NVIDIA Selects Navitas to Collaborate on Next Generation 800V HVDC Architecture

• Navitas Semiconductor 宣布與 NVIDIA 合作，針對其下一代 800 V HVDC 架構，以支持 “Kyber” 機架級系統為其 GPU 供電，例如 Rubin Ultra，這些系統由 GaNFast™ 和 GeneSiC™ 功率技術提供支持。
• " 現代人工智慧數據中心需要數吉瓦 (GW) 的電力來滿足日益增長的人工智慧計算需求。
• Nvidia 的方法是使用固態變壓器 (SST) 和工業級整流器，將 13.8 kV 的交流電網電力直接轉換為 800 V 的高壓直流電 (HVDC)，消除幾個交流/直流和直流/直流的轉換步驟，最大化效率和可靠性。
• 由於 800V HVDC 的高電壓水平，銅線的厚度可以減少多達 45%，這是因為 I2R 損耗，在相同的功率下可以以更高的電壓和較低的電流來傳輸。
• 使用傳統的 54V 直流系統，為 1MW 機架供電需要超過 200 公斤的銅，這對於具有 GW 功率需求的下一代 AI 數據中心來說並不可持續。
• 800V HVDC 直接為 IT 機架供電 (消除了額外 AC-DC 轉換器的需求)，並通過 DC-DC 轉換器轉換為較低的電壓，以驅動 GPU，例如 Rubin Ultra。
• Navitas 是一家在 AI 數據中心解決方案方面的領先企業，利用 GaN 和 SiC 技術。
• 高功率 GaNSafe™ 電源 IC 集成了控制、驅動、感測和關鍵保護功能，實現了前所未有的可靠性和穩健性。
• GaNSafe 是全球最安全的 GaN，具備短路保護 (最大延遲 350ns)、所有引腳的 2kV ESD 保護、消除負閘驅動以及可編程的斜率控制。
• 所有這些功能都通過 4 個引腳進行控制，使封裝可以像離散 GaN FET 一樣處理，無需 VCC 引腳。
• 此外，Navitas 提供一系列中壓 (80-120V) GaN 裝置，這些裝置已針對次級側 DC-DC 轉換進行優化，提供高速、高效率和小型化，適用於輸出為 48V-54V 的 AI 數據中心 PSU。"

納微半導體與 NVIDIA 合作

• 納微半導體 (Navitas) 的氮化鎵 (GaN) 和碳化矽 (SiC) 技術獲 NVIDIA 選用，以支援其下一代 800V 高壓直流 (HVDC) 資料中心電源架構。
• 此架構將為 NVIDIA 的 GPU (如 Rubin Ultra) 提供動力，支援兆瓦級 IT 機架。

新一代資料中心電源需求

• 現有資料中心架構：54V 機架內配電，限制在數百千瓦，需要笨重銅匯流排。
• NVIDIA 的目標：直接將 13.8 kV 交流電轉換為 800V 高壓直流電，省去多個轉換步驟，提高效率和可靠性。

800V HVDC 優勢

• 提高端到端電源效率高達 5%。
• 維護成本降低 70% (減少電源供應器故障)。
• 降低散熱成本。
• 銅線厚度可減少高達 45%，降低 I2R 損耗，減少銅用量。
• 支援兆瓦級機架，應對 AI 資料中心龐大的電力需求。

納微的貢獻

• 高功率 GaNSafe 電源 IC：整合控制、驅動、感測和保護功能，具短路保護、ESD 保護、無負閘極驅動、可程式設計轉換速率控制。
• 中壓 GaN 元件：優化用於次級側直流 - 直流轉換，實現高速度、高效率、小尺寸。
• GeneSiC 碳化矽技術：專有「溝槽輔助平面」技術，提供領先的溫度性能，實現高速、低溫運行，壽命比其他供應商產品長 3 倍。
• SiC 技術電壓範圍廣，從 650V 到 6.5kV，已應用於兆瓦級儲能和電網逆變器。

納微在 AI 資料中心的實績

• 2023 年 8 月：推出 3.2 kW CRPS，尺寸比同類矽方案小 40%。
• 隨後：推出世界最高功率密度 4.5 kW CRPS，功率密度達 137 W/in³，效率超過 97%。
• 2024 年 11 月：發布世界首款 8.5 kW AI 資料中心電源供應器，由 GaN 和 SiC 驅動，效率達 98%，符合 ## OCP 和 ORv3 規範。
• 開發 IntelliWeave 數位控制技術：結合 GaNSafe 和 Gen 3-Fast SiC MOSFET，PFC 峰值效率達 99.3%，功耗降低 30%。
• 近期：在 Computex 展會和「AI Tech Night」活動上展示 12 kW 電源供應器。