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在2025年的APEC（应用电力电子会议）期间，AI数据中心技术成为展会核心议题，芯片与电源解决方案供应商展示了针对生成式人工智能（AI）驱动的电力需求激增的创新成果。
英飞凌（Infineon）和Navitas等公司分别推出了高密度电源装置（PSU）、电池备用装置（BBU）以及GPU供电模块，应对数据中心从传统低压架构向高电压、高效率系统的转型。
英飞凌的垂直供电模块和Navitas的高功率PSU展示了宽禁带半导体（如SiC和GaN）的应用潜力，显著提升了功率密度和效率。
Part 1
技术突破：
宽禁带半导体
与模块化设计的融合
英飞凌在APEC 2025上展示的“电网到核心”全套方案，PSU技术整合了CoolSIC、CoolMOS和CoolGaN等宽禁带半导体材料，实现了高达12 kW的功率输出，满足了从高压电网（250-350 kV三相交流电）到400 VDC导轨的降压需求，还通过高效的功率转换支持机架内的多种负载，包括GPU和BBU。
BBU技术是英飞凌方案中的亮点，其采用部分功率转换器（PPC）拓扑，通过可扩展的4 kW功率转换器卡实现超过12 kW的功率密度。
使用较低的开关电压（40 V和80 V），结合Si和GaN器件，转换效率高达99.5%。GaN的高电子迁移率和低开关损耗，能够显著提高品质因数（FOM）。
随着BBU中电池数量增加，嵌入式DC/DC转换器的空间受限问题愈发突出，而英飞凌的紧凑设计有效缓解了这一挑战，为现代数据中心提供了高可靠性电源备份方案。
英飞凌的垂直供电模块针对AI卡（如Nvidia Blackwell GPU）的高电流需求（2000 A至3000 A）进行了优化设计。
与传统横向或沿芯片安装的供电方式不同，该模块从PCB背面直接供电，减少了传输路径中的功率损耗。
这一设计的最大高度限制为5 mm，以兼容顶部散热器，而模块实际高度控制在4 mm以内，展现了其在空间利用上的极致追求。
● 模块迭代历程体现了技术进步的清晰脉络：
◎ 第一代双相模块基于硅器件，在10 x 9 mm封装中实现1 A/mm²（140 A）；
◎ 第二代通过将硅嵌入基板并优化PCB布局，在8 x 8 mm内提升至1.5 A/mm²（160 A）；
◎ 最新第三代四相模块在10 x 9 mm内达到2 A/mm²（280 A），电流密度翻倍。第三代模块通过集成更多功率级和控制器IC，实现与GPU的精确电压/电流协调，总计可为AI卡提供2000 A电流。
英飞凌提出绕过主板直接连接GPU基板的方案，降低PCB材料在高电流密度下的信号损耗，需要与SoC供应商深度合作。通过多相模块扩展，电流密度有望再翻倍，为下一代AI芯片提供更强支持。
● Navitas展示了两种PSU方案：CRPS（通用冗余电源）和OCP ORv3标准 PSU。
◎ CRPS方案通过SiC PFC（功率因数校正）和GaN LLC（谐振转换器）两级架构，提供4.5 kW功率，并达到钛级效率（>96%）。其冗余设计确保了零停机运行，适用于瞬时故障和断电场景。
◎ 相比之下，OCP方案针对超大规模计算（HPC）优化，使用三相交错CCM图腾柱SiC PFC和三相GaN LLC，提供8.5 kW功率，效率高达98%。
Navitas的PSU设计充分利用了SiC和GaN的高频开关能力和低损耗特性，使其在高功率密度场景下表现出色。OCP架构允许PSU成排部署，集中为机架供电，特别适合数据中心的模块化扩展需求。
这些技术突破表明，宽禁带半导体正成为电源设计的主流趋势，推动数据中心向更高效率和功率密度迈进。
Part 2
市场驱动：
生成式AI与数据中心
电力需求的激增
生成式AI，尤其是大语言模型（LLM）的快速发展，是推动数据中心技术革新的核心动力。
到2030年，数据中心的全球电力消耗将从当前的2%激增至7%，这主要源于AI训练和推理任务的计算密集性。Nvidia Blackwell GPU等AI芯片需要高达2000-3000 A的电流支持，而传统电源架构难以在有限空间内满足这一需求。
电力需求的增长还伴随着电压架构的转型。传统数据中心依赖120 kV单相交流电降压至48 V的系统，而现代设计转向250-350 kV三相交流电降压至400 VDC导轨，提高了电力传输效率，但对PSU、BBU和GPU供电模块提出了更高要求。
数据中心机架的物理空间限制是另一大驱动因素，计算密度的提升，BBU和GPU卡的空间需求与电源模块的紧凑性之间形成矛盾。
英飞凌的垂直供电模块通过背面供电和高度压缩设计（4 mm），在不牺牲散热性能的前提下实现了高电流密度。同样，Navitas的OCP PSU通过模块化布局支持机架级集中供电，优化了空间利用率。
效率提升则是另一关键考量。生成式AI任务的高功耗使得每1%的效率提升都能带来显著的成本节约。
英飞凌BBU的99.5%效率和Navitas PSU的98%效率，体现了宽禁带半导体在减少热损耗和运营成本上的潜力。这种高效率设计不仅满足了环保要求，也为数据中心运营商提供了经济激励。
英飞凌的高电流密度方案需要与SoC供应商合作，芯片与电源设计向系统级整合的趋势，Navitas的OCP PSU遵循开放计算项目标准，正在通过标准化推动技术普及和互操作性，有助于降低开发成本，同时加速新技术的市场化进程。定制化需求的增加也可能加剧供应链复杂性，对芯片厂商的灵活性提出了更高要求。
小结
APEC 2025展会上展示的电源技术突破，数据中心行业在生成式AI驱动下的深刻转型。
英飞凌通过宽禁带半导体和垂直供电模块，实现了从电网到GPU核心的高效电力传输，BBU和PSU方案为高密度计算提供了可靠支持；Navitas则凭借高功率PSU和开放标准兼容性，满足了超大规模计算的多样化需求。
原文标题 : AI数据中心电源技术进展｜APEC 2025
