5G+大数据双轮驱动！服务器电源市场高速增长 英飞凌碳化硅方案如何脱颖而出？

（电子发烧友网报道 文/章鹰）2021年8月，在Delta病毒引发全球疫情不断发展下，中国经济率先复苏并保持整体增长，中国政府率先围绕新一代信息技术等战略性新兴产业投资进一步提升。IDC预测，中国大数据市场在2021年整体规模超过110亿美元，且有望在2025年超过250亿美元。

随着5G商用步伐的加快和数字化转型的持续推进，更多的云端计算与边缘计算产生，因此对于服务器的部署需求持续上升。面向5G开启的万物互联时代，“云边端”将开启下一个十年。根据B2B分析机构MarketsandMarkets的数据，到2022年，边缘计算市场的价值将达到67.2亿美元，年复合增长率35.4%。

腾讯PCG技术运营部总经理刘昕对媒体表示，5G时代对于服务器的需求是对数据中心需求产生变化，云计算推动超大型数据中心发展，5G结合边缘计算将推动模块化、低成本、低功耗数据中心技术发展。
 

 图：英飞凌科技电源与传感系统事业部应用市场总监  谢东哲
 

“从质的角度来看，服务器功耗及功率密度的上升，对于半导体元器件的规格提出了更高要求，需求量也会同步增加。因此次世代材料与封装工艺将是新的需求与挑战；其次，在更多数据产生的同时，会有许多人工智能的应用兴起。为了将数据有效化，使得人工智能不论是使用服务器或是独立硬件加速，每单位的电源需求更是会超过传统服务器。这些都对未来服务器电源市场有着很大的促进作用。” 英飞凌科技电源与传感系统事业部应用市场总监谢东哲对记者表示，服务器电源市场在整体需求的推动下也在全面起飞。

在整体行业绿色节能发展背景下，高密度场景应用需求、能耗、资源整合等多方面的挑战给当前的数据中心产业提出更高的要求，因此在市场需求推动下，服务器电源被要求更加节能环保，更加催生对数字化、智能化服务器电源的需求。英飞凌作为全球服务器电源市场的领导者之一，他们带来了哪些先进的解决方案来破解服务器电源市场的需求呢？谢东哲给我们带来了详细的解读。
 

边缘服务器电源两大设计挑战，英飞凌第三代半导体方案解决痛点问题

在边缘计算中，浪潮、华为、联想等服务器厂商有着采用各式平台的可能与弹性，从电源管理的角度，也有着多元化的发展。比如Lenovo ThinkSystem SE350 Edge Server 的解决方案也很有弹性，搭配最多 16 核心的 Xeon D 高效处理器、采用 1U 高度、半宽的机柜标准尺寸，体积只比笔记本电脑大一些。 目前是用4G LTE 通讯协议。 为了轻巧方便，电源采用240W 12V Adapter ， 但是如果加上1 张 NVidia T4 GPU 加速卡时， 就会改用 -48V DC 350W的通信电源 。
 

在大型的开放标准中，英飞凌看到主要是基于Intel的平台、Xeon服务器等级的处理器在软件和应用平台上有着最大的适配性。我们也有看到Skylake-D、Icelake-D的低功耗平台，较小的电源功耗有助于尺寸的缩小，也有助于较大量的部署，更小的Skylake Y/U line可以做到无风扇的机种。 也因此，电源供应器也存在许多种的变化，标准服务器CRPS电源供应器适合标准的机箱。对于边缘服务器较短的机箱或是定制的外型，电源供应器便无法有一个统一的标准；至于一些小的功耗服务器和工业电脑的产品上，外接式电源更是最常见的设计。
 

“随着边缘计算的蓬勃发展，电源设计带来两大挑战。边缘计算的环境和硬件的尺寸，不同于传统数据中心内稳定的环境，对于电源效率、功率密度以及可靠性，都有着不同的考量。一些新材料像是宽禁带半导体的优势，可以让厂商在设计上更容易满足客户的要求。传统服务器中累积的可靠性经验，也有助于厂商在选择上，可以得到更好的设计余裕，让产品的可靠性在边缘场景中有更一步的保障。” 谢东哲分析说。“更多的贴片型包装（SMD）和双面散热的设计，助力更好的产品设计效果。更重要的是，在客户终端产品的生命周期中，产品的质量扮演绝对重要的角色，尤其对于一年365天24小时不停机的服务器产业。”
 

由于全球服务器电源需要加速提升工作效率，所以各种无桥（式整流）功因校正的电路兴起，以达到最高的转换效率。而此时SiC（碳化硅）MOSFET则是最佳选择.。英飞凌提供各种包装的低导通电阻SiC MOSFET，而且不需要用负压关断导通，这样不但节省成本与空间，还可大幅提高产品的长期可靠度与使用年限。
 

现在，大部分客户使用标准型的服务器，为了能支持人工智能，多数边缘数据中心（Edge Data Center）会选用的会是体积小又高效能的服务器安装在半柜、甚至更小的机柜里。 而此时的电源供应器的大小、效率跟散热就成为设计的重点。 电源供应器要小就必须充分利用表面黏着组件（SMD） ，但是通常SMD组件的散热面积有限，散热相对困难，此时就必须谨慎选择低切换损耗以及低导通损耗的组件来提高效率与减少散热面积。
 

英飞凌科技公司更新了其SiC MOSFET产品线，推出了650V 的 CoolSiC MOSFET器件。该全新的CoolSiC MOSFET可以满足服务器、电信和工业SMPS、太阳能系统、能源存储和电池化成、不间断电源、电机控制和驱动，以及电动汽车充电桩在内的大量应用与日俱增的能效、功率密度和可靠性的需求。
 

英飞凌在电源管理解决方案的许多方面都处于一个领先的地位，即便在服务器电源，也耕耘了数十年。在交换式电源供应器上，英飞凌除了领导业界二十多年的 CoolMOS 之外， 也为服务器电源开发了领导市场的宽禁带半导体CoolSiC （SiC MOSFET）和CoolGaN （GaN Hemfet），提供出色的能源效率和密度以及耐热。而英飞凌的CoolMOS 、 CoolSiC 与 CoolGaN 提供业界出色的低切换损耗以及低导通损耗的表面黏着组件，帮助客户缩小电源体积，提高功率密度以及提高效率。 在主板的直流电源转换领域，英飞凌也有许多卓越的解决方案，以及丰富的数字电源经验。朔本追源，来自同一家的Primarion与合并自International Rectifier的CHiL，以及英飞凌优越性能OptiMOS打造的Powerstage，持续大量供应一线的服务器客户们，在365天不中断服务的服务器中，以能源效率和品质可靠性兼备， 赢得客户的信赖与使用。
 

英飞凌持续在服务器、电信与网通以及高级消费电子端的直流转换电源解决方案领域精进研发。对于市场的需求，公司加大奥地利的12寸晶圆厂的投资来积极响应。英飞凌科技电源与传感系统事业部应用市场总监谢东哲指出，随着今年奥地利12寸晶圆厂启用，英飞凌能够满足更多客户对于功率半导体的需求。

本文为原创文章，作者章鹰，微信号zy1052625525，转载请注明以上来源。如需入群交流，请添加微信elecfans999，投稿发邮件到[e-mail].