SIP Conference China 2025

環(huán)旭電子分享電源模塊與微型化

提升AI服務(wù)器效率的解決方案

2025年8月 26日，elexcon 2025 第九屆中國(guó)系統(tǒng)級(jí)封裝大會(huì)在深圳會(huì)展中心（福田）舉辦，吸引了眾多行業(yè)專家學(xué)者與業(yè)界伙伴齊聚一堂，共同探討最新技術(shù)趨勢(shì)，交流前沿研究成果與創(chuàng)新理念。在“宏觀趨勢(shì)與生態(tài)共建”論壇上，環(huán)旭電子微小化創(chuàng)新研發(fā)中心(Miniaturization Competence Center)AVP 沈里正博士圍繞“電源模塊與微型化 提升 AI 服務(wù)器效率的解決方案”，為與會(huì)者帶來(lái)深刻洞察與前沿觀點(diǎn)。

電源模塊與微型化

提升AI服務(wù)器效率的解決方案

沈博士演講伊始提到日月光集團(tuán)提供從封裝到系統(tǒng)的完整解決方案。覆蓋了前端先進(jìn)封裝、鍵合準(zhǔn)、物流、模組、測(cè)試等。我們的“一站式”服務(wù)能夠?yàn)檎麄€(gè)產(chǎn)業(yè)提供最完整、最快速的解決方案，這也是集團(tuán)一直努力的方向。 談到AI服務(wù)器，沈博士指出大家首先關(guān)注的無(wú)疑是算力：GPU如何高效連接，HBM如何實(shí)現(xiàn)8顆、16顆的堆疊，以及傳輸性能。除了算力和存儲(chǔ)，運(yùn)力、電力同樣重要。此次演講的重點(diǎn)就是如何為AI服務(wù)器提供高效、高功率的電源管理。 以NVIDIA為例，A100約250瓦（PCIe版本），SXM版本約400瓦；H100躍升至700瓦，提升75%；B200約1.2千瓦，提升71%；B300預(yù)計(jì)在1000~1400瓦范圍。AMD從MI200的560瓦，升級(jí)到MI300的750瓦，再到下一代約1.1千瓦，單次提升接近50%。Intel同樣從600瓦跳到900瓦。三大廠商的芯片升級(jí)幅度往往達(dá)到50%-70%，遠(yuǎn)非傳統(tǒng)的10%-20%。如今單芯片功耗已超過(guò)1500瓦。

去年的消息顯示，Tesla Grok的首個(gè)數(shù)據(jù)中心建置已達(dá)到100兆瓦，可供2.5~3萬(wàn)個(gè)家庭用電；三個(gè)月后第二個(gè)建設(shè)擴(kuò)展至約250兆瓦，規(guī)模增長(zhǎng)近三倍。在如此龐大的耗電量下，哪怕節(jié)省1%的能耗，也意味著約兆瓦級(jí)的節(jié)能，相當(dāng)于數(shù)千戶家庭的用電量。因此，提升電源效率對(duì)于AI服務(wù)器至關(guān)重要。

目前的電源路從發(fā)電廠出來(lái)，一路從傳輸電路到機(jī)柜再到運(yùn)算元。一般由48伏輸入，再降至12伏、6伏，最終到核心的1伏或0.8伏。每一級(jí)都存在能量損耗。內(nèi)部電源端的挑戰(zhàn)是如何從點(diǎn)負(fù)載（point load）處提升效率、降低損耗。即便1%的效率提升，放大到整個(gè)數(shù)據(jù)中心，也會(huì)產(chǎn)生顯著影響。在系統(tǒng)板上，提升效率的方法主要有三點(diǎn)：選用低損耗元件、使用低DCR的線路（track）；調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率（switch frequency）。經(jīng)過(guò)優(yōu)化，效率可能僅提升約2%，應(yīng)對(duì)AI服務(wù)器高功耗需求，需要更進(jìn)一步的改進(jìn)方法。 真正的突破來(lái)自結(jié)構(gòu)創(chuàng)新：通過(guò)模組化和微型化縮短電力路徑。將driver、電感和電容堆疊在一起，從并排放置變?yōu)榇怪倍询B，路徑變短，損耗自然降低。當(dāng)前每個(gè)電源模塊（power block）需要提供100安培以上電流，未來(lái)在小塊空間內(nèi)將需要提供200安培。最新技術(shù)趨勢(shì)是將power block放置在芯片下方直接供電，進(jìn)一步縮短路徑。從傳統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)模塊（VRM）向集成電壓調(diào)節(jié)器（IVR）演進(jìn)。目前市場(chǎng)已有成熟產(chǎn)品，尺寸多為9×10×8或9×10×5毫米。各公司都在競(jìng)相開(kāi)發(fā)AI電源解決方案，通過(guò)堆疊PMIC、電感和電容來(lái)提升效率。

基于基本的物理原理（發(fā)熱與電流平方成正比），行業(yè)正在考慮借鑒高壓輸電思路。Intel等公司正在探索將機(jī)柜供電電壓從48伏直接提高到800伏。高壓供電有三大優(yōu)勢(shì)：減少傳輸損耗、降低銅線重量（48伏傳輸需450磅銅，高壓所需大大減少）、降低散熱成本。當(dāng)然，800伏也帶來(lái)安全隱患，需要隔離設(shè)計(jì)避免觸電風(fēng)險(xiǎn)。

行業(yè)正在經(jīng)歷范式轉(zhuǎn)移：系統(tǒng)正在封裝化，封裝正在系統(tǒng)化。Foundry、OSAT和系統(tǒng)整合商之間的界限變得模糊。這種變革要求整個(gè)行業(yè)思考：誰(shuí)能做端到端優(yōu)化？包括技術(shù)、元件、載板、組裝尺寸、物流、尺寸、高度測(cè)試等全方位考量。

媒體采訪

人工智能算力需求的提升，帶來(lái)了巨大的系統(tǒng)功耗。但與此同時(shí)，行業(yè)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)依然有嚴(yán)格的尺寸要求，從垂直電源管理看環(huán)旭電子如何破局？