在OCP全球峰会上，英伟达将目光投向了千兆瓦级AI工厂的未来发展，不仅带来了一系列前沿技术与创新成果的集中展示，其中最引人瞩目的当属800V直流技术，这项技术正推动数据中心能源架构迈入全新阶段。
与传统的415V或480V交流三相系统相比，800V直流架构展现出显著优势。从物理传输层面来看，相同的铜电缆在800V直流环境下可传输超过150%的功率，以往单个机架供电所需的200公斤铜母线的使用量得以大幅降低，为客户节省数百万美元的成本投入。
在实际应用中，800V直流架构有效提升了系统的可扩展性，让数据中心能够从容应对持续增长的计算需求；其更高的能源转换效率减少了电力传输过程中的损耗，这恰好契合当下绿色节能的发展方向；同时，材料用量的减少优化了成本结构，并为数据中心带来更高的性能容量。实际上，电动汽车和太阳能行业早已因类似效益而采用了800V直流基础设施。如今，数据中心领域也迎来了这场技术革新的浪潮。
作为积极回应，富士康公布了专为800V直流打造的40兆瓦台湾高雄1号数据中心；CoreWeave、Lambda等20多家行业先锋也纷纷投身于800V直流数据中心的设计阵营。此外，Vertiv推出了可节省空间、降低成本和能耗的800V直流MGX参考架构，惠普宣布支持相关技术，共同完善800V直流生态系统布局。
目前，超过20家英伟达合作伙伴正在协助开发符合开放标准的机架服务器，为未来的千兆瓦级AI工厂建设提供有力支撑。
芯片供应商：亚德诺半导体、AOS、宜普电源转换、英飞凌、Innoscience、芯源系统、纳微半导体、安森美、Power Integrations、瑞萨、立锜科技、罗姆、意法半导体和德州仪器
电源系统组件供应商：BizLink、台达、伟创力、GE Vernova、领益科技、光宝科技和麦格米特
数据中心电源系统供应商：ABB、伊顿、GE Vernova、Heron Power、日立能源、三菱电机、施耐德电气、西门子和Vertiv
其中，来自中国大陆及台湾地区的合作伙伴数量可观，特别是英诺赛科成为本土芯片行业中唯一的合作企业，同时也有包括PI在内的多家新成员加入了这个快速发展的生态系统。
英诺赛科——唯一氮化镓IDM
作为业内唯一的全栈氮化镓供应商及领先的氮化镓IDM企业，英诺赛科是目前唯一实现1200V至15V氮化镓量产的公司，能够提供从800V到1V的全链路解决方案。这使得英诺赛科成为唯一有能力为所有转换阶段提供全GaN功率解决方案的供应商，从容应对未来架构为满足更高功率需求而进行的演变。
英诺赛科最新表示，基于48V电压的传统人工智能系统正面临严峻挑战——效率低下、铜耗过高，超过45%的总功耗消耗在散热环节。未来的人工智能集群如搭载超过500块GPU的机架若沿用传统PSU电源设计，将无法容纳计算单元。800+VDC架构正是支持系统从千瓦级跃升至兆瓦级的解决方案。
除了向800V机架电源过渡外，该架构还要求在800V至1V的电压转换过程中实现超高功率密度和超高效率。目前只有氮化镓功率器件能够同时满足这些严苛要求。
为满足800+VDC的功率密度要求，电源开关频率必须提升至近1MHz，从而缩小磁性元件和电容器的尺寸。现有架式电源的典型开关频率最高约为300kHz，若提升至1MHz可使磁芯尺寸缩减约50%。
英诺赛科第三代氮化镓技术具备决定性优势：
在800V输入侧，英诺赛科氮化镓与碳化硅相比，可在每个开关半周期内降低80%的驱动损耗和50%的开关损耗，从而实现整体功耗降低10%。
在54V输出端，仅需16颗英诺赛科氮化镓器件即可实现与32颗硅MOSFET相同的导通损耗，不仅将功率密度提升一倍，还使驱动损耗降低90%。
与现有架构中的硅MOSFET相比，800+VDC的低压电源转换阶段采用氮化镓材料可将开关损耗降低70%，并在相同体积内实现功率输出提升40%，大幅提升了功率密度。
基于氮化镓的低压功率级可扩展以支持更高功率的GPU型号，其动态响应得到提升，同时降低了电路板上的电容成本。
Power Integrations——业界唯一1700V氮化镓供应商
Power Integrations产品开发副总裁Roland Saint-Pierre表示：“随着人工智能对电力需求的持续增长，采用800VDC输入方案可简化机架设计、提高空间利用效率并减少铜材用量。随着机架电力需求的不断攀升，我们认为1250V和1700V PowiGaN器件是主电源和辅助电源的理想选择，它们能够满足800VDC数据中心所需的效率、可靠性和功率密度要求。”
Power Integrations推出的InnoMux2-EP IC，是专为800VDC数据中心辅助电源设计的独特解决方案。InnoMux-2器件内部集成的1700V PowiGaN开关支持1000VDC输入电压，其在液冷无风扇的800VDC架构中SR ZVS工作模式可为12V系统提供超过90.3%的效率。
目前市场上大部分制造商提供的商用器件通常具有低于200V的额定耐压，或其额定耐压介于600V至650V之间。在650V以上电压领域，仅有少数制造商推出了额定耐压为900V的GaN HEMT。基于硅衬底的商用GaN HEMT技术难以实现900V以上电压扩展，因为这需要极厚的缓冲层，从而带来显著的工艺挑战。因此，需要额定耐压1200V及以上宽禁带功率器件的应用一直受限于使用SiC开关器件。然而，与SiC相比，GaN能够实现更高的开关频率，在保持高效率的同时，为满足AI数据中心等应用日益增长的功效密度需求提供了可行路径。Power Integrations采用其专有PowiGaN技术制造的GaN HEMT具有独特优势，可在实际器件中实现极高额定耐压高达1700V，使其成为替代1200V SiC器件及更高电压成熟器件的理想选择。
为在800VDC母线应用中充分发挥GaN优势，通常会采用两个650V GaN器件进行串联堆叠的半桥结构，共计使用四个650V GaN器件。虽然这种堆叠拓扑结构可以在GaN所能达到的高频下工作，但它带来了若干挑战，包括控制复杂性增加、输入电压不平衡导致可靠性风险、占用空间增大以及导通损耗增加，从而导致效率降低和成本上升。相比之下，在此应用中采用1250V的PowiGaN功率变换器架构不仅简化拓扑结构，更能充分发挥GaN的特性——正是这些特性使其成为理想的高频功率开关。
利用1250V的PowiGaN共源共栅开关，电源设计人员可以非常放心地明确其设计可以工作于1000V的峰值VDS，同时满足行业80%降额标准的相关要求。对于工作峰值VDS超过1000V且高达1360V的应用场景，采用1700V PowiGaN共源共栅开关设计出更高效的电源方案。
上图显示了Power Integrations的共源共栅架构示意图。1250V/1700V GaN HEPMT是一款基于Power Integrations专有PowiGaN技术制造的常开、耗尽型器件。其与低压硅MOSFET串联，形成共源共栅结构以实现有效的常闭操作，这对电力电子系统的安全至关重要。耗尽型GaN器件被认为具有极高可靠性，因为它们无需p型GaN栅极层。因此，它们避免了阈值电压漂移及相关的不稳定问题，确保了长期稳定性。
PI对比了采用65V增强型GaN器件与1250V PowiGaN器件的800VDC、12.5V输出固定比的LLC拓扑结构对比。由于采用了快速开关的GaN器件，这两种方案都可以在800VDC输入下以超过500kHz的高频率进行工作。不过，对于650V堆叠拓扑结构，将带来若干挑战：
输入电压不平衡：正常工作期间的输入电压不平衡必须得到妥善控制。如果半桥之间出现不平衡，GaN器件两端的应力电压可能会超过预期的约400V。在这种较高的应力下，由于HEMPT的2DEG通道内的电流捕获效应，动态RDS退现将变得更加明显。这些限制凸显了在800VDC输入系统中采用650V增强型GaN堆叠结构时存在的可靠性与效率风险。
复杂驱动设计：堆叠拓扑结构还会增加设计复杂性，特别是在栅极驱动电路中，每个半桥都需要专用上管驱动器及隔离偏置电源，这进一步增加了系统成本、占用空间和设计负担。
效率较低且成本较高：采用具有相似RDS的GaN器件时，与1250V PowiGaN单管半桥拓扑结构相比，堆叠拓扑结构会产生更高的导通损耗。这意味着1250V PowiGaN设计可采用RDS值高出2倍的器件，同时仍能实现相同的整体效率和损耗特性。
另外，与具有近似RDS的1200V SiC MOS相比，1250V PowiGaN可以实现更高频率的LLC，从而实现更高的开关密度。
德州仪器——最全的产品组合
针对800V电源转换架构，德州仪器可以提供氮化镓功率级、数字电源控制器、多相降压稳压器、DC/DC负载点转换器、热插拔控制器、隔离栅极驱动器等产品，全面支持800VDC架构下的高效高密度电源转换。
目前，800VDC存在两种转换架构，一种为三段式转换架构800V→50V→12.5V/6.25V→<1V：800V经16:1 IBC转换为50V效率98%），再经4:1 IBC转换为12.5V效率98%），最后通过多相降压稳压器为核心电压转换效率92%），整体峰值效率约88%。
可变方案为：将4:1 IBC替换为8:1 IBC从50V降至6.25V效率97.5%），多相稳压器效率提升至92.5%，整体效率仍为88%，且支持更高开关频率，减小尺寸、改善瞬态性能并支持背面安装。
另一种架构是两段转换架构800V→12.5V/6.25V→<1V）：
64:1 IBC方案：800V经64:1 IBC直接输出12.5V效率97%），搭配多相稳压器效率92%），整体效率约89%，可节省尺寸和成本。
128:1 IBC方案：800V经128:1 IBC输出6.25V效率96.5%），多相稳压器效率90%，整体效率仍89%，但面临大电流挑战6.25V时电流达2.4kA-3.2kA）和模块并联电路板损耗控制困难。
德州仪器表示，800VDC架构下两阶架构效率更高，功率密度也更大，但中高转换比IBC的大电流输出导致电路板损耗控制困难，需采用多模块并联。
总体而言，电源芯片需要具备越来越高的能量转换效率以降低数据中心运营成本、减少散热损耗及空调开销）、小尺寸电源组件占用电路板空间有限）、高可靠性以及满足多相稳压器和负载点转换器的瞬态响应等性能要求。
实际上，在英伟达发布800V生态系统之后的这段时间，正在纳入越来越多的合作伙伴，其中氮化镓的需求增长尤为迅速。人工智能工作负载的指数级增长正在重塑数据中心格局，对功率密度、效率和可扩展性产生了前所未有的需求。传统的硅基电子器件和54伏架式架构已无法满足下一代AI工厂对数千兆瓦级电力传输的需求，它支持从电网直接到GPU的800伏直流架构，标志着根本性的转折点——大幅降低铜材与散热成本，并显著提升系统整体效率。
