近期,PI先后亮相两场行业技术盛会。在2026世界AI服务器电源大会以及2026AI服务器电源与算力能效技术创新研讨会(华南)上,公司技术专家余兴与江盛明围绕同一主题展开分享,聚焦1250V/1700V GaN HEMT器件,详解800VDC AI数据中心电源设计方案,阐述PowiGaN开关器件如何适配英伟达(NVDA)800VDC数据中心架构的供电需求,全面解析产品技术优势。
2025年10月,PI发布《1250V/1700V PowiGaN HEMT在800VDC AI数据中心架构中的应用》白皮书,并宣布与英伟达(NVDA)达成深度合作,助力AI数据中心800VDC高压供电架构落地。
白皮书聚焦新一代算力电源升级需求,介绍1250V GaN相对于2个堆叠的650V的硅/GaN或1200V SiC的优势,并分享适配该场景的辅助电源方案。
目前PI1250V、1700V PowiGaN已实现大规模量产,历经市场验证,契合800VDC服务器电源需求。
01
PowiGaN产品迭代
深耕氮化镓领域,PI不断推进产品升级:2018年首发750V消费(883434)级PowiGaN,2022年推出900V,2024年完成1250V、1700V PowiGaN产品布局。
PowiGaN系列兼顾性能与成本,契合新一代AI算力电源的应用需求。目前在AI服务器辅助电源方面已实现批量出货,面向主电源的氮化镓方案也在研发推进中。
02
1250V GaN VS650V Si MOSFET级联方案
针对800VDC服务器电源高压输入场景,PI主推单颗高压氮化镓的方案。对比两组LLC并联的650V硅MOSFET级联架构,单颗1250V PowiGaN电路更简洁,驱动与控制逻辑也更简单。
650V硅MOSFET级联方案等效内阻、寄生电容偏大,效率与功率密度表现不及单管GaN方案。此外,级联方案还存在分压失衡风险:800VDC输入环境下,单路器件承压易超出额定范围,难以保障服务器电源的高可靠性。
03
同耐压对标,GaN性能优于SiC
在同等耐压等级下,GaN综合性能优于SiC。GaN拥有更低的输出电容Qoss、栅极电荷Qg以及更短的关断时间,工作频率最高可达1MHz,而主流SiC器件工作频率维持在200kHz左右。
04
GaN架构对比:
共源共栅架构表现更佳
氮化镓主要分为增强型HEMT与耗尽型共源共栅(Cascode)两大架构,二者驱动、损耗特性各不相同。
增强型HEMT耐压为7V,实际使用需降至6V以内,难以发挥低内阻性能优势;且阈值电压为1-1.5V,易受电压噪声、电路振荡干扰发生误导通,需搭配负压关断电路,驱动控制复杂度高。
PI 采用的耗尽型共源共栅架构,借助低压硅MOS管控开关,驱动耐压可达25V,抗干扰性更强。在LLC应用中,其反向导通拐点电压为0.7V,损耗仅为增强型GaN的1/6~1/7,高频轻载能效表现突出。
05
抗高压冲击可靠性:
GaN容错性超SiC
瞬时高压冲击是影响服务器电源安全与稳定性的重要因素,GaN与SiC在此方面表现差异显著。SiC多采用垂直结构,高压下栅极附近易发生空穴堆积,引发电场畸变并产生局部高温,进而造成器件突发损坏或雪崩击穿。
GaN采用平面结构,2000V以内的瞬时过压不会直接损坏,而会内阻上升,高压消失静置后即可恢复,容错能力更强,更适配服务器复杂的电网。
从架构、性能到可靠性,高压GaN展现出适配算力场景的综合实力。伴随800VDC供电架构逐步落地,GaN器件将成为行业优选方案,助力AI服务器电源高效、紧凑、稳定运行。
