5月22日,2026世界AI服務(wù)器電源大會(huì)(PSU 2026)在深圳順利舉行。本次大會(huì)聚焦AI數(shù)據(jù)中心電源架構(gòu)升級、800V HVDC、高功率密度電源模塊、第三代半導(dǎo)體器件等熱門方向。
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英嘉通半導(dǎo)體在大會(huì)上圍繞 AI 服務(wù)器電源功率器件演進(jìn)趨勢、SiC 與 GaN 第三代半導(dǎo)體材料優(yōu)勢解析、SiC MOS 器件實(shí)測性能表現(xiàn)、高低壓 GaN 產(chǎn)品技術(shù)特性,以及寬禁帶半導(dǎo)體在算力電源中的產(chǎn)品布局與未來技術(shù)規(guī)劃進(jìn)行深度分享。
AI 服務(wù)器正在迎來電力架構(gòu)全新變革,SiC 和 GaN 功率器件各司其職、互補(bǔ)賦能。英嘉通半導(dǎo)體深耕第三代半導(dǎo)體賽道,始終堅(jiān)持做客戶滿意和用戶喜愛的優(yōu)質(zhì)功率器件產(chǎn)品,致力成為 AI 服務(wù)器電力革命的堅(jiān)實(shí)新基石。
贏嘉通此次分享一共分為四大板塊,分別為服務(wù)器電源功率器件介紹、英嘉通 SiC 功率器件介紹、英嘉通 GaN 功率器件介紹以及最后的內(nèi)容總結(jié)。
目前服務(wù)器電源功率器件正從傳統(tǒng)硅基材料,快速向 4H-SiC、GaN 第三代半導(dǎo)體迭代升級。通過 Si、4H-SiC、GaN 關(guān)鍵材料參數(shù)對比,能夠清晰看到寬禁帶半導(dǎo)體在擊穿場強(qiáng)、電子遷移率、熱導(dǎo)率及多項(xiàng) FOM 品質(zhì)因數(shù)上具備明顯優(yōu)勢,是服務(wù)器電源實(shí)現(xiàn)高效率、高功率密度的核心支撐。
當(dāng)下服務(wù)器電源內(nèi)部功率器件類型豐富、分工明確。功率二極管主要負(fù)責(zé)整流、續(xù)流和電路保護(hù);功率 MOSFET 是 PFC 與 DC/DC 轉(zhuǎn)換的核心開關(guān)器件;IGBT 適合大功率中高壓變換場景;GaN、SiC 作為第三代半導(dǎo)體,分別在高頻、高壓場景具備不可替代優(yōu)勢;各類集成功率模塊,進(jìn)一步提升整機(jī)集成度與運(yùn)行可靠性。
服務(wù)器電源功率器件正向兩大方向演進(jìn):第一是高頻化與高效率升級,行業(yè)持續(xù)拉高開關(guān)頻率來提升功率密度,GaN 憑借極低開關(guān)損耗成為高頻方案首選;第二是高壓化架構(gòu)升級,供電系統(tǒng)從傳統(tǒng) 12V 逐步往 48V、800V 方向演進(jìn),SiC 憑借耐高壓、耐高溫特性,成為高壓架構(gòu)落地的關(guān)鍵器件。
英嘉通基于 48W 應(yīng)用平臺,完成了全電壓、全負(fù)載工況的效率實(shí)測。產(chǎn)品在 90V、115V、230V、265V 多檔輸入條件下,全程負(fù)載效率表現(xiàn)平穩(wěn)均衡,其中 230VAC 平均效率可達(dá) 92.59%,滿載效率高達(dá) 93.19%,充分驗(yàn)證了英嘉通 SiC 器件優(yōu)異的轉(zhuǎn)換性能與平臺設(shè)計(jì)穩(wěn)定性。
在空載功耗表現(xiàn)上,英嘉通旗下 SiC MOS 器件整套測試數(shù)據(jù)優(yōu)勢十分突出。低壓 90VAC 工況空載功耗僅 30mW,115VAC 為 35mW;高壓 230VAC 僅 72mW,264VAC 也只有 80mW。這類超低空載損耗,能大幅降低設(shè)備長期待機(jī)能耗,也可輕松滿足全球嚴(yán)苛的六級能效認(rèn)證要求,具備顯著節(jié)能與成本優(yōu)勢。
英嘉通對 SiC MOS 平臺進(jìn)行滿載工況實(shí)測,264VAC 滿載下輸出紋波僅 155mV,電源輸出純凈穩(wěn)定;器件 VDS 最大電壓 578.39V,遠(yuǎn)低于額定耐壓閾值,留有充足設(shè)計(jì)裕量,保障系統(tǒng)長期可靠運(yùn)行。
從啟動(dòng)和短路實(shí)測波形可以看出,英嘉通 SiC 器件上電時(shí)輸出電壓建立快速平穩(wěn),沒有明顯過沖現(xiàn)象,電壓調(diào)節(jié)能力表現(xiàn)優(yōu)秀;當(dāng)出現(xiàn)輸出短路故障時(shí),電路能夠快速響應(yīng)并可靠關(guān)斷,器件電壓被有效鉗位在安全區(qū)間,整機(jī)防護(hù)機(jī)制完善可靠。
在 10%~90% 大范圍動(dòng)態(tài)負(fù)載切換測試中,輸出電壓紋波控制優(yōu)秀,環(huán)路動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快;當(dāng)輸出電流超過設(shè)定閾值時(shí),系統(tǒng)會(huì)及時(shí)觸發(fā)過流保護(hù),快速規(guī)避器件和后端負(fù)載受損,完全適配 AI 服務(wù)器負(fù)載頻繁波動(dòng)的復(fù)雜工況。
英嘉通在密閉空間內(nèi),對 Demo 板進(jìn)行了超過 2 小時(shí)的滿載老化測試。實(shí)測 90VAC 低壓滿載下器件溫度為 112.6℃,264VAC 高壓滿載僅 86.7℃,全程溫升可控、熱表現(xiàn)穩(wěn)定,完全適合長時(shí)間不間斷連續(xù)工作場景。
整體來看,搭載英嘉通 IGC600R075X1T 的 48W Demo 平臺,完整展現(xiàn)出 SiC MOS 高效率、超低待機(jī)功耗、高耐壓余量、優(yōu)秀動(dòng)態(tài)響應(yīng)和良好熱穩(wěn)定性等多重優(yōu)勢。英嘉通 SiC 器件非常適合高性能快充、PD 適配器、工業(yè)電源以及服務(wù)器電源等各類高端應(yīng)用。
英嘉通在 230VAC 標(biāo)準(zhǔn)滿載工況下,對兩款 SiC MOS 和傳統(tǒng)硅超結(jié)器件做了同臺對比測試。實(shí)測兩款 SiC 器件滿載效率均突破 94%,相比傳統(tǒng) Si SJ 器件優(yōu)勢非常明顯,能夠有效降低整機(jī)損耗、提升產(chǎn)品能效等級。
從開關(guān)速度和穩(wěn)態(tài)溫升兩個(gè)關(guān)鍵維度對比,同電壓等級下 SiC 器件開通速度遠(yuǎn)優(yōu)于硅超結(jié)產(chǎn)品;高壓滿載工作時(shí),SiC 器件溫升更低,既能簡化整機(jī)散熱設(shè)計(jì)、節(jié)省 BOM 成本,也能進(jìn)一步提升電源長期運(yùn)行可靠性。
GaN 器件擁有獨(dú)特的橫向物理架構(gòu),內(nèi)部設(shè)計(jì)兩組相對的源極與柵極結(jié)構(gòu),可以在同一漂移區(qū)里同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙向耐壓與雙向?qū)щ姟_@種結(jié)構(gòu)能夠有效縮小芯片面積,為電源小型化、高功率密度設(shè)計(jì)提供天然優(yōu)勢。
在需要同時(shí)雙向?qū)щ姟㈦p向耐壓的應(yīng)用場景中,傳統(tǒng)硅 MOS 需要多顆器件背靠背串并聯(lián)才能實(shí)現(xiàn)功能。英嘉通 GaN BDS 器件只需單顆即可滿足同等需求,在 PCB 占用面積、導(dǎo)通損耗、開關(guān)頻率、抗反向恢復(fù)以及可靠性方面,都具備全面領(lǐng)先的優(yōu)勢。
目前英嘉通已量產(chǎn)推出兩款 40V 低壓 GaN 器件產(chǎn)品,具備低導(dǎo)通電阻、大電流承載能力,同時(shí)采用超小型 WLCSP 封裝。英嘉通這款產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于高壓側(cè)負(fù)荷開關(guān)、智能手機(jī) USB 端口過壓保護(hù)、多電源系統(tǒng)開關(guān)電路等場景。
英嘉通 40V GaN 器件完成了 500h 的 HTGB 高溫柵偏可靠性測試,測試全程零失效,器件關(guān)鍵參數(shù)沒有出現(xiàn)明顯漂移。產(chǎn)品工藝成熟、一致性好,可滿足工業(yè)、服務(wù)器等場景的高可靠長期運(yùn)行要求。
在 100V 電壓平臺上,英嘉通 GaN HEMT 對比傳統(tǒng)硅 MOS 優(yōu)勢突出,比導(dǎo)通電阻僅為硅器件的 70%,Ron*Qoss、Ron*Qg 等關(guān)鍵 FOM 值大幅優(yōu)化,開關(guān)損耗更低、高頻適配能力更強(qiáng),整體性能處于行業(yè)較高水平。
英嘉通全系 100V GaN 器件均通過 HTRB、HTGB、bHAST 等多項(xiàng)行業(yè)嚴(yán)苛可靠性認(rèn)證,器件擊穿耐壓、柵極耐壓、介質(zhì)耐壓等指標(biāo)全部達(dá)標(biāo),產(chǎn)品穩(wěn)定性和批量可靠性都有充分保障。
當(dāng)下 AI 服務(wù)器算力需求持續(xù)爆發(fā),對電源功率密度、轉(zhuǎn)換效率、工作可靠性都提出了更高要求,傳統(tǒng)硅基器件已經(jīng)逐步逼近物理性能極限。SiC 與 GaN 作為寬禁帶核心材料,正在成為服務(wù)器電源架構(gòu)革新的關(guān)鍵支撐。
英嘉通現(xiàn)已完成 SiC+GaN 完整第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品矩陣布局,SiC 主打高壓高效場景,GaN 聚焦高頻高密應(yīng)用;同時(shí)公司也在前瞻布局 SiC JFET 技術(shù)研發(fā),未來將持續(xù)為 AI 服務(wù)器、光伏儲(chǔ)能、工業(yè)電源、高端快充等領(lǐng)域,提供高性能、高可靠的功率器件解決方案。
想要了解公司更多詳情與產(chǎn)品,可登錄官網(wǎng):https://www.ingacom-semi.com。英嘉通目前在蘇州、深圳兩地均設(shè)有辦公及研發(fā)場地,始終秉持求同、高效、務(wù)實(shí)、創(chuàng)新的企業(yè)理念,專注為客戶提供高品質(zhì)第三代半導(dǎo)體功率器件與技術(shù)服務(wù)。
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