行[26] - 该架构支持AI工作负载的可持续增长，应对日益苛刻的AI模型需求[24][26]