没有电力就没有AI！功率半导体巨头英飞凌的AI供电7大预测

财联社12月24日讯（编辑 史正丞）北京时间周三午后，全球功率半导体龙头英飞凌近月发布的一份白皮书引发市场侧目。其中，英飞凌对未来AI数据供电技术路线图的预测格外引人关注。

作为背景，英飞凌正利用其技术优势拓展AI数据中心、机器人领域的前沿应用。眼下英飞凌正在与英伟达合作开发用于下一代AI机架的电力系统，其直流电压可以高达800V。

在题为《AI供电的未来——重新定义AI数据中心供电》的白皮书中，英飞凌就现代处理器、AI服务器机架和数据中心整体供电三方面，共提出7大预测。

预测一：垂直供电将成为现代处理器的关键技术

处理器方面，英飞凌表示随着GPU和TPU等AI处理器尺寸不断变大，其总电流消耗预计将在十年内攀升至10,000A。传统横向供电在“电流密度、损耗、空间上已不可持续”。因此，未来电能将通过主板，以垂直供电的方式传递至处理器背面。

预测二：服务器主板将采用高压直流供电架构

英飞凌认为，随着单个机架中GPU集群的规模不断扩大，单机架功率需求将很快突破1兆瓦，甚至更高。该白皮书预计，随着单机架功率达到200至250千瓦时后，既有的48V生态体系将转向高压直流供电，即800V或±400V架构。

这也意味着高压直流电需要在板级完成后续电压转换。未来的服务器主板也将需要配备更多功能模块，例如电子保险丝和热插拔模块等。

预测三：AI服务器机架功耗将超过1兆瓦（MW）

在面向万亿参数级超大规模AI模型的训练场景中，数千颗GPU需要在同一系统中以高度同步的方式运行，为降低通信延迟并提升系统效率，行业正不断推动在单个IT机架内集成更多算力节点。

英飞凌预计，随着服务器架构从传统托盘式设计向高密度刀片式形态演进，当单机架内部署多达数十台刀片服务器时，其总功率水平将在未来十年内突破1兆瓦。

在这一功率密度下，机架内部空间将成为关键约束因素。电源模块、储能单元及峰值电流补偿等功能将逐步从主机架中剥离，转移至侧柜或辅助机架，以释放空间并提升系统可扩展性。

预测四：电源架功率等级将突破100千瓦

随着AI服务器机架功率持续上升，业界传统的电源模块（PSU）标准也将难以为继。

英飞凌介绍称，相较传统上输出功率3千瓦和5.5千瓦、输出电压48V的电源模块，12千瓦PSU将成为新的基础单元。通过在电源架中高度集成多台高功率电源模块，单个电源架的输出能力将迈过100千瓦门槛，并为兆瓦级IT机架供电提供支撑。

同时，数据中心将逐步从单相PSU转向三相PSU，在侧柜中直接生成高压直流电。

预测五：新一代数据中心功率需求将迈向吉瓦级规模

英飞凌在白皮书中指出，当前新建的大型数据中心用电需求已普遍达到数百兆瓦水平，而在AI算力需求持续扩张的背景下，未来将出现专门服务于人工智能的“AI工厂”。在同一数据中心园区内，这类设施的整体功率需求将达到吉瓦级，甚至可能超过数吉瓦。

如此庞大的负载规模也将给电网稳定性和能源调度带来前所未有的挑战，将要求在供电体系中引入更强的瞬态负载缓冲能力与大规模储能系统。

预测六：配电体系将从交流系统转向直流微电网

当数据中心整体功率需求逼近吉瓦级时，传统以交流为核心、包含多级AC-DC和DC-AC转换的配电架构将因效率损耗和系统复杂性而难以持续。

英飞凌判断，未来AI数据中心将逐步采用以高压直流母线为核心的直流微电网架构，由中压交流电网集中整流并直接向服务器机架分配高压直流电能，从而显著减少转换级数并提升整体能效。

在这一体系中，固态变压器与固态断路器将成为关键基础设施，使“从电网到处理器核心”的全半导体供电链路成为可能。

预测七：可再生能源将成为支撑AI数据中心增长的关键

在AI驱动全球电力需求快速增长的背景下，英飞凌强调，数据中心已成为部分地区最大的用电主体之一，仅依赖化石能源将难以支撑AI的长期扩张。

英飞凌也精简地概括称：没有电力，就没有AI。

白皮书指出，未来AI数据中心必须在发电侧深度整合可再生能源与储能系统。超大规模数据中心运营商将通过投资本地自建发电设施，以及与公用电网签订购电协议（PPA），进一步整合其数据中心的可再生能源和电池储能系统。太阳能、风电与燃料电池将成为主导性可再生能源，并在未来十年及之后，在部分地区逐步引入地热能。

另外，核电和小型模块化反应堆则可能在更长期提供稳定的零碳电力。非可再生能源（例如天然气）也将在满足AI能耗需求方面发挥一定作用。