東芝電子元件及存儲裝置株式會社近日宣布,開始提供1200V溝槽柵SiC MOSFET——"TW007D120E"的測試樣品出貨。這款面向下一代AI數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)、同時兼容可再生能源設(shè)備的功率器件,正是為應(yīng)對生成式AI爆發(fā)帶來的功耗飆升而量身打造。在AI服務(wù)器加速向800V高壓直流(HVDC)架構(gòu)遷移的當(dāng)下,東芝以1200V耐壓等級搶先卡位,為電源系統(tǒng)的效率提升與小型化提供了關(guān)鍵器件支撐。
當(dāng)NVIDIA B200單卡功耗突破1000W、整機(jī)柜功率直逼120kW,傳統(tǒng)48V低壓供電架構(gòu)已被逼到物理極限。電流過大導(dǎo)致線損劇增、銅纜笨重、轉(zhuǎn)換效率下滑,整個供電鏈路的瓶頸從算力端轉(zhuǎn)移到了電源端。
行業(yè)共識已經(jīng)形成:AI數(shù)據(jù)中心必須從48V向400V乃至800V高壓直流遷移。更高的母線電壓意味著更低的電流、更小的線纜截面、更少的轉(zhuǎn)換級數(shù),從而在同等功率下實現(xiàn)更高效率和更小體積。微軟、谷歌、Meta等云巨頭的最新數(shù)據(jù)中心設(shè)計,均已明確采用800V HVDC架構(gòu)。
但800V架構(gòu)對功率器件提出了全新要求:耐壓等級必須覆蓋800V以上,同時還要兼顧低導(dǎo)通電阻、快開關(guān)速度和高可靠性。傳統(tǒng)硅基IGBT在800V以上場景中開關(guān)損耗急劇上升,已無法滿足新一代電源對效率和功率密度的雙重苛求。SiC MOSFET成為唯一可行的替代方案,而1200V耐壓等級則為系統(tǒng)設(shè)計留出了充足的安全裕量。
東芝此次推出的TW007D120E,核心亮點在于兩個關(guān)鍵詞:溝槽柵結(jié)構(gòu)和1200V耐壓。
溝槽柵(Trench Gate)是當(dāng)前SiC MOSFET的主流技術(shù)路線,相比平面柵結(jié)構(gòu),溝槽柵具有更低的導(dǎo)通電阻和更優(yōu)的短路耐受能力。東芝在溝槽柵工藝上積累深厚,TW007D120E在1200V耐壓下仍能保持較低的RDS(on),這意味著在大電流工作狀態(tài)下,器件自身的導(dǎo)通損耗更小,電源系統(tǒng)的整體轉(zhuǎn)換效率更高。
選擇1200V而非750V或900V,是東芝對AI數(shù)據(jù)中心電壓趨勢的精準(zhǔn)判斷。800V HVDC母線在瞬態(tài)工況下可能出現(xiàn)電壓尖峰,1200V耐壓提供了約50%的安全裕量,使電源設(shè)計無需額外增加鉗位電路,簡化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的同時提升了系統(tǒng)可靠性。
TW007D120E的應(yīng)用場景并不局限于AI數(shù)據(jù)中心。東芝明確指出,該產(chǎn)品同樣適用于可再生能源相關(guān)設(shè)備。
在光伏逆變器和儲能變流器中,SiC MOSFET正在快速替代硅基IGBT。1200V耐壓恰好覆蓋了主流光伏逆變器的直流母線電壓范圍(通常在600V至1000V之間),配合SiC的高頻特性,可顯著提升逆變器的轉(zhuǎn)換效率并縮小無源器件體積。
這意味著TW007D120E有潛力在AI數(shù)據(jù)中心和新能源兩大賽道同時放量。對東芝而言,這不僅是一款產(chǎn)品的發(fā)布,更是其SiC功率器件平臺向高電壓、大電流應(yīng)用場景的一次戰(zhàn)略性延伸。
AI算力的競爭,表面是GPU的競爭,底層是整個供電體系的競爭。從48V到800V,從硅基到SiC,從750V到1200V,每一次電壓等級的躍升,都在倒逼功率器件的技術(shù)迭代。東芝TW007D120E的發(fā)布,本質(zhì)上是在回答一個問題:下一代AI數(shù)據(jù)中心的電源,需要一顆什么樣的SiC MOSFET?答案是——更高耐壓、更低損耗、更強(qiáng)裕量。在800V HVDC架構(gòu)全面鋪開之前,誰先拿出1200V的成熟方案,誰就能在AI電源的供應(yīng)鏈中占據(jù)主動。
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