HVDC電力架構變革全面擴散

【文/林麗雪】

輝達Vera Rubin宣佈量產,電力架構變革趨勢確立,電力零組件隨着電壓提升而必須全面升級,從碳化矽、功率元件到繼電器都將出現結構性需求成長。

日前SemiAnalysis一篇報告劍指800VDC大規模出貨將推遲到二○二八年,比市場普遍預期還晚,導致電源龍頭股臺達電股價受影響暫時回檔修正,然此一傳言很快地被輝達澄清,摩根士丹利通路調查顯示,除了大型資料中心ASIC伺服器機櫃的四○○V電源將如期交付外,800VDC電源櫃也預計在第三季量產,臺達電是首家第四季量產800VDC獨立電源櫃交付給美國大型資料中心業者的廠家,雖然初期因爲800VDC保護元件及工業安全標準需要通過UL及主要安規驗證,需要花一些時間,今年出貨量將不會太大,但對整個800VDC的電力架構發展仍是相當正面的。

800VDC確定量產

值得密切關注的是,AI電力架構改變已是既定方向,受益的除了電源供應器大廠外,相關電力零組件隨着電壓提升而升級,包括BBU、碳化矽(SiC)元件、MOSFET、高壓二極體到繼電器,也都出現規格升級需求,AI伺服器電力架構的變革效益正快速擴散到各子產業。

AI算力需求暴衝下,資料中心機櫃也面臨空間不足問題,現階段量產順暢的GB300 NVL72單一機櫃的功耗約爲三三kW,甫結束的電腦展,黃仁勳宣佈下世代輝達Vera Rubin NVL72平臺已量產,單一機櫃功耗更一口氣拉高至一一○kW,二個世代的功耗等級完全不同,電力架構也進一步更新,供應鏈必須在極短的時間內完成電源、散熱與機構的整合,並根據客戶需求儘快供貨,整體制造難度明顯提升。

當單一機櫃功耗從數十kW跨入數百kW等級,過去以五○V爲主的供電架構,在電流與材料成本上也逐漸逼近物理極限,隨着伺服器用電超過臨界值後,AI單櫃的電源需求全面調升,根據德州儀器的預估,到二○二八年,AI機櫃的電源需求將提升至一.五MW,約是目前的十倍。

輝達新一代伺服器機櫃Vera Rubin將導入八○○V高壓直流供電架構,這個架構的核心優勢在於大量減少電力轉換,也省去大型UPS設備與STS靜態轉換開關,HVDC在市電接入後以固態電壓器(SST)直接整流爲800VDC,直接喂入五○V匯流排,簡化並降低了功率轉換與線損,臺達電推估,相較於傳統UPS供電效率的八八%,HVDC最終效率可達到九二%。

耐高電壓功率元件需求增

目前輝達與CSP廠各自在HVDC推出八○○V及四○○V方案,時程上來看,CSP廠的四○○V有望於下半年就正式啓用,輝達的八○○V架構則於明年啓用放量。

臺達電爲Vera Rubin200首家十二kW電源供應器合格供應商,且Vera Rubin將開始採用一一○kW電源櫃,其中包含16kW BBU模組,由於Vera Rubin機櫃功耗提升,六層BBU僅能提供極短電力,未來備援意識提升,BBU可能獨立成櫃,在CSP廠採用HVDC滲透率可望持續提升下,BBU需求亦將大幅攀升。【本文未完,全文詳情及圖表請見《先探投資週刊》2410期;訂閱先探投資週刊電子版】

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