行业与公司 * 行业为欧洲科技硬件 特别是数据中心电源架构和功率半导体领域[1] * 核心讨论公司包括英飞凌和意法半导体 以及其他功率半导体公司如德州仪器、瑞萨、纳维达斯、万国半导体、安森美[16][18] 数据中心电源架构变革 * 电源架构正经历重大转变 从传统的交流电转换为12V直流电 转向48V直流电 并进一步向800V直流电架构发展 如英伟达即将推出的Kyber机架架构[2] * 向48V架构的转变使得在不增加背板铜材的情况下实现更高电流 而向800V架构的转变则带来更高效率、更低的配电损耗和更少的背板铜材使用[2] * 800V供电概念并非全新 但现代半导体进步 特别是碳化硅 使其更具可行性 主要障碍在于理解安全影响并确保高压配电的安全可靠[3] * 传统电源单元模式正被淘汰 取而代之的是将交流主电源直接转换为直流电的大容量整流器 这可能消除嘈杂低效的机架式PSU 为新型半导体技术带来机遇并节省电力和运营成本[5] 功率半导体内容演变与机遇 * 随着对效率提升的追求 硅、碳化硅和氮化镓需要被引入不同的电压阶段[4] * 转换步骤越靠近处理器 电流越高 功率半导体内容越多 因此最大的半导体内容机会出现在低压转换空间 主要是硅 其次是中压阶段的氮化镓 最后是碳化硅[4] * 即使电源解决方案效率提升 功率需求的增长仍将超过效率增益 功率半导体内容预计不会下降[4] * 随着电流需求增加 向AI处理器的垂直供电具有意义 有助于消除横向功率损耗 但面临冷却和封装方面的挑战[6] * 集成电压调节器是另一潜在架构变化 可提高AI处理器的工作电压 减少对垂直供电的需求 但也面临昂贵、实施困难且需时多年的挑战[9] 碳化硅与氮化镓的角色与挑战 * 碳化硅被视为更成熟、可靠 更适合高压应用 氮化镓在性能上有前景 但面临可靠性挑战 特别是在数据中心等任务关键型环境中[10] * 可靠性是关键 因为单个组件故障可能导致整个GPU卡需要更换 成本高昂 数据中心需要接近汽车级的可靠性 而氮化镓的缺陷密度和随时间推移的电阻漂移需要谨慎的系统设计和深入的材料理解[11] * 碳化硅已在汽车和电气化领域实现商品化 氮化镓出现在中压阶段 碳化硅主导高压前端 低压阶段仍以硅为主 如果可靠性提高 氮化镓有采用潜力[12] * 预计随着可靠性改善 氮化镓将获得关注 未来可能更多转向氮化镓而非硅[11] 英伟达的采购策略 * 英伟达的功率半导体采购策略具有战略性和成本意识 其设定广泛规格 邀请供应商提出高效拓扑结构并在设计上相互竞争[13] * 驱动架构的供应商通常成为主要供应商 获得大部分份额 其他供应商作为冗余的次要来源[13] * 英伟达重视系统级理解、效率、成本控制 垂直整合的供应商可能更有帮助 其心态正从纯粹成本驱动演变为重视性能、服务和质量 但成本仍是关键因素[14] 主要参与者的竞争优势 * 成功取决于系统级专业知识、产品组合广度和供应链控制 广泛的产品组合是关键优势 允许供应商整体看待解决方案[15] * 英飞凌以其从墙插到GPU的全栈产品、强大的系统思维和垂直整合而突出[16] * 德州仪器和瑞萨也显示出潜力 瑞萨受益于汽车级质量以及对碳化硅和氮化镓的内部控制[16] * 纳维达斯具有创新性 但可能受限于较低的研发预算 万国半导体在处理器附近表现出色 但产品组合中缺乏碳化硅/氮化镓产品 安森美和意法半导体拥有碳化硅和新兴的氮化镓能力 但在最终阶段的多相硅解决方案方面较弱[16][17] * 能够在整个电源转换链中提供高效可靠解决方案的公司最有可能获胜[17] 股票影响 * 英飞凌因其系统方法和垂直整合 在AI数据中心电源机遇中处于有利地位[18] * 意法半导体拥有部分竞争所需的产品组合 但时间至关重要 因为公司很可能有一个主要供应商 其他供应商仅用于冗余[18]