1653
近日，“行家说三代半”观察到，国内外有2家SiC头部企业获得新订单，值得注意的是，这两笔订单需求皆与数据中心的电源解决方案紧密相联。
随着人工智能的火热化，数据中心作为其基石也在飞速发展，那么，SiC企业将为其提供哪些支持？数据中心为何需要导入SiC？未来的市场空间又有多大？以下“行家说三代半”将逐一揭晓。
三安半导体、意法：为数据中心提供SiC电源方案
3月28日，三安半导体在官网宣布与维谛技术达成战略合作伙伴关系，旨在结合双方的技术优势和市场资源，共同推动数据中心、通信网络和工商业等领域的创新发展。
据悉，三安半导体将以其在SiC等先进半导体领域的深厚积累，为维谛技术提供高效率、高可靠性的半导体解决方案，助力维谛技术在全球范围内提升其电力、制冷和IT基础设施的性能和能效，满足日益增长的通信网络和数据中心需求。
官网资料显示，维谛技术有限公司成立于2000年3月，主营业务为现代数据中心、边缘数据中心、通信网络、商业和工业设施、新能源等客户提供全面覆盖云到网络边缘的电力、制冷、IT基础设施解决方案和技术服务组合。
同月，意法半导体在官网宣布与高效电源供应商 Compuware基于SiC技术，开发出一款适用于服务器、数据中心以及通信电源等领域的电源解决方案——STDES-3KWTLCP。
据悉，随着人工智能、5G和物联网的发展，数字服务需求不断增长，控制电力成本成为数据中心可持续发展的难题。而STDES-3KWTLCP方案适用于3kW及更高功率的CRPS、AC-DC 转换器，可实现更高的效率、更快的开关速度、更少的热量损失以及更好的热管理能力。
不难发现，这2起合作案都有1个共同点，那就是SiC成为数据中心电源方案的主角。实际上，作为人工智能“大后方”的数据中心，其电源系统对SiC有着迫切需求。
人工智能爆发期：SiC助力降本增效
自2022年11月Chatgpt问世后，作为人工智能的代表——Al大模型进入高速发展期，据国家数据局透露，目前中国10亿参数规模以上的大模型数量已超100个，形成上百种应用模式，赋能千行百业。
在Al大模型中，参数是用来学习、理解及生成等方面的关键变量，参数级别越大，意味着模型复杂程度更高、能力更强，而参数的处理和训练必须依赖于数据中心的支持，从而完成高性能计算等任务。
目前来看，参数级别以及算力的飞跃增长对数据中心的电源系统提出更多要求：
耗电量提高：国家能源局等数据表明，数据中心的电力成本占其运营成本60%左右，2022年全年，全国数据中心耗电量达到2700亿千瓦时，占全社会用电量约3%，预计到2025年将接近4000亿千瓦时，节能减排将成为发展重点；
功率水平增加：据纳微研究透露，数据中心的AC-DC电源通常为功率10倍于传统CPU（即3KW）的应用供电，随着算力提升带来的功率需求和功耗提升，服务器等电源平台正在跨越1KW级别，向3KW甚至10KW发展；
综合能效提升：由于耗电量及功率的增长，电源平台需要更高的功率密度来提升能源转换效率，以减小电力负荷等一系列成本。我国《工业能效提升行动计划》提出，到2025年，新建大型、超大型数据中心的PUE—电源使用效率要小于1.3（数值越小，能效越高），持续解决低效率高能耗问题。
综上所述，数据中心的发展方向指向同一个目标——降本增效，在这一点上，SiC功率器件比硅器件具备高带隙、高开关频率、耐压性强、热传导率更高、体积更小等优势，可应用在数据中心的电源供应器（PSU）、不间断电源（UPS）、通用冗余电源（CRPS）、冷却系统等方面，从而实现降低建设成本及电力损耗，并提高电源转换效率。
具体来看，Qorvo高级应用工程师周虎曾在“行家说三代半论坛”上透露，以大型数据中心为例，若把电源系统的硅功率器件全部替换为SiC，就能带来0.8个百分点的整体能效提升，同时可以在每瓦时用电量上节约0.05美元的成本，按照100兆瓦规模的数据中心、运行十年时间来估算，可以节省多达700万美元（约合人民币0.5亿）的运营支出。
另一方面，目前各大头部厂商纷纷推出针对数据中心电源的SiC方案，并成功实现降本增效。例如Wolfspeed的 SiC 1200 V MOSFET应用在冷却系统上，可以减少 600 W 的损耗，总体效率提高 2.4%，同时做到更小型、更轻量。
此外，纳微在去年推出了3.2kW/4.5kW服务器电源平台，运用SiC、GaN技术，最高将功率密度推至135W/in³以上，效率超过97%。据悉，他们目前有超过20个数据中心项目正在开发，预计从今年开始将带来数百万美元的GaN或SiC收入，今年年底将推出8 – 10kW的电源平台，以满足2025年的AI系统功率要求
据Mordor Intelligence预测，2024年，全球数据中心电力市场规模预计为 244.1 亿美元，2029 年将达到 334.4 亿美元，复合增长率为6.5%。未来，相信随着数据中心的规模布局与节能改造，SiC产业有望乘上东风，为其提供一臂之力，共同打造人工智能时代。
注：本文来源地方政府及企业官网，仅供信息参考，不代表“行家说三代半”观点。
下载ECAD模型
