財聯(lián)社12月24日訊（編輯 史正丞）北京時間周三午后，全球功率半導體龍頭英飛凌近月發(fā)布的一份白皮書引發(fā)市場側目。其中，英飛凌對未來AI數(shù)據(jù)供電技術路線圖的預測格外引人關注。

作為背景，英飛凌正利用其技術優(yōu)勢拓展AI數(shù)據(jù)中心、機器人領域的前沿應用。眼下英飛凌正在與英偉達合作開發(fā)用于下一代AI機架的電力系統(tǒng)，其直流電壓可以高達800V。

在題為《AI供電的未來——重新定義AI數(shù)據(jù)中心供電》的白皮書中，英飛凌就現(xiàn)代處理器、AI服務器機架和數(shù)據(jù)中心整體供電三方面，共提出7大預測。

預測一：垂直供電將成為現(xiàn)代處理器的關鍵技術

處理器方面，英飛凌表示隨著GPU和TPU等AI處理器尺寸不斷變大，其總電流消耗預計將在十年內(nèi)攀升至10,000A。傳統(tǒng)橫向供電在“電流密度、損耗、空間上已不可持續(xù)”。因此，未來電能將通過主板，以垂直供電的方式傳遞至處理器背面。

預測二：服務器主板將采用高壓直流供電架構

英飛凌認為，隨著單個機架中GPU集群的規(guī)模不斷擴大，單機架功率需求將很快突破1兆瓦，甚至更高。該白皮書預計，隨著單機架功率達到200至250千瓦時后，既有的48V生態(tài)體系將轉向高壓直流供電，即800V或±400V架構。

這也意味著高壓直流電需要在板級完成后續(xù)電壓轉換。未來的服務器主板也將需要配備更多功能模塊，例如電子保險絲和熱插拔模塊等。

預測三：AI服務器機架功耗將超過1兆瓦（MW）

在面向萬億參數(shù)級超大規(guī)模AI模型的訓練場景中，數(shù)千顆GPU需要在同一系統(tǒng)中以高度同步的方式運行，為降低通信延遲并提升系統(tǒng)效率，行業(yè)正不斷推動在單個IT機架內(nèi)集成更多算力節(jié)點。

英飛凌預計，隨著服務器架構從傳統(tǒng)托盤式設計向高密度刀片式形態(tài)演進，當單機架內(nèi)部署多達數(shù)十臺刀片服務器時，其總功率水平將在未來十年內(nèi)突破1兆瓦。

在這一功率密度下，機架內(nèi)部空間將成為關鍵約束因素。電源模塊、儲能單元及峰值電流補償?shù)裙δ軐⒅鸩綇闹鳈C架中剝離，轉移至側柜或輔助機架，以釋放空間并提升系統(tǒng)可擴展性。

預測四：電源架功率等級將突破100千瓦

隨著AI服務器機架功率持續(xù)上升，業(yè)界傳統(tǒng)的電源模塊（PSU）標準也將難以為繼。

英飛凌介紹稱，相較傳統(tǒng)上輸出功率3千瓦和5.5千瓦、輸出電壓48V的電源模塊，12千瓦PSU將成為新的基礎單元。通過在電源架中高度集成多臺高功率電源模塊，單個電源架的輸出能力將邁過100千瓦門檻，并為兆瓦級IT機架供電提供支撐。

同時，數(shù)據(jù)中心將逐步從單相PSU轉向三相PSU，在側柜中直接生成高壓直流電。

預測五：新一代數(shù)據(jù)中心功率需求將邁向吉瓦級規(guī)模

英飛凌在白皮書中指出，當前新建的大型數(shù)據(jù)中心用電需求已普遍達到數(shù)百兆瓦水平，而在AI算力需求持續(xù)擴張的背景下，未來將出現(xiàn)專門服務于人工智能的“AI工廠”。在同一數(shù)據(jù)中心園區(qū)內(nèi)，這類設施的整體功率需求將達到吉瓦級，甚至可能超過數(shù)吉瓦。

如此龐大的負載規(guī)模也將給電網(wǎng)穩(wěn)定性和能源調(diào)度帶來前所未有的挑戰(zhàn)，將要求在供電體系中引入更強的瞬態(tài)負載緩沖能力與大規(guī)模儲能系統(tǒng)。

預測六：配電體系將從交流系統(tǒng)轉向直流微電網(wǎng)

當數(shù)據(jù)中心整體功率需求逼近吉瓦級時，傳統(tǒng)以交流為核心、包含多級AC-DC和DC-AC轉換的配電架構將因效率損耗和系統(tǒng)復雜性而難以持續(xù)。

英飛凌判斷，未來AI數(shù)據(jù)中心將逐步采用以高壓直流母線為核心的直流微電網(wǎng)架構，由中壓交流電網(wǎng)集中整流并直接向服務器機架分配高壓直流電能，從而顯著減少轉換級數(shù)并提升整體能效。

在這一體系中，固態(tài)變壓器與固態(tài)斷路器將成為關鍵基礎設施，使“從電網(wǎng)到處理器核心”的全半導體供電鏈路成為可能。

預測七：可再生能源將成為支撐AI數(shù)據(jù)中心增長的關鍵

在AI驅(qū)動全球電力需求快速增長的背景下，英飛凌強調(diào)，數(shù)據(jù)中心已成為部分地區(qū)最大的用電主體之一，僅依賴化石能源將難以支撐AI的長期擴張。

英飛凌也精簡地概括稱：沒有電力，就沒有AI。

白皮書指出，未來AI數(shù)據(jù)中心必須在發(fā)電側深度整合可再生能源與儲能系統(tǒng)。超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運營商將通過投資本地自建發(fā)電設施，以及與公用電網(wǎng)簽訂購電協(xié)議（PPA），進一步整合其數(shù)據(jù)中心的可再生能源和電池儲能系統(tǒng)。太陽能、風電與燃料電池將成為主導性可再生能源，并在未來十年及之后，在部分地區(qū)逐步引入地熱能。

另外，核電和小型模塊化反應堆則可能在更長期提供穩(wěn)定的零碳電力。非可再生能源（例如天然氣）也將在滿足AI能耗需求方面發(fā)揮一定作用。