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报告概述

本报告聚焦AI数据中心供电架构因功率密度跃升而面临的升级需求，系统分析了传统低压供电的瓶颈，并阐述了向800V DC架构演进的必要性。报告将演进过程划分为四个阶段，详细探讨了各阶段中功率半导体的配置变化，特别是SiC和GaN宽禁带器件的分工与增量机会。通过梳理主流厂商的参考设计方案，报告提供了功率器件用量的定量估算，并指出了上游材料、代工及器件领域的相关标的。对于关注数据中心基础设施升级和功率半导体投资机遇的读者，本报告提供了清晰的产业图景和前瞻性判断。

报告的核心结论

功率密度升级倒逼数据中心供电架构向800V DC演进

AI机柜功率从10kW级跃升至百千瓦乃至兆瓦级，传统54V低压供电在铜耗、空间占用和转换效率方面遭遇物理极限。提高电压至800V可等比例降低电流，减少电阻损耗和线缆需求，同时便于储能接入，是下一代数智算中心的必然选择。

AC/DC与DC/DC解耦推动SiC与GaN分工明确

800V DC架构将传统PSU的AC/DC功能移至侧边柜，计算机柜内仅保留DC/DC降压。SiC凭借高压大功率和低损耗特性适用于Power Rack侧的AC/DC转换；GaN因高频低损耗特性更适合IT Rack侧的DC/DC，有助于缩小电源体积、提升算力密度。这一分工已获ROHM、Navitas等主流厂商背书。

800V DC架构将分四阶段渐进落地，功率半导体需求逐步释放

第一阶段（2026-2027年）采用Sidecar方案，增量主要于PFC、LLC和高压BBU；第二阶段（2027-2028年）板载DC/DC下沉至计算节点，GaN渗透加速；第三阶段整流集中上移至灰区，中央整流器与直流保护系统带动IGBT/SiC需求；第四阶段SST直连中压电网，SiC与GaN级联路线并行。

宽禁带功率器件在AI数据中心领域成长空间打开

无论是英飞凌的SiC+GaN混合方案、ROHM的全SiC方案，还是Navitas的全GaN方案，均显示宽禁带器件在800V DC架构中的核心地位。单MW级功率需求即对应数百颗SiC或GaN器件，随着部署规模扩大，上游材料、代工及器件供应商将显著受益。

报告回答的关键问题

为什么AI数据中心需要升级到800V DC架构？

传统54V供电在机柜功率超过200kW后，线缆损耗和空间占用达到物理极限。提高电压至800V可降低电流，减少电阻损耗，节省铜排和连接器空间，同时减少AC/DC转换层级，便于接入储能和直流能源。这是支撑下一代百千瓦级AI机柜的必要技术升级。

SiC和GaN在800V DC架构中如何分工？

SiC更适合Power Rack侧的大功率AC/DC，因其耐高压、大电流且效率高；GaN更适合IT Rack侧的高频DC/DC，因其开关速度快、损耗低，可缩小电源模块体积，为计算芯片腾出更多空间。这一分工已得到ROHM、Navitas等厂商的认可。

800V DC架构的落地分哪几个阶段？

第一阶段（2026-2027年）为Sidecar方案，AC/DC外移并新增高压BBU；第二阶段（2027-2028年）为板载DC/DC，Power Shelf下沉至计算刀片；第三阶段（2028-2029年）为集中整流，AC/DC上移至灰区；第四阶段为SST直连中压电网，远期目标。各阶段功率半导体用量和类型有所不同。

800V DC架构对功率器件用量有何具体影响？

以第一阶段为例，英飞凌30kW PFC模块单机使用12颗1200V SiC和6颗650V GaN，1MW约需612颗；Navitas 10kW LLC模块使用4颗650V GaN和16颗100V GaN。未来板载DC/DC和中央整流器将进一步拉动GaN和SiC需求，整体用量随功率密度提升而快速增长。

报告中的代表性数据

12颗1200V SiC, 6颗650V GaN

英飞凌30kW PFC模块单机功率器件数量

2026年，根据英飞凌30kW交错式T-Type Vienna PFC参考设计，单个30kW模块包含12颗1200V SiC MOSFET和6颗650V GaN双向开关，合计18颗主功率器件。按1MW Sidecar输出功率测算，约需34个模块，合计约408颗SiC和204颗GaN。

16颗150V GaN, 32颗40V GaN

EPC 6kW 800V-12V DC/DC方案功率器件数量

2026年，EPC与英伟达联合开发的6kW ISOP LLC方案，由8个750W子模块组成，每个子模块原边2颗150V GaN半桥，副边4颗40V GaN中心抽头同步整流，合计48颗GaN器件。

以上数据根据报告摘要整理，具体统计口径和数值请以完整报告原文为准。

完整报告包含什么

  • 完整市场数据与趋势图表：包括英伟达各代AI计算平台的机柜功耗演进图、电压与电流关系示意、空间占用对比等可视化数据。
  • 研究模型与评价维度：提出功率密度跃迁驱动供电架构重构的分析框架，并从效率、空间、转换层级等维度评价不同电压等级。
  • 服务商分层或厂商分析：详细梳理英飞凌、ROHM、Navitas、EPC、瑞萨等厂商的PFC、LLC、BBU及DC/DC参考设计方案，对比器件选型与用量。
  • 案例、方法、预测和选型框架：包含四阶段部署路径的详细说明、每阶段功率半导体增量测算方法，以及不同场景下的器件选型建议。
  • 上游材料及外延标的：列出天岳先进、天科合达（未上市）、芯联集成等供应商标的。
  • 功率器件与模块标的：涵盖斯达半导、士兰微、华润微、扬杰科技、东微半导、英诺赛科、时代电气、新洁能、宏微科技、捷捷微电等。
  • 风险提示：详细分析800V DC架构落地进度、宽禁带器件渗透率及技术路线不确定性、行业竞争加剧等风险。

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