算力基建背后,第三代半导体打开新增长空间

作者 | 发布日期 2026 年 09 月 28 日 10:15 | 分类 产业

提到碳化硅、氮化镓,多数人的第一反应仍是新能源汽车800V平台。但在产业一线,一个清晰的变化正在发生:AI数据中心的高压供电架构,正在成为宽禁带器件又一个重要市场。

随着大模型训练与推理需求持续增长,GPU单机柜功耗不断抬升,传统48V低压供电方案短板逐渐凸显。过去常规服务器机柜功率大多在10至15kW,而新一代AI高密度机柜功率可达百千瓦级别。功率提升带来的不只是散热难题,供电链路的能量损耗、设备体积、长期运行可靠性,都成为机房设计的现实约束。在此背景下,800V高压直流HVDC供电方案,被越来越多云厂商与电源供应商纳入新一代机房规划。

在这套新架构里,SiC和GaN承担的任务并不相同,二者更多是配合使用,而非互相竞争。

碳化硅适合高压大功率场景,承担机房前端的能量转换任务。800V母线电压,刚好匹配1200V等级SiC器件的工作区间,多用于市电整流、高压配电、固态变压器、直流保护断路器等设备。对比传统硅基功率器件,SiC耐高温、开关损耗更低,在长时间满负荷运行的机房场景,能够减少输电环节的电能损失,也能缩减电源设备的体积。

氮化镓则偏向高频、小型化的二次降压环节。在机柜内部、板载电源、GPU附近的次级转换电路,GaN依靠更高开关频率,缩小无源器件尺寸,提升功率密度,适配AI服务器紧凑的硬件布局。

很长一段时间,碳化硅的市场需求高度绑定新能源车行业,受整车订单、价格战影响,需求波动比较明显。AI算力基建属于持续多年的长线投入,给第三代半导体带来了一条独立于汽车之外的需求曲线。目前头部云厂商和电源企业,已经在新机型设计中采用SiC+GaN组合方案,相关器件处于试点导入阶段,还没有进入大规模普及。

落地节奏上,高压SiC器件先在机房前端大功率设备试用,GaN则在服务器板载电源先行渗透。后续成本下降的关键,取决于8英寸碳化硅衬底良率持续爬坡。只有材料端成本进一步下行,第三代半导体才会在数据中心供电系统里大范围铺开。

(集邦化合物半导体整理)

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