借助 6 kW、12 kW 及 20 kW 电源传输板，ST为 AI 数据中央提供 800 V HVDC

发布时间：2026-07-22 来历：转载 责任编纂：Lily

【导读】NVIDIA 近来将 ST 认定为 NVIDIA AI Factory MGX 生态体系的孝敬者。NVIDIA MGX 是一种模块化参考架构，可作为数百种 GPU、CPU、存储装备等组件的基础。患上益在两边的连续互助，ST 的 40 V、12 V 及 6 V 架构可帮忙打造高密度供电板卡，并将其用在 NVIDIA MGX 机架中。简朴来讲，NVIDIA MGX 经由过程提供一个工程师可以快速构建的基础，加快了 AI 数据中央的创立。跟着行业向 800 V HVDC AI 数据中央 迈进，这种协作将确保平稳而快速的过渡。（以上内容更新在2026 年 6 月 29 日）

NVIDIA 及 ST 将推出两款面向 800 VDC 架构的新型电源传输板，这些方案基在咱们于本博客文章中展示过的内容。第一款是 6 kW、850 kHz 的 LLC 转换器，采用与 2025 年所展示体系不异的 700 V GaN 功率晶体管。不外，这一较小型号于二次侧采用的是 40 V 低压 MOSFET，而不是 100 V GaN 器件，可将 800 V 转换为 12 V，实现 97.5% 的峰值效率及 2,500 W/in3 的功率密度。简而言之，它是 12 kW 体系的缩小版，省去了中间的 54 V 至 12 V 转换器。

第二款电源传输板是一款 20 kW、650 kHz 的八级叠层 LLC 转换器，低级侧采用 120 V GaN 器件，二次侧采用 25 V MOSFET。NVIDIA 将把它用在低功耗装备，由于它可将 800 V 输入转换为 6 V 输出，峰值效率到达 96.5%。只管其输出电压较着低在 6 kW 板卡，ST 仍旧连结了相近的功率效率程度。它将有助在为需要年夜电流但更偏好低电压供电轨的中间电源轨供电，以晋升效率，并为各种板卡及子体系中的 GPU、CPU 或者内存模块供电。 （以上内容更新在2026 年 3 月 17 日）

NVIDIA 已经验证 ST 的 12 kW 电源传输观点验证板，现实上已经进入出产测试阶段。这家 GPU 厂商甚至于由 Open Compute Project 构造的 OCP 2025 峰会上展示了由 ST 设计的完备原型。咱们还有将发布一份关在面向下一代 AI 数据中央的高密度电源传输解决方案白皮书，以帮忙工程师理解驱动咱们电源传输板的道理，以和咱们怎样实现云云高的功率密度。该文档涵盖拓扑布局、设计考量、宽禁带晶体管以和优化要领等诸多内容。（以上内容更新在2025 年 10 月 13 日）

本文原始发布时间为2025 年 6 月 13 日，如下为原文：

ST 是 NVIDIA 推出 800 V 机架内电源分配新规划的要害互助伙伴。

这患上益在 ST 的高密度电源传输板（PBD），它可于小型化形状中承载 12 kW 功率。依附 ST 于 SiC 及 GaN 功率技能、STGAP 硅嵌入式电气断绝 IP，以和咱们进步前辈的模仿及数字处置惩罚能力方面的最新进展，咱们正于为数据中央开启一个新时代。这使 NVIDIA 可以或许削减线缆体积并晋升效率。咱们的互助象征着，于数据中央汗青上，咱们初次可以或许以跨越 98% 的效率连续传输 12 kW 电力，并于 50 V 输出下实现跨越 2,600 W/in3 的功率密度。

NVIDIA 为何甚至会思量利用 800 V？

从头思索不成连续的模式

数十年来，依靠 48 V 电源分配体系的典型 15 kW 机架一直可以或许轻松满意数据中央于处置惩罚器、内存及存储方面的需求。然而，跟着 AI 的呈现以和依靠 GPU 的运用年夜范围发作、并需要重大的架构来实现极致并行性，体系架构师如今面对着设计功率需求介在 600 kW 到 1 MW 之间机架的挑战。不问可知，功耗的巨年夜增加需要一种全新的要领。举例来讲，若要以 48 V 传输 600 kW，将需要高达 12,500 A 的惊人电流！仅仅想象一下为应答此环境所需的电缆、母排及散热器尺寸，就足以让一些工程师“晕已往”。

瞻望电力分配的将来

800 V 是 AI 数据中央的一定选择

是以，最较着的解决方案是提高输入电压，以削减所需电流。这将主动显著削减线缆及母排的利用。它还有会削减交流电网与机架直流电源分配之间的转换步调。事实上，于另外一篇相干文章中，NVIDIA 认为转向 800 V 比拟当前的 54 V 体系可将效率晋升高达 5%。简而言之，于很多人存眷超年夜范围数据中央可连续性确当下，转向 800 V 是于满意更高 AI 立异技能需求的同时，显著晋升资源使用率的最好方式之一。

然而，挑战于在开发一种可以或许将 800 V 转换为中间母线、再由该母线天生 GPU 焦点电压的电源分配体系，同时还有要适配合用在办事器机架的紧凑形状。这里的空间限定至关主要，由于机架采用尺度尺寸。不幸的是，器件靠患上太近会加重电磁滋扰及散热治理问题。是以，工程师必需找到一种方案，于连结紧凑形状的同时应答这一显著更高的电压。800 V 体系还有需要一套全新的断绝与接地体系。一样，掩护机制及妨碍处置惩罚也会变患上彻底差别。NVIDIA 是以追求 ST 提供解决方案。

ST 怎样于 2,600 W/in3 的前提下实现 12 kW？

满意热插拔要求

为应答 800 V 机架固有的挑战并满意热插拔要求，咱们的团队设计了两个部门：热插拔掩护电路及功率转换器。第一部门采用咱们的 1,200 V 碳化硅（SiC）器件以和带有电气断绝功效的 BCD（BIPOLAR-CMOS-DMOS）节制器。2021 年，IEEE 认定 ST 为 BCD 系列硅工艺的发现者。BCD 可将模仿与数字元件相联合，有助在晋升电源治理解决方案的效率及靠得住性。一样，ST 于碳化硅器件方面拥有近 30 年的经验，而且是首批将其推广至电动汽车的厂商之一。是以，咱们过往的经验使咱们可以或许很好地应答这一新挑战。

优化低级侧

STGAP 器件

第二部门是 DC-DC 转换器，它将机架内的 800 V 转换为每一台办事器所需的 50 V。为了于云云小的空间内实现这一能力，ST 于低级侧采用了重叠半桥配置中的 650 V 氮化镓（GaN）晶体管，以和 STGAP 电气断绝栅极驱动器。患上益在其 3.4 eV 的宽禁带及 1,700 cm2/Vs 的电子迁徙率，GaN 具备怪异特征，可以或许实现较低的输出电容及更低的导通电阻，使其成为应答云云高频操作的抱负质料。

优化二次侧

于二次侧，ST 利用了较低电压的 GaN 晶体管（100 V）、低压栅极驱动器以和咱们的 STM32G4 微节制器。患上益在其分辩率低在 200 皮秒的按时器，该 MCU 可以或许实现与此类转换所需开关频率相匹配的高机能节制。一样，借助 STGAP 器件的能力，ST 可以将电源转换器的低级侧及二次侧彻底断绝，从而掩护其免受电磁滋扰及其他可能粉碎云云紧凑形状的异样事务影响。

将变压器拆分为两组各四个更小的变压器

除了了选择适合的器件外，ST 还有需要应答极为严苛的空间限定，这象征着必需缩小磁性器件尺寸。特别是 10 kV 断绝会占用原天职配给变压器的空间。为了削减变压器所用的磁性器件，咱们将传统更年夜的全桥拓扑分成两组并联事情的四个更小的整流全桥。经由过程将变压器分成两组，咱们可以削减进入磁芯的磁通量并分离散热。此外，经由过程利用这四个更小的全桥，咱们可以或许采用更小的铁氧体磁芯，从而缩小整个变压器的尺寸。

这份器件与拓扑方案清单充实证实了 ST 多年来堆集的深挚专业能力，也使咱们的解决方案独具特点。很多厂商不能不从其他供给商处采购这些部件，而咱们可以或许提供完备的一体化内部解决方案，这对于优化事情有着显著帮忙。这类新的 800 V 电源分配架构也凸显了紧凑封装、最小化寄生电感以和双面散热的主要性。简直，若器件采用较年夜且未优化的封装，这类小型化形状将不成能实现。然而，因为 ST 始终致力在以最小封装提供器件，咱们成了 NVIDIA 的主要互助伙伴。

从总体来看

业界正于摸索构建更高效超年夜范围 AI 基础举措措施的要领，但并不是所有人都于走统一条线路。例如，有些正于摸索 ±400 V 体系。依附咱们的专业能力及产物组合，咱们可以很是轻松地复用于功率转换器方面的事情，并适配差别的功率需求。素质上，ST 已经经可以或许办事所有但愿晋升其 AI 数据中央效率及可连续性的公司。

NVIDIA 的通知布告与互助具备主要意义。NVIDIA 已经经核准了咱们的观点验证，接下来咱们将着手制造这些板卡用在测试。这一里程碑彰显了互助怎样转变数据中央格式，并带来几年前还有不可思议的效率晋升。NVIDIA 的 800 V HVDC 架构与 ST 的电源分配板代表着数据中央的一个新时代。