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Market Bulletin:800V 電力大轉換 ― AI 資料中心為何用 GaN、SiC 重寫供電架構

OCP Global Summit 2026 上数据中心供电成为全场焦点。英伟达宣布 2027 年起为 1MW 机柜量产 800V DC 供电架构,Navitas 满载效率 97%(目标值)的 24kW GaN 供电板登上 MGX 展示墙。1MW 机柜的功率半导体含量倍增至 10 万美元。赢家与输家、韩国视角。

Market Bulletin:800V 電力大轉換 ― AI 資料中心為何用 GaN、SiC 重寫供電架構

2026年10月17日 — 10月13日至15日在聖荷西舉行的 OCP Global Summit 2026 上,資料中心供電(power delivery)成為全場焦點。輝達(NVIDIA)宣布從 2027 年起為 1MW(百萬瓦)級機櫃推進 800V DC 供電架構,並與 Navitas 共同開發的 24kW、800V 轉 12V GaN 供電板登上輝達「AI Factory MGX Wall」展示牆。該板標榜滿載效率 97%(公司目標值)、功率密度超過 2,000 W/in³,並取消 50V 中間匯流排轉換級。安森美(onsemi)估計,下一代 1MW AI 機櫃的功率半導體含量已從 5 萬美元倍增至 10 萬美元。算力競賽,正轉變為供電競賽。

重點摘要

  • 輝達 800V HVDC 架構。 在資料中心邊界將 13.8kV 交流電轉為 800V 直流電,從 2027 年起支撐 1MW 級 IT 機櫃。輝達聲稱(皆為公司目標值):銅用量減少約 45%、每根導體的功率提升最高 85%、總持有成本(TCO)降低最高 30%。ABB、Eaton、Schneider Electric、Vertiv 列名合作夥伴,2027 年將與 Kyber 系統同步量產。每列(row)供電 2MW,Rubin Ultra 級系統規劃以約 1MW 驅動每機櫃約 576 顆 GPU。來源:TokenPost、Cobtel。
  • Navitas × 輝達 24kW GaN 供電板。 在 OCP 2026 輝達 AI Factory MGX Wall 上展示的 800V 轉 12V 供電板,標榜滿載轉換效率 97%(公司目標值)、功率密度超過 2,000 W/in³,並取消 50V 中間匯流排轉換級。來源:EE Times(2026年10月16日)。
  • Navitas 營收逐季爬坡。 營收從 2025 年第 4 季 730 萬美元 → 2026 年第 1 季 860 萬美元 → 第 2 季約 1,050 萬美元,第 3 季財測中間值約 1,350 萬美元(季增約 28%)。第 3 季財報預定 11 月 3 日公布。來源:Tickeron、Finimize。
  • 英飛凌(Infineon)27kW 三相 PSU 參考板。 針對 AI 伺服器、符合 OCP ORV3 規範的設計,功率密度達 116 W/in³,高於 ORV3 最低標準 94 W/in³。採用五階層 ANPC PFC 加上三階層 LLC 的數位控制架構。來源:EE Times。
  • 1MW 機櫃的半導體含量倍增。 安森美估計,下一代 1MW AI 機櫃的功率半導體含量從 5 萬美元倍增至 10 萬美元。來源:AInvest。背景是機櫃功耗急升 ― 從 2020 年代初的約 40kW,到 2026 年的 120kW 以上,Kyber 世代每機櫃約 600kW,2027 年起在 800VDC 下達到 1MW。來源:Wedbush、GPUSmith。
  • 光寶(LITEON)列名輝達 800VDC 零組件供應商。 輝達公布的系統零組件供應商之一。光寶在 2025 年第 3 季法說會表示,AI 相關業務占 2025 年營收 20%,2026 年可望達到 40%(公司展望)。來源:CommonWealth Magazine(英文,2025年10月)。

市場動態

傳統交流供電鏈的做法是:在邊界接收 13.8kV 交流電,經 UPS 配到機櫃列,再從 48V 匯流排降到 12V,最後在各處理器附近的 POL 轉換器逐級降壓。每多一級轉換就多一層效率損失,銅匯流排為了承載電流愈做愈粗重。這套模式在 40kW 機櫃時代行得通,但面對 600kW 的 Kyber 機櫃、乃至 1MW 機櫃,物理上已經撐不下去。IEA 預測,全球資料中心用電量到 2026 年將合計達到約 1,000 TWh。來源:AInvest。

輝達的答案很直接:在邊界把 13.8kV 交流電一次轉為 800V 直流電,用電壓的平方壓低銅損(I²R),並削減轉換級數。Navitas 的 24kW 供電板就是這個邏輯在板級的實現 ― 取消 50V 中間匯流排轉換級,從 800V 直接降到 12V。英飛凌的 27kW 三相 PSU 參考板則顯示,ORV3 生態系已開始為 800V 時代建立實作基準。供電不再是商品,而是架構選擇。

新舊架構比較如下。

項目傳統交流供電鏈800VDC 架構
機櫃功耗2020 年代初約 40kW → 2026 年 120kW 以上Kyber 世代約 600kW/機櫃 → 2027 年起 1MW/機櫃
配電電壓13.8kV AC → UPS → 48V 匯流排在邊界將 13.8kV AC 轉為 800V DC
轉換級數48V → 12V → POL 多級轉換800V → 12V 直接轉換(取消 50V 中間匯流排)
銅用量基準減少約 45%(輝達目標值)
每根導體的功率基準提升最高 85%(輝達目標值)
TCO基準降低最高 30%(輝達目標值)
量產時程現行(符合 ORV3)2027 年,與 Kyber 系統同步量產
每機櫃功耗變化長條圖:2020 年代初約 40kW、2026 年 120kW 以上、Kyber 世代約 600kW、2027 年在 800VDC 下達 1MW
圖1:每機櫃功耗的擴張 ― 從 2020 年代初的約 40kW 到 2027 年的 1MW。來源:Wedbush、GPUSmith、TokenPost。2027 年的 1MW 為輝達規劃值。
次世代1MW AI機櫃的功率半導體搭載金額從5萬美元翻倍至10萬美元(onsemi估計),Navitas季度營收從2025年第四季730萬美元擴大至2026年第三季財測中值1,350萬美元的趨勢
資金跟著電力鏈走。1MW AI機櫃功率半導體金額翻倍(onsemi估計,經媒體報導)與Navitas季度營收爬坡。來源:onsemi估計(左,經媒體報導);Navitas公司財測(右)。VLSI彙整。

VLSI觀點

結構性的解讀很直接:算力(compute)呈指數成長,但銅和物理學沒有。供電如今已是機櫃設計的束縛條件(binding constraint)。轉向 800V 不是更新週期,而是架構切換;一旦規格底定,就會形成長達十年的鎖定效應。半導體含量倍增(5 萬 → 10 萬美元,安森美估計)正說明了這個鎖定對功率半導體產業的獎金有多大。

贏家:GaN 功率元件供應商(Navitas)、能做出 27kW 三相 PSU 這種高密度電源的英飛凌、打進輝達供應鏈的光寶、Delta 等高功率 PSU 廠,以及具備 800V 對應的高壓 BCD、MOSFET、GaN 製程的晶圓代工廠。輸家:純矽 IGBT 單一路線的業者,以及被 48V 設計綁死的傳統 PSU 廠。冷靜一點看 ― Navitas 的營收爬坡(730 萬 → 1,350 萬美元)方向正確,但在 1MW 機櫃 10 萬美元含量中能拿下多少份額仍待驗證,11 月 3 日的第 3 季財報是下一個試金石。

韓國視角 ― DB HiTek 是韓國 8 吋功率晶圓代工廠,服務 400 多家全球客戶(Asia Business Daily 英文版,2025年11月),其 2025 年第 3 季財報簡報已將 GaN 與高壓 BCD、MOSFET 並列為新製程擴張領域。來源:DB HiTek 2025 年第 3 季財報簡報、Asia Business Daily(英文)。作為 800V 時代的代工承接者,其布局值得關注。韓國資料中心的建設熱潮,也在為 800V 需求培育本土市場。

Chase's Take: 在晶圓廠待過的人都知道,瓶頸永遠移到最不起眼的地方。曾經是電晶體微縮,接著是設備供應,現在是配電。當年我在做 STA signoff、追配線 IR drop 的時候,「升壓降流、損耗按平方下降」只是紙上物理。如今輝達把這條物理定律搬到資料中心的尺度上執行。投資人該看的是「誰進了 800V 匯流排的 BOM」;工程師該判斷的是,GaN 和 SiC 誰是 800V 頻段的本命 ― 800V 轉 12V 的高速轉換是 GaN 的地盤,高壓段則是 SiC 的堡壘。分界線劃在哪裡,就決定未來五年的勝負。

展望

  • 2027 年 Kyber 放量:輝達的 800VDC 能否按計畫達到量產規模 ― 每列 2MW 的供電中心實際上線與否是第一個驗證點。
  • ORV3 採用擴大:超大規模雲端業者會把 800V 匯流排標準化,還是並行多種架構?標準化的速度決定零組件廠商的可觸及市場。
  • 高壓頻段的 SiC 與 GaN 分工:800V 轉 12V 的高速轉換 GaN 占優,高壓一次轉換段 SiC 占優 ― 分工邊界劃在哪裡,左右兩大陣營的營收分配。
  • 中國寬能隙產能擴張:中國 GaN、SiC 增產可能帶來價格壓力。成本戰來臨前,能否鞏固性能優勢是關鍵。
  • Navitas 第 3 季財報(11 月 3 日):730 萬 → 860 萬 → 1,050 萬美元的爬坡能否延續,中間值約 1,350 萬美元的財測能否達標是焦點。

FAQ

Q1: 為什麼是 800V,48V 不行嗎?

損耗與電流的平方成正比(I²R)。電壓拉高,同樣功率下電流下降,銅損按平方減少。1MW 機櫃若用 48V 配電,電流將達 2 萬安培級,匯流排的粗細與發熱都不切實際;800V 下簡單計算約為 1,250 安培。輝達以此為基礎,提出銅用量減少約 45%、TCO 降低最高 30% 的目標(皆為公司目標值)。

Q2: GaN 和 SiC 如何分工?

800V 轉 12V 這類高速切換的轉換級是 GaN 的強項(Navitas 24kW 供電板即為代表),更高壓的一次轉換段則是 SiC 的強項。兩者更多是分工而非競爭,在 800VDC 架構中都有機會進入 BOM。

Q3: 取消 50V 中間匯流排為什麼重要?

轉換級數愈少,每一級產生的損耗和零件數就愈少。Navitas 的供電板取消 50V 中間匯流排轉換級,從 800V 直接轉到 12V,標榜滿載效率 97%(公司目標值)與超過 2,000 W/in³ 的功率密度。級數愈少效率愈高、面積愈小 ― 直接推高機櫃的功率密度。

Q4: 對韓國企業意味著什麼?

DB HiTek 已在 2025 年第 3 季財報簡報中將 GaN 列為新製程擴張領域 ― 韓國功率晶圓代工也瞄準 800V 時代的代工需求。另一方面,會不會出現像光寶(台灣)這樣打進輝達零組件供應鏈的韓國 PSU 或零組件廠,是下一個觀察重點。韓國資料中心的建設熱潮,正在為這類需求培育本土市場。

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