SysPro電力電子技術-技術前瞻
SysPro電力電子技術 | 參考來源：Infineon/SysPro
這篇我們聚焦于：AI服務器的近芯供電。
準確地講，這篇我們不在于再次證明AI服務器功率變大，而在于：AI服務器是如何把供電瓶頸一路追到處理器核心附近？
從PSU、IBC、二級VR，到側邊供電、背面供電、垂直供電和封裝附近供電，真正的問題是：當GPU電流超過1000A以后，傳統橫向PDN還能不能繼續撐住。
結論很直接：VPD不是一個漂亮概念，而是高電流AI處理器繼續提高功率密度時繞不開的系統重構。
先給結論
我們聊過很多AI供電的話題。但是，AI數據中心的電源話題，表面上看是從48V走向HVDC、從機柜走向側柜，但在芯片板級真正變難的是最后一段：從電壓調節器到GPU核心。
圖片來源：Infineon Technologies
這背后我們面對問題得很硬：隨著AI處理器電流繼續上升，PDN損耗會以幾何方式放大，并最終變成熱限制。也就是說，不是電源做不出功率，而是損耗產生的熱會吃掉計算能力？這次是問題的核心。
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為什么VPD會變成必選項
傳統側邊供電的優點是成本低、生態成熟、質量記錄好，但高電流路徑長，PDN阻抗大。當GPU電流超過850到1000A時，離散側邊方案的PDN損耗可能超過100W。
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側邊模塊，能把更多電流源靠近處理器，邊界可以推到1100到1350A；背面側向模塊，進一步縮短高電流路徑，可以推到更高電流。但真正的垂直供電，是把VR放到處理器陰影區域內，讓電流路徑盡可能短。
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技術路線怎么看
比較合理的技術路線不是一步跳到封裝內，而是模塊代際推進：第一代側邊模塊，第二代背面側向模塊，第三代面向垂直供電的四相模塊。
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重點想提下后兩代。
以英飛凌方案為例：第二代模塊，尺寸更小、焊點更少、熱阻更低；第三代模塊則把四相結構、雙輸出可能性和大量0402 MLCC集成到10x9mm封裝里。這個方向本質上是在用模塊化壓縮電流路徑和無源器件距離。
但VPD不是只把東西放到背面這么簡單。它要求更高功率密度、更好的熱移除、更快瞬態響應，也會帶來磁件、基板、封裝、冷卻和制造的聯動變化。
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工程取舍在哪里
VPD的最大收益是：降低PDN損耗、改善瞬態響應、釋放更高GPU功率。但它的代價也很明確：系統熱機械要重新設計，模塊熱SOA要重新確認，母板和封裝附近的裝配工藝也要跟著變化。
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熱的評估是我們再做開發必不可少的、也有現實意義。
舉個例子：假設冷板入口40攝氏度、冷板60攝氏度、TIM接觸70攝氏度，模塊溫升約25.5攝氏度，最終芯片結溫接近95.5攝氏度。也就是說，VPD的電氣收益必須被熱設計接住。
小結一下
最后兩句話總結下：
短期看，AI服務器近芯供電會經歷側邊模塊、背面側向模塊、垂直模塊的連續演進
長期看，BVM、MiVR和SiVR會繼續把電源往主板、封裝甚至基板內部推
因此，48V和HVDC解決的是：機柜和中間母線問題，VPD解決的是“”Core附近的最后一厘米問題。AI電源系統的下一輪競爭，會同時發生在器件、模塊、熱、PCB和封裝接口上。
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?? 延伸閱讀與參考說明
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