深耕高性能电源组件 Vicor握杀手锏转型拥抱新增

2019-10-26 16:48字体:
  

  涵盖砖型解决方案到以半导体为中心的解决方案,不仅可帮助电源系统设计人员获得模块化电源组件设计的所有优势,同时还可实现可匹敌最佳备选解决方案的系统

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  事实上,由于拥有相当独特的拓扑设计跟制程技术,但也由于其电源组件单价较高,因此早前采用 Vicor 公司电源组件产品的客户大多集中在军事航空、基础设施建设等市场。过去这些市场都是典型的少量多样市场,但随着人工智能、数据中心,云计算和电动汽车的趋势迅速崛起,军工航空和基建都已成量小且红海市场,因此近几年来 Vicor 决定推动策略转型,更聚焦在资料中心、电动汽车及固态照明系统等利基市场应用,同时决定开展大规模的扩产计划。亚太区市场营销副总裁Eric Wong 表示,得益于 Vicor 公司的战略转型,使得其量大,高良率且稳定的产品产出,与以往同类产品价格相比,目前 Vicor 公司电源模组价格大幅下降约 50%。

  做电源工程师的都清楚,电源工程师对成本非常敏感,其次才是转换效率跟电源系统的整体尺寸,但随着消费升级和产业应用需求的变化,现在的客户对成本越来越不看重,尺寸跟转换效率的重要性则明显提高。也因为功率密度跟转换效率越来越重要,很多以往采用离散电子元器件来设计电源的客户,现在都开始转向模块方案来实现。特别是在为各种处理器供电的应用中,为了把损耗降到最低,电源组件最好直接放在处理器旁边,甚至封装在同一片基板上,这样传输路径最短,损耗最小,而且外部被动元件也可以跟着缩小。

  

  然而,这对电源模组来说,是很大的技术考验。首先,外观尺寸要非常小;其次,电源模组本身的电磁干扰(EMI)要非常低,否则会对处理器产生干扰。而这也是 Vicor 之所以能在专为 AI 运算设计的高阶 GPU 加速器上拥有独占地位的原因。举例来说,NVIDIA 专为资料中心设计的 GPU 加速卡,板上的主要电源就是 Vicor 独家供应,Vicor 公司首席工程师、高级经理 Chris Swartz 补充道。

  也因为高效率跟低 EMI,目前 Vicor 还有许多跟其他客户合作开发中的下一代电源设计,例如直接把电源模组放在处理器基板的背面,甚至跟处理器用异质封装整合在同一个封装体内,合封电源的垂直供电技术是 Vicor 公司独有的专利技术。

  英伟达、华为、嘉楠、AMD、赛灵思推出 7 纳米的 CPU、GPU、FPGA 和 AI 处理器,这意味着强大的处理器中强大的运算力的同时,受工艺限制其工作电压也要降低至 1V 甚至以下。由其这类芯片其运算功率强大,在工作电压下降的同时,工作电流不可避免要升高。

  在服务器、数据中心、5G 基站以及 AI 加速器等领域,以 48V 电压替代传统的 12V 电压,在谷歌、Facebook 等巨头们的推广下迅速普及开来。而高密度 48V 电源组件的市场引导者,Vicor 公司最早洞察到这个趋势,并在几年内推出了很多成熟的方案,其系统的可靠性和经济性已经在顶级数据中心系统中大规模验证。

  Eric Wong 表示,Vicor 公司的 48V 合封电源可以减少 CPU 周边的电源设计器件,节省 PCB 板空间,减少了功耗损失。目前的横向设计已经让电源与 CPU 足够接近减少电压损失。很快还将推出的纵向设计,电源直接在 PCB 下方连线 CPU,电源模块还可更加接近 CPU。

  正因为这类应用的市场规模很大,加上 Vicor 是独家供应商,因此,客户对 Vicor 的保证供货能力要求,目前 Vicor 的确有点吃紧。据透露,Vicor 公司决定在资源投入上更聚焦在几个特定领域,并且展开扩产。现有厂房的第二期扩建计划已经在进行中,并已经额外买下其他周边土地,以因应第三期扩建计划。

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