4月12日，芯榜承办“芯片与智能硬件融合创新论坛”召开，至信微副总经理王仁震带来“碳化硅器件在服务器电源行业中的应用·提升服务器电源效率/降低算力中心能耗”的主题演讲。
王仁震先生表示，“算力的尽头是电力”，如何能更好地提升服务器电源效率？采用更高功率密度的器件、采用更高效率的电路拓扑结构是重要解决方法。
算力的尽头是电力
随着智能技术的飞速发展，人类社会已进入信息时代的智能化阶段。人脸识别、智能客服、人工智能、算法推送等成为智能化社会常见应用，在这些看得见的应用背后是看不见的算力在支撑。随着数据成为重要的生产要素之一，“算力”成为重要的生产力。
作为算力的主要承载，数据中心就是一个容纳核心计算服务和基础设施的服务器机房（物理场所），可用于存储和计算数据。
王仁震先生称，数据中心本质是将电力高效转换为算力的基础设施，是电力能耗大户。根据美国能源信息局，2019年美国数据中心耗电约790 亿千瓦时，占全美全年电力消耗2%左右。根据中金测算，2020 美国数据中心整体耗电约1140亿千瓦时，占全美电力消耗约2.9%。
《中国数据中心能耗与可再生能源使用潜力研究》报告预测，2018年中国数据中心总用电量占全社会用电量2.35%，预计2018-2023年国内数据中心用电量将增长66%至2,668亿kWh，年均增长率达到10.64%，相当于2个三峡大坝年发电量。预计将在2025年超过3500亿千瓦时，相当于4个三峡大坝的发电量。
面对如此庞大的用电量，业界展开研究：如何才能更好地提升服务器电源效率。
如果能有技术手段，哪怕只节省1% 能源，也相当于节省三座核电站的发电量（每座核电站装机容量为1 GW）。
服务器配件是耗电大户
服务器电源主要应用在数据中心场景中，用于服务器、存储及交换机等IT设备的供电。服务器电源是整个数据中心供配电系统建设的出发点和归宿点，建设部署数据中心主要的关注点在于充分了解服务器电源的容量，冗余方式，制冷要求和能效设计等指标。服务器电源按照标准可以分为ATX电源和SSI电源等。
? ATX标准使用较为普遍，主要用于台式机、工作站和低端服务器；
? SSI标准是随着服务器技术的发展而产生的，适用于各种档次的机架式服务器。
王仁震先生解释，虽然至今流行的服务器电源存在ATX和SSI两种标准，但是随着SSI标准的更加规范化，SSI规范更能适合服务器的发展，以后的服务器电源也必将采用SSI规范。
王仁震先生补充，SSI规范有利于推动算力服务器的发展，将来可支持的CPU主频会越来越高，功耗将越来越大，硬盘容量和转速等也越来越大，可外挂高速设备越来越多。为了减少发热和节能，未来SSI服务器电源将朝着大功率化、高密度、高效率、分布式化等方向发展。
服务器采用的配件相当多，支持的CPU可以达到4路甚至更多，挂载的硬盘能够达到4～10块不等，小型企业和个人用户的服务器内存通常在4GB-16GB之间，而大型企业和机构的服务器内存则可能达到数十GB甚至上百GB，这些配件都是消耗能量的大户。服务器系统所需要的功率远远高于PC，一般PC只要200瓦电源就足够了，而服务器则需要300瓦以上甚至上千瓦的大功率电源。
为了实现可持续发展,当下我国把节能提高能效作为加快推进生态文明建设的重要抓手,建立能源消费总量和强度双控制度。提升服务器电源效率、降低算力中心能耗的议题也被提上日程。
如何提升服务器电源效率？
碳化硅如何解决能源效率一直是行业关注的话题，碳化硅器件能够有效降低开关损耗、提高极限工作温度、提升系统效率。王仁震先生表示，当下提升服务器电源效率，降低算力中心能耗可以通过以下两个途径解决：
1，采用更高功率密度的器件。
从晶闸管、晶体管、IGBT、到碳化硅氮化镓，功率密度在逐步增加，也就是说单位面积的芯片可以承载更大的功率和能量。
例如，同样400A IGBT轨道焊机重量为30kg，体积庞大，而碳化硅轨道焊机重量只有6.5kg，体积较小。主要是由于功率密度的提升，让碳化硅焊机更轻便小巧。
2，采用更高效率的电路拓扑结构。
无桥功率因数校正(PFC)通过减少导通路径的器件数来减小导通损耗，可以显著提高效率。
无桥图腾柱(Totem-Pole) PFC作为最简洁的无桥PFC拓扑，可以减少尺寸和元器件数量，以简化PCB电路，从而减小体积，提高功率密度。
由于Si MOSFET极差的反向恢复特性限制了电流连续(CCM) Totem- Pole PFC的应用，导致CCM 图腾柱无桥PFC难以应用。而SiC MOS 具有极小的反向恢复损耗，使之重获关注和应用，此外由于SiC MOSFET具有极小的开关损耗和高温下较低的导通电阻，使得CCM Totem-Pole PFC可以获得极高的效率。
CCM Totem-Pole PFC常用于700W~3.3KW，可把效率提升到99%。
作为技术导向型企业，至信微截止今年一季度, 已成功推出超100种技术指标领先、参数规格齐全, 封装形式多样的高可靠SiC MOSFET、SiC SBD和SiC模块产品
今年年初, 至信微接连推出了两款重量级产品：1200V/7mΩ的SiCMOSFET芯片，单晶粒能够承载高达266A的超大电流；750V/5mΩ的SiCMOSFET芯片，其单晶粒承载电流能力更达到355A，这两款产品的性能均达到了世界领先水平。此外，至信微的芯片良率也一直表现优异。常规产品1200V/80mΩ和1200V/40mΩ SiC MOSFET产品的良率高达98%，新推出的大芯片面积大电流芯片良率也能稳定在80%以上。
值得注意的是，至信微在芯榜承办芯片与智能硬件融合创新论坛上荣获“芯片与智能硬件融合创新贡献奖”。
