生成式AI大行其道，AI伺服器的耗電量也開始受到嚴格檢視。對伺服器電源系統而言，如何提高能源轉換效率與功率密度，一直都是最主要的設計挑戰，但傳統矽MOSFET已經很難再有顯著突破。為協助伺服器電源系統開發者進一步提高功率密度與轉換效率，德州儀器(TI)近日發表新款基於氮化鎵(GaN)技術，而且鎖定的是其他GaN供應商較少著墨的中電壓(100V)應用。
德州儀器台灣系統應用工程師黃文鴻表示，為了讓伺服器具備更強大的運算效能，伺服器內搭載的處理器耗電量正在不斷攀升，因此伺服器電源設計者必須設法進一步提高功率密度並降低損耗，以滿足處理器對電源的需求。為了達成這點，業界已將電源供應器的輸出電壓拉高到48V以上，這意味著從電源供應器的二次側到系統的中間匯流排之間，已改成48V電壓架構。中間匯流排則會將電壓再降到12V，供應給主機板使用。
提高PSU的輸出電壓，能減少電力傳輸時的I2R損耗，但卻會增加矽MOSFET的驅動損耗跟重疊損耗，且幅度顯著。因此，業界需要新的技術方案來解決此一問題，中電壓GaN就是一個理想的方案。而在電源輸出改成48V後，在電源到伺服器負載之間，多了一次中間匯流排轉換，因此電源設計者必須盡可能提高中間匯流排的轉換效率，這也讓中電壓GaN元件有發揮的空間。
為了滿足電源設計者提高中電壓環節效率的要求，TI近期發表了專門針對100V應用設計的GaN功率級。藉由導入GaN元件，設計人員可以將中電壓應用的電源解決方案尺寸縮小40%以上，實現超過1.5kW/in3領先業界的功率密度。與矽基解決方案相比，新的產品組合還可降低切換功率損耗達50%，同時由於輸出電容和閘極驅動損耗較低，可實現高於98%的系統效率。
