照片人物:Power Integrations產品開發副總裁Roland Saint-Pierre
隨著 AI 算力需求的爆發式增長，資料中心的功率需求已從傳統的每機架100kW以下擴充到每機架1MW。為應對這一挑戰，高電壓直流 (HVDC) 配電將取代 AI 資料中心的傳統 54 V DC 電源架構。800VDC 高壓直流配電架構憑藉更有效率的電力轉換、更高的功率密度、更低的傳輸損耗，成為 Google、Meta、Microsoft 等廠商發起的開放運算計畫（OCP）及 NVIDIA 主推的下一代 AI 資料中心標準。
Power Integrations 推出的 1250V/1700V PowiGaN 氮化鎵技術，突破了傳統GaN技術的電壓限制。這些裝置採用獨特的共源共柵配置，將高電壓GaN HEMT與低壓矽MOSFET串聯，實現了有效的常關操作。這種設計無需 p 型 GaN 柵極層，從根源上避免了閾值電壓漂移問題，確保長期工作穩定性，同時具備遠超傳統器件的暫態過壓能力。1250V型號關斷狀態下漏電流在 2400V 以上仍保持穩定，1700V 型號則可耐受 2000V 以上高壓，確保了電力電子系統的安全運作，重新定義了高電壓電源轉換的技術邊界。
Power Integrations產品開發副總裁Roland Saint-Pierre指出，商用GaN裝置通常難以擴充到900V以上電壓，這使得1200V及以上的寬頻間隙功率應用長期以來只能依賴SiC切換開關。然而，與SiC相比，GaN技術能夠實現更高的切換頻率，為AI資料中心等應用提供更高的功率密度和效率。
Roland Saint-Pierre說明，傳統解決方案採用四個650V e-mode GaN裝置的雙串聯堆疊半橋配置，面臨輸入電壓不平衡、驅動設計複雜、傳導損耗增加等挑戰。相比之下，單個1250V PowiGaN切換開關顯著簡化了電源轉換器架構，同時大幅縮減電路板面積，為機架內更多運算資源騰出空間，完美適配 AI 資料中心高密度部署需求。而與1200V SiC MOSFET的關鍵參數比較中，1250V PowiGaN展現出明顯優勢包含Qoss從180nC降至140nC、閘極電荷從106nC降至45nC、關閉延遲時間從48ns縮短至15ns，這些改進使得PowiGaN能夠實現更高頻率的LLC操作。
Power Integrations推出的IMX2353F整合了1700V PowiGaN技術，專為HVDC AI資料中心的輔助電源需求設計。該裝置將一次側和二次側控制器、保護裝置、感測元件和安全額定回授機制整合到單一IC中，支援1000VDC輸入電壓。在實際測試中，使用IMX2353F的60W參考設計在1000V輸入和全功率下，溫度上升僅為22.3°C，展現了卓越的熱效能。
由於現代資料中心每個機架的電力需求不斷增加，HVDC 系統的趨勢是朝向 800 VDC 以上的電壓發展，1700V PowiGaN 將在更高功率等級的主功率轉換中發揮關鍵作用。Power Integrations 正與 NVIDIA 深度協作，加速 800VDC 電源架構的產業化落地。Power Integrations是目前批量生產高壓1250V與1700V GaN切換開關的唯一供應商，未來，將持續推進 PowiGaN 技術反覆運算，進一步優化導通電阻與切換性能，拓展在超高功率密度電源系統中的應用場景，為新一代AI運算基礎設施提供更高效、更可靠的功率核心。
