供电瓶颈与 VPD(芯片级供电)
是什么 / 为什么重要
90-供电瓶颈 的核心概念,是 AI数据中心电力 最贴近芯片的一层(区别于「取电/电网」问题)。GPU >1000W 却只吃 <1V → 电流达数千安培(家庭约 200A)。两个物理问题让电能在到芯片前就变热:
- I²R 摩擦损耗:与电流平方成正比(电流翻倍损耗 4 倍)。芯片端电压提不了 → 唯一杠杆=路径更短更粗。
- 电压骤降 (voltage sag):负载突增时电流瞬间跳,远端电源来不及响应,电压短暂下降,芯片自动降频防故障。
两问题不解决,买再多高端 GPU 也发挥不出性能——这就是供电瓶颈。
两解法 → 两类玩家
① 缩短路径(电源转换器)
- LPD 横向供电:转换器放芯片边缘(现主导,共识未来 2-3 年仍主导,因散热成熟、不需重设计)。
- VPD 垂直供电:转换器移到板下、芯片正下方,缩短大电流路径。难题=芯片热+转换器热同处。大封装(多计算 die+内存集成)让边缘没空间放转换器→VPD 论点变强,关键是厚度 vs 电流密度。
- 玩家:MPS(MPWR,功率半导体规模王,赌「每加速器功率含量随芯片功耗升」,即便 VPD 晚来也稳)、VICR(Vicor,VPD 专利+1.5mm 唯一能做,赌「布局一变模块+专利同时增值」,Cerebras 晶圆级客户)。问题不是哪种布局存活,而是转垂直有多快。
② 芯片旁电容(缓冲电压骤降)= MLCC
- 电容按离芯片距离分层:板上大聚合物/钽电容(慢)→芯片周围 MLCC(中,数量+价值最大)→封装内硅电容(快薄)。
- 需求已定,看价格与供给(像周期件:涨价买入、见新产能+消费需求回归前卖出)。现制约是供给非价(村田交期达 30 周)。
- 玩家:Murata 村田 · SEMCO 三星电机(高容量/高可靠 MLCC 双寡头)。
争议点 / 待观察
- LPD→VPD 转换速度(Vicor 上行的关键触发=第二厂动工)。
- MLCC 涨价周期何时终结于新产能(参照 2022 交还涨价)。