芯耀
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近日，“行家說三代半”觀察到，國內外有2家SiC頭部企業(yè)獲得新訂單，值得注意的是，這兩筆訂單需求皆與數(shù)據(jù)中心的電源解決方案緊密相聯(lián)。
隨著人工智能的火熱化，數(shù)據(jù)中心作為其基石也在飛速發(fā)展，那么，SiC企業(yè)將為其提供哪些支持？數(shù)據(jù)中心為何需要導入SiC？未來的市場空間又有多大？以下“行家說三代半”將逐一揭曉。
三安半導體、意法：為數(shù)據(jù)中心提供SiC電源方案
3月28日，三安半導體在官網(wǎng)宣布與維諦技術達成戰(zhàn)略合作伙伴關系，旨在結合雙方的技術優(yōu)勢和市場資源，共同推動數(shù)據(jù)中心、通信網(wǎng)絡和工商業(yè)等領域的創(chuàng)新發(fā)展。
據(jù)悉，三安半導體將以其在SiC等先進半導體領域的深厚積累，為維諦技術提供高效率、高可靠性的半導體解決方案，助力維諦技術在全球范圍內提升其電力、制冷和IT基礎設施的性能和能效，滿足日益增長的通信網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心需求。
官網(wǎng)資料顯示，維諦技術有限公司成立于2000年3月，主營業(yè)務為現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心、邊緣數(shù)據(jù)中心、通信網(wǎng)絡、商業(yè)和工業(yè)設施、新能源等客戶提供全面覆蓋云到網(wǎng)絡邊緣的電力、制冷、IT基礎設施解決方案和技術服務組合。
同月，意法半導體在官網(wǎng)宣布與高效電源供應商 Compuware基于SiC技術，開發(fā)出一款適用于服務器、數(shù)據(jù)中心以及通信電源等領域的電源解決方案——STDES-3KWTLCP。
據(jù)悉，隨著人工智能、5G和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，數(shù)字服務需求不斷增長，控制電力成本成為數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展的難題。而STDES-3KWTLCP方案適用于3kW及更高功率的CRPS、AC-DC 轉換器，可實現(xiàn)更高的效率、更快的開關速度、更少的熱量損失以及更好的熱管理能力。
不難發(fā)現(xiàn)，這2起合作案都有1個共同點，那就是SiC成為數(shù)據(jù)中心電源方案的主角。實際上，作為人工智能“大后方”的數(shù)據(jù)中心，其電源系統(tǒng)對SiC有著迫切需求。
人工智能爆發(fā)期：SiC助力降本增效
自2022年11月Chatgpt問世后，作為人工智能的代表——Al大模型進入高速發(fā)展期，據(jù)國家數(shù)據(jù)局透露，目前中國10億參數(shù)規(guī)模以上的大模型數(shù)量已超100個，形成上百種應用模式，賦能千行百業(yè)。
在Al大模型中，參數(shù)是用來學習、理解及生成等方面的關鍵變量，參數(shù)級別越大，意味著模型復雜程度更高、能力更強，而參數(shù)的處理和訓練必須依賴于數(shù)據(jù)中心的支持，從而完成高性能計算等任務。
目前來看，參數(shù)級別以及算力的飛躍增長對數(shù)據(jù)中心的電源系統(tǒng)提出更多要求：
耗電量提高：國家能源局等數(shù)據(jù)表明，數(shù)據(jù)中心的電力成本占其運營成本60%左右，2022年全年，全國數(shù)據(jù)中心耗電量達到2700億千瓦時，占全社會用電量約3%，預計到2025年將接近4000億千瓦時，節(jié)能減排將成為發(fā)展重點；
功率水平增加：據(jù)納微研究透露，數(shù)據(jù)中心的AC-DC電源通常為功率10倍于傳統(tǒng)CPU（即3KW）的應用供電，隨著算力提升帶來的功率需求和功耗提升，服務器等電源平臺正在跨越1KW級別，向3KW甚至10KW發(fā)展；
綜合能效提升：由于耗電量及功率的增長，電源平臺需要更高的功率密度來提升能源轉換效率，以減小電力負荷等一系列成本。我國《工業(yè)能效提升行動計劃》提出，到2025年，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心的PUE—電源使用效率要小于1.3（數(shù)值越小，能效越高），持續(xù)解決低效率高能耗問題。
綜上所述，數(shù)據(jù)中心的發(fā)展方向指向同一個目標——降本增效，在這一點上，SiC功率器件比硅器件具備高帶隙、高開關頻率、耐壓性強、熱傳導率更高、體積更小等優(yōu)勢，可應用在數(shù)據(jù)中心的電源供應器（PSU）、不間斷電源（UPS）、通用冗余電源（CRPS）、冷卻系統(tǒng)等方面，從而實現(xiàn)降低建設成本及電力損耗，并提高電源轉換效率。
具體來看，Qorvo高級應用工程師周虎曾在“行家說三代半論壇”上透露，以大型數(shù)據(jù)中心為例，若把電源系統(tǒng)的硅功率器件全部替換為SiC，就能帶來0.8個百分點的整體能效提升，同時可以在每瓦時用電量上節(jié)約0.05美元的成本，按照100兆瓦規(guī)模的數(shù)據(jù)中心、運行十年時間來估算，可以節(jié)省多達700萬美元（約合人民幣0.5億）的運營支出。
另一方面，目前各大頭部廠商紛紛推出針對數(shù)據(jù)中心電源的SiC方案，并成功實現(xiàn)降本增效。例如Wolfspeed的 SiC 1200 V MOSFET應用在冷卻系統(tǒng)上，可以減少 600 W 的損耗，總體效率提高 2.4%，同時做到更小型、更輕量。
此外，納微在去年推出了3.2kW/4.5kW服務器電源平臺，運用SiC、GaN技術，最高將功率密度推至135W/in3以上，效率超過97%。據(jù)悉，他們目前有超過20個數(shù)據(jù)中心項目正在開發(fā)，預計從今年開始將帶來數(shù)百萬美元的GaN或SiC收入，今年年底將推出8 – 10kW的電源平臺，以滿足2025年的AI系統(tǒng)功率要求
據(jù)Mordor Intelligence預測，2024年，全球數(shù)據(jù)中心電力市場規(guī)模預計為 244.1 億美元，2029 年將達到 334.4 億美元，復合增長率為6.5%。未來，相信隨著數(shù)據(jù)中心的規(guī)模布局與節(jié)能改造，SiC產業(yè)有望乘上東風，為其提供一臂之力，共同打造人工智能時代。
注：本文來源地方政府及企業(yè)官網(wǎng)，僅供信息參考，不代表“行家說三代半”觀點。
