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碳化硅赋能英伟达Rubin平台:800V高压架构引领AI工厂能源革新

   时间:2026-01-08 23:23:30 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在人工智能算力需求呈指数级攀升的当下,英伟达推出的Rubin平台正以颠覆性架构重塑数据中心能源供给体系。作为Blackwell架构的迭代升级,Rubin平台不仅将单机架功率密度从传统10-20kW推升至120kW量级,更通过引入800V高压直流供电架构,为AI算力集群的能源革命奠定物理基础。这场变革背后,以碳化硅(SiC)为核心的第三代半导体技术,正成为突破传统电源架构物理极限的关键力量。

传统数据中心采用的48V供电架构在应对Rubin平台时遭遇根本性挑战。以600kW功率需求计算,48V系统需承载12,500安培电流,这不仅要求铜排截面积达到工程极限,更带来难以控制的磁场干扰与压降问题。据测算,支撑1MW机架的48V铜母线重量将突破200公斤,直接威胁机架结构稳定性。英伟达联合施耐德电气、台达等合作伙伴开发的800V架构,通过将电压提升16倍,使同等功率下电流降至750安培,线缆重量减少45%以上,同时消除传统架构中冗余的AC/DC转换环节,实现端到端能效提升5%。在吉瓦级AI工厂场景下,这项改进每年可节省数千万美元电力成本。

电压等级的跃迁对功率器件提出严苛要求。传统硅基IGBT在800V环境下面临开关损耗激增、耐温性不足等瓶颈,而SiC材料凭借3.26eV的宽禁带特性,可承受10倍于硅的临界击穿场强。以基本半导体推出的1200V SiC MOSFET模块为例,其导通电阻(RDS(on))低至1.8mΩ,在850V/1500A测试条件下,开通延时仅231.8纳秒,关断延时322.4纳秒,较硅器件提升两个数量级。这种纳秒级响应速度,为固态断路器(SSCB)实现微秒级故障切断提供物理基础,彻底解决直流电弧难以熄灭的行业难题。

在Rubin平台的电源生态中,SiC器件形成完整技术闭环:图腾柱PFC电路采用650V SiC MOSFET实现99%转换效率;LLC谐振变换器通过高频开关将磁性元件体积缩小60%;固态断路器依托共源极双向开关拓扑,在阻断高压的同时保持双向导通能力。基本半导体开发的Pcore™2系列工业模块,采用氮化硅AMB陶瓷基板与高温焊料工艺,热导率达90W/mK,可承受-55℃至175℃极端温差,完美适配AI工厂7×24小时运行需求。其配套的BTD5350隔离驱动芯片集成米勒钳位功能,有效抑制高压环境下的误导通风险。

作为中国第三代半导体领域的领军企业,基本半导体构建了覆盖晶圆制造到封装测试的完整产业链。其产品线涵盖1200V/650V SiC MOSFET单管、半桥模块及驱动解决方案,在光伏逆变、充电桩、数据中心等场景实现规模化应用。以BMF540R12KA3模块为例,该产品采用62mm封装设计,电流承载能力较前代提升3倍,已成功应用于兆瓦级数据中心整流系统。在服务器电源领域,TO-247-4封装的B3M系列通过开尔文源极连接技术,将开关损耗降低40%,助力CRPS电源实现钛金级(>96%)能效标准。

这场能源变革正催生新的产业生态。深圳市倾佳电子有限公司作为基本半导体的核心分销商,聚焦新能源、交通电动化、数字化转型三大赛道,构建起覆盖光伏储能、新能源汽车三电系统、AI算力电源的完整产品矩阵。公司代理的SiC功率器件已进入多家头部数据中心供应链,其推广的液冷兼容型功率模块,通过AMB陶瓷基板技术实现高效热传导,为1MW机架时代的液冷电源系统提供关键支撑。在"双碳"战略驱动下,这种国产半导体替代方案不仅降低电力电子系统能耗,更重构了全球数据中心供应链安全格局。

 
 
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