AI浪潮下對(duì)數(shù)據(jù)中心的需求量激增，而功耗越來越高的AI算力芯片，需要數(shù)據(jù)中心PSU（電源供應(yīng)單元）提供更高的功率，同時(shí)在體積上還要符合服務(wù)器機(jī)架內(nèi)的尺寸。
更高的PSU功率密度要求，讓SiC、GaN等三代半器件進(jìn)入數(shù)據(jù)中心PSU提供了極佳的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。近年來功率器件廠商都推出了多種采用SiC或GaN器件的PSU方案，甚至英飛凌還專為AI服務(wù)器PSU開發(fā)了CoolSiC MOSFET 400 V系列器件。
400V SiC MOSFET
英飛凌在今年3月推出了新一代的SiC技術(shù)Cool SiC MOSFET G2，相比G1幾乎全方位提升，包括封裝互連上提高耐熱性、開關(guān)損耗降低10%、輸出能力更強(qiáng)等。
今年6月，英飛凌又在Cool SiC MOSFET G2的基礎(chǔ)上，為AI服務(wù)器的AC/DC級(jí)應(yīng)用開發(fā)，推出了全新的CoolSiC MOSFET 400 V系列產(chǎn)品。
CoolSiC MOSFET 400 V系列包括10款不同型號(hào)，其中5款具有不同的RDS(on)級(jí)別（從11至45 mΩ）。這些產(chǎn)品采用了開爾文源TOLL和D2PAK-7封裝，以及.XT封裝互連技術(shù)。在25°C的Tvj工作條件下，這些MOSFET的漏極-源極擊穿電壓達(dá)到400 V，使其成為2級(jí)和3級(jí)轉(zhuǎn)換器以及同步整流的理想選擇。
這些元件在嚴(yán)苛的開關(guān)環(huán)境下表現(xiàn)出極高的穩(wěn)健性，并且已經(jīng)通過了100%的雪崩測(cè)試。將高度穩(wěn)健的CoolSiC技術(shù)與.XT互連技術(shù)相結(jié)合，這些半導(dǎo)體器件能夠有效應(yīng)對(duì)AI處理器在功率需求突變時(shí)產(chǎn)生的功率峰值和瞬態(tài)。得益于其連接技術(shù)和低正RDS(on)溫度系數(shù)，即使在較高的結(jié)溫工作條件下，它們也能保持出色的性能。
過去SiC MOSFET在電源上普遍使用650V規(guī)格的產(chǎn)品，那么400V有什么優(yōu)勢(shì)？英飛凌表示與現(xiàn)有的650 V SiC和Si MOSFET相比，400V的SiC MOSFET新系列具有更低的傳導(dǎo)和開關(guān)損耗。
高功率PSU采用混合開關(guān)方案
此前英飛凌公布的PSU路線圖中，就已經(jīng)可以發(fā)現(xiàn)，英飛凌在高功率的PSU中趨向使用混合開關(guān)的方案，即同時(shí)采用硅、SiC、GaN等功率開關(guān)管。
在3kW的方案中，英飛凌采用了cool sic MOSFET 650V和600V的cool mos 超結(jié)MOS，采用CoolSiC的無橋圖騰柱PFC，集成CoolMOS和OptiMOS的半橋LLC，可以達(dá)到97.5%的峰值效率。
從3.3kW開始，英飛凌就使用硅、SiC、GaN開關(guān)的混合方案，采用CoolSiC、CoolGaN、CoolMOS、OptiMOS和實(shí)現(xiàn)最高效率和功率密度的技術(shù)，基準(zhǔn)效率為97.5%，功率密度達(dá)到95W每英寸立方。
根據(jù)英飛凌的介紹，CoolSiC MOSFET 400 V是對(duì)PSU路線圖的補(bǔ)充，而新的服務(wù)器PSU方案在AC-DC級(jí)上采用了400V 的SiC MSOFET以及多級(jí)PFC，功率密度達(dá)到100W每英寸立方以上，效率更是高達(dá)99.5%，相比使用650 V SiC MOSFET的解決方案提高了0.3個(gè)百分點(diǎn)。
另一方面在DC-DC級(jí)上采用了CoolGaN功率晶體管，整體電源可以提供8kW以上的功率，功率密度相比現(xiàn)有解決方案提高了三倍以上。未來英飛凌還將推出12kW的PSU方案，應(yīng)對(duì)未來AI數(shù)據(jù)中心更高的功率需求。
