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功率半導體搶攻800VDC藍海,輝達開放運算計畫生態圈大擴張

產業評析   2025/10/27

開放運算計畫(OCP)全球高峰會作為開源社群重要的指標峰會,由AI巨頭輝達(Nvidia)公布的生態系夥伴名單引發各界高度關注,最早在2021年,輝達首次開源Triton伺服器以來,OCP成員便連年成長,今年再推出Vera Rubin NVL144 MGX,已有超過50家MGX夥伴支持。

今年5月,電力生態系還僅有14家,10月的合作陣容已翻倍成長達29家,這份名單裡,ADI、英飛凌(Infineon)、納微(Navitas)、德州儀器(TI)、安森美等國際半導體大咖齊聚一堂,另外則是電源系統商ABB、Eaton、GE Vernova、Heron Power、日立能源、三菱電機、施耐德電氣等,幾乎為歐美日大廠所包辦,輝達不僅展現擴大電力生態系的布局,更進一步開放NVLink Fusion成員。

NV Link為1種高速點對點的互聯技術,提供比PCIe高出數倍的帶寬,與CUDA並列為輝達兩大重要護城河,在今年5月的國際電腦展期間,將NV Link這項「秘密武器」授權給聯發科(2454)、世芯KY(3661)、高通、Marvell等大廠,允許第三方的CPU、ASIC或AI加速器跟自身的GPU/CPU連接,OCP峰會上,除了宣布近期入股的英特爾(Intel)上車之外,三星(Samsung)也順勢成為客製化IC夥伴,顯然NV Link授權強化了整個生態系的黏著度。

那麼,這些國際大廠究竟有什麼本事能獲得輝達青睞?先看看汽車晶片霸主英飛凌。這家公司原本在車用握有3成市占,車用晶片生意不太好做,導致去年相關業績衰退,不過英飛凌早就看準AI資料中心這塊大餅,執行長更直接喊話:25財政年度AI業務要成長1倍,2年內目標衝上十億歐元。

為了避免AI機櫃在維護時的停機風險,英飛凌首創的「SiC熱插拔控制器」,允許在帶電的800VDC機架內安全更換伺服器主機板,並且採用CoolSiC JFET技術,使更換過程不會中斷機架內的操作。另外也新推出整合蕭特基二極體的GaN電晶體「CoolGaN G5」,適用於伺服器和電信中間匯流排轉換器(IBC)、DC to DC轉換器、PSU等應用場景。今年英飛凌在《GaN功率半導體預測報告》指出,氮化鎵(GaN)技術成為AI機櫃省電的關鍵。

納微半導體則專注於新世代電源架構技術突破,整合式GaN功率IC包含驅動器、保護與感測功能,簡化了設計並提升可靠性。GeneSiC技術提供電壓範圍從650V到6500V,已應用於多個兆瓦級儲能和併網逆變器項目,甚至是美國能源部(DoE)的高度合作。而GaNFast/GaNSafe元件用於IT機架內的DC to DC轉換,能取代矽MOSFET實現更高的開關頻率,這些技術已用於改進輝達最新的Kyber機櫃,克服目前54V櫃內供電難以應付200KW以上電力需求的限制,以因應與日俱增的推論需求。

意法半導體憑藉在車用與工業領域的深厚經驗,快速切入AI資料中心市場,特別在高壓開關與電源管理IC領域,意法的車用800V平台的可靠性驗證可直接移植到資料中心。而今年意法更開發了一款緊湊型12KW電力傳輸板,其大小約1部智能手機,這款氮化鎵的LLC轉換器已成功完成測試。

值得留意的是,輝達的主題演講中,英諾賽科(02577.HK)是被重點展示的公司,優勢是可提供從800V輸入到1V GPU輸出的GaN解決方案,股價也因此受到激勵。除此之外,ABB也加入了電源系統整合商,外界看好擅長高壓直流(HVDC)與智慧電網管理的ABB,將幫助輝達強化電力輸送環節的技術整合能力,而23年收購ABB旗下電源轉換部門的康舒(6282)可望因此沾光。

這些國際IDM大廠的共同策略是:把研發火力全開在SiC和GaN等新材料上,而台廠的機會,就是當這些Tier 1大廠投入在SiC/GaN發展,對於既有的矽基產品,有更多發揮的空間。

電源架構的快速進化,從傳統的12V系統跳到48V,現在輝達更直接力推800V直流電架構。這就像道路升級成快速道路,再進化成高速公路,每一次升級都是為了更快、更有效率地輸送電力。

這波升級浪潮再往下看,首先影響到功率元件的二極體。以前伺服器用的整流二極體額定電流大約20到30安培就夠了,現在AI伺服器因為功耗暴增,需要40到60安培甚至更高規格的產品。蕭特基二極體則因為「導通壓降」特別低,電力通過時阻力較小,在AI伺服器電源模組裡越來越受歡迎。另一方面,MOSFET具有消耗功率低、發熱量小及快速切換功能,AI機櫃的電源系統對MOSFET要求同步提升,而使用SiC MOSFET取代IGBT元件後,可進一步降低損耗達80%以上。

導線架則在這些功率元件的封裝中,充當了至關重要的角色。順德(2351)過去以車用、消費性及工業為主,去年開闢AI伺服器產品線,包括PSU、GPU穩壓器或電源供應器所需的零部件。大客戶英飛凌將順德定位為AI電源架構首位開發夥伴,憑藉DPAK、QDPAK等導線架切入AI與車用1200V電源解決方案,逐步挹注營運動能。公司斥資14億元將舊廠房翻新,預計28年完工,將聚焦於散熱與IGBT、均熱片應用,法人預期AI業務營收比重將從目前1%、28年上看10%。

強茂(2481)在功率半導體界屬於台廠老大哥,專做二極體和MOSFET等功率元件,從整流二極體、蕭特基二極體到各式MOSFET應有盡有,MOSFET占比3成、蕭特基二極體約2成,而同業的朋程(8255)自去年亦成立Power Devices事業部,專注投入GaN/SiC元件開發。

強茂是台灣唯一功率元件「從設計到封裝」都有布局的IDM廠,而持股3成的虹冠電(3257)則是台灣唯一主動式AC to DC類比IC公司,目前也積極強化DC to DC的整合技術。近年,強茂從在AI伺服器領域逐步從供應二極體擴增至高壓MOSFET,已先從低壓差線性穩壓器(LDO)切入GB200供應,在次代機櫃GB300可望吃到更多訂單,公司亦積極開發高壓SiC元件與超接合面/溝槽式MOSFET等高階元件商機,而近期在中國安世半導體出口受限的背景下,產品線有重疊,強茂在中國出貨比重高達5成,法人認為可望迎來轉單契機。

相比於國際IDM、強茂往SiC、GaN高階元件推進,台半(5425)以保護元件在AI機櫃的切入。業界指出,1個機櫃至少需要6到12顆保護元件,TVS、ESD等毛利率優於傳統標準二極體,過去這些像是暫態電壓抑制器(TVS)、靜電保護元件(ESD)都由大廠壟斷,今年起公司也採取較低毛利產品外包的模式,逐步增加高壓產品,有利於產品結構轉型。

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