一、AI 芯片技术演进
在 AI 浪潮推动下，GPU、FPGA、ASIC 为适配大模型训练与推理的差异化需求，走上了各具特色的技术演进之路。GPU 朝着更强算力、更优生态的通用加速方向迭代；FPGA 聚焦可编程性与能效平衡，深耕特定场景；ASIC 则以定制化极致优化为核心，还开启了 AI 辅助设计的新模式。
例如传统 GPU（尤其是用于 AI 训练和游戏的独立显卡）的 VRM 供电系统面临着以下的压力：（1）超高电流与动态负载：高端 GPU Vcore 的电流需求可达数百安培，且负载电流会在纳秒级内剧烈波动（如从空闲状态瞬间跃升至满载状态）。（2）极低的电压与严格的容差：先进制程工艺要求核心电压低至 1V 以下，但对电压的纹波和噪声容差极其苛刻，微小波动都可能导致运算错误或系统崩溃。（3）极高的功率密度与空间限制：GPU 板卡空间寸土寸金，供电电路必须被压缩在极其有限的区域内。（4）效率与发热的平衡：任何供电环节的效率损失都会转化为热量，在密闭机箱内加剧 GPU 散热负担，影响性能持续输出。
二、AI 芯片供电电路及趋势分析
◆ 供电架构的转变：由 48V/12V1.2/0.8V 两级转换到 48V1V 一级转换
传统的数据中心电源架构通常采用 12V 总线电压，随着服务器功耗逐渐增大，12V 总线系统面临着高损耗、高成本等瓶颈，未来将逐渐转变为 48V 总线电压系统，能够支持更高的功率等级、降低母线上的铜损和压降、提升效率。但是 48V 总线在主板上也需要先转变为 12V 电压，再由 12V 转到 1.2V 的两级转换，为了减少了中间转换环节，提升整体效率，未来将会迈向 48V 直接转 1V 的电压模式，同时对电路上的元器件性能要求也会更高。
◆ 供电模式的转变：横向供电转向垂直供电
在传统服务器中，PoL 转换器被放在处理器复合体的横向（旁边）位置。由于铜的电阻率和 PCB 上的走线长度，横向放置的 PoL 供电网络（PDN）的总阻抗相当高，可能达到150μΩ 或更高，这意味着 PCB 走线就会消耗掉 150W 的功率。
随着生成式人工智能训练处理器的连续电流需求增加到 1000A，这意味着 PCB 本身就会消耗掉 200W 的功率。垂直供电 VPD 结构的出现，将 PoL 转换器直接放置在 xPU 的下方。在垂直供电网络中，其总阻抗可能降至 15μΩ 或更低，这意味着在内核电压域 1000A 培的连续电流下，只会消耗 15W 的功率。为进一步减小 PDN 的功率消耗，未来会进一步将供电模块集成到 xPU 内部。
◆ VRM 供电向 TLVR 供电转变
◇ TLVR 供电提升瞬态响应速度。
传统多相 VR 在负载从低变高瞬时，各相位需依次完成输出电压降低、比较器反馈、PWM 占空比提高、输出电流提升的流程，相位间响应存在延迟，无法快速应对瞬时大电流需求。而 TLVR 的各相电感通过次级绕组相互连接形成耦合网络，当某一相因负载变化调整占空比时，耦合效应会同步带动所有相位的电流变化。这种同步响应机制能将响应时间缩短至纳秒级，响应速度比传统 VR 方案快 3~5 倍，可稳定处理如 1000A/μs 的瞬时大电流需求，大幅减少负载突变时的电压波动，保障 GPU 等核心芯片在高算力运行时的供电稳定性。
◇ TLVR 供电可减少电路的电容数量。
传统 VR 应对负载瞬态波动时，各相位需逐次调整占空比，为了抑制电压纹波、维持输出稳定，必须搭配大量大容量电容。而 TLVR 通过次级绕组将各相电感耦合形成互联网络，负载波动时电压波动幅度大幅降低，对电容的稳压、滤波需求显著下降。据行业数据，TLVR 方案可节省 30%-50% 的电容成本，同时减少电容占用的电路板面积，适配 AI 服务器等高密度布局场景。此外，电容数量减少还进一步降低了系统的 BOM 成本，简化了电路布局难度。
◆ 分立式器件向电源模块转变
12V → 0.5V~2V 以多相控制器 +DrMos+ 电感 + 电容为主，正在向电源模块的方向发展，可以进一步减少占板面积，提升功率密度，降低损耗，从而提高效率。由此业内有了更多电感形态的需求：以供电拓扑分有 VR 电感、TLVR 电感；以相数分有单相电感、多相电感、多相耦合电感；以电感形态分有 I/O 线＋电感、嵌入式电感、悬空电感等。
多相电源由多相控制器和 DrMOS+ 电感 + 电容构成（如下图），其中多相控制器负责提供 PWM 控制信号，DrMOS+ 电感 + 电容负责完成电流升降压转换，最终提供主芯片所需的特定规格工作电压。
多相控制器：负责协调和控制多个 DrMOS 模块的操作。多相控制器通常包含一个或多个相位，每个相位都包含一个DrMOS模块。根据输入信号和反馈信号来调整每个相位的操作，以实现所需的输出电压和电流。
DrMOS: 通常由功率开关、驱动器和电流传感器组成。功率开关负责控制电源转换器的开关状态，驱动器负责提供适当的电压和电流来控制功率开关的操作。电流传感器用于监测电流信息，以提供准确的反馈信号。
三、顺络产品在 AI 芯片上的解决方案
随着 AI 芯片供电模式的转变以及电感形态的变化，顺络电子分别开发了适合 LPD、VPD、IVR 供电模式的技术平台产品，以下展示顺络在 xPU 供电的技术平台：
◆ 铜铁共烧电感 HTF 系列
相较于传统一体成型电感，顺络 HTF 系列铜铁共烧电感凭借核心技术突破，展现多重显著优势：采用自主研发的高温烧结合金粉，具备高磁导率、低损耗特性，同时实现低感量与高饱和电流的优质平衡。在保证同等电气性能的前提下，HTF 系列可支持超薄化应用场景，产品厚度最低可至 1mm。能效表现尤为突出，在相同测试条件下，其损耗仅为传统模压电感的 1/5，助力设备实现更高转换效率。此外，高温烧结工艺赋予磁体卓越稳定性，产品在165℃高温、长达 2400 小时的负载环境下，仍能保持高可靠性，适配严苛工作场景。
◆ 模塑一体成型电感 WCX 系列
顺络 WCX 系列模塑一体成型电感相较于传统同类产品，在工艺与性能上实现关键突破：成型压力大幅降低，仅为传统干压成型压力（400MPa-1000MPa）的 5％左右，从源头减少模压过程中线圈绝缘层损坏、焊点压断的风险，彻底解决了长期困扰行业的 “开短路” 核心痛点。依托自主研发的纳米包覆技术，产品电压应用上限提升至 100V，适配更多高压场景需求。搭配顺络自研低损耗金属磁粉，凭借其高磁导率特性，WCX 系列在保证同等电气性能的基础上，体积缩减 50% 以上，实现小型化升级。能效提升同样显著，在封装尺寸相同情况下，与传统一体成型电感相比，轻载工况下 WCX 系列产品效率提升 2~5%，能耗表现更优。
◆ 组装功率电感平台 WPZ 系列
顺络组装功率电感采用简洁工艺与灵活设计，有效缩短送样与批量交付周期，能够快速响应客户需求。该系列产品矩阵丰富多元，涵盖卧式与立式 VR 供电产品，同时可搭载满足Hi-pot 测试的 TLVR 电感，轻松满足高耐压应用要求。因此，该电感可全面适配 AI 芯片的LPD 与 VPD 多种供电模式，为客户系统设计提供高度灵活的选型方案。
