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(来源:芝能汽车)
英飞凌推出基于TLVR(跨电感电压调节器)技术的四相AI功率模块TDM24745T,将四个功率级、电感和去耦电容高度集成于紧凑封装中,实现超过2 A/mm²的电流密度与最高320A输出能力。
这个模块面向GPU和AI处理器供电场景,显著提升瞬态响应并降低约50%的输出电容需求,从而优化PCB空间与系统效率。
结合OptiMOS 6技术与数字多相控制器,TDM24745T为高性能AI数据中心提供了一种高密度、高效率且具备良好扩展性的电源解决方案。
Part 1
数据中心的供电电源结构
过去十年,GPU性能的提升更多依赖架构演进和制程进步,但进入AI时代之后,一个更硬的约束浮现出来——供电网络(PDN)。
当单颗AI加速器电流从几百安培迈向1000A、2000A甚至3000A时,问题不再是“能不能供电”,而是“供电过程中浪费了多少”。PDN的损耗是I²R损耗,电流越大,损耗不是线性增长,而是平方级上升。
这也是为什么在1kW到1.2kW负载下,传统分立供电方案损耗可以从300W飙到400W,几乎把三分之一的能量变成热。
这直接带来两个结果:
◎一是热失控,限制频率和算力上限;
◎二是电压调节能力不足,影响AI负载下的瞬态响应。
供电成为算力系统的“瓶颈变量”。现有供电架构的设计改进都是在缩短“电流路径”。
最早的分立横向方案,把MOSFET、电感、电容铺在GPU旁边,路径长、阻抗高(90-140 μΩ),适合低电流时代。一旦超过1000A,损耗迅速失控。
随后是横向功率模块,把这些器件集成在一起,向GPU靠近一步,阻抗降到55-80 μΩ。但本质还是“侧面供电”,路径依然不够短。
再往前,是背面模块(Backside)。把供电从主板正面移到背面,大电流路径直接“穿板”到处理器,阻抗降到25-45 μΩ。这一步已经开始触及系统级设计,比如热-机械协同。
真正的分水岭,是垂直供电(VPD),核心思想很简单:既然电流路径决定损耗,那就把供电模块直接放到处理器正下方,让电“垂直”进入核心,把PDN阻抗压到10-15 μΩ量级,损耗曲线从“指数上升”变成“缓慢增长”。
这是一个系统架构的转向——从2D供电走向3D供电,是电源系统的“堆叠化”。
Part 2
TLVR(跨电感电压调节器)
TLVR(跨电感电压调节器)是为这种趋势服务的关键技术,通过多相耦合电感,提高瞬态响应、降低输出电容需求,是在“局部”优化PDN特性。
TDM24745T采用TLVR架构,将输出电感直接嵌入功率模块中,实现 MOSFET、电感、电容的紧密耦合:
◎缩短功率路径 → 提升瞬态响应速度;
◎降低输出电容依赖 → 减少PCB占用空间;
◎提升电流密度 → 高达2 A/mm²,为GPU和AI负载提供充足电流。
OptiMOS 6 trench MOSFET低导通电阻、快速开关能力,加上模块内电感和去耦电容的优化布局,实现高效率和低功耗。
内置定制磁芯和嵌入式去耦电容,保证多相电流平衡;模块封装和磁性布局优化热流路径,使高电流密度环境下仍保持稳定散热。
模块可与英飞凌XDP数字控制器配合,动态调整相位和开关频率,优化负载响应和系统可靠性。
真正的方向是供电系统逐步“嵌入”计算系统内部。
◎第一步是BVM(背面垂直模块),它已经把模块贴到芯片底部,同时去掉了大量横向布线,提高功率密度。
但它的挑战在于:电流密度必须同步提升,否则无法匹配AI芯片的增长速度。
◎再往前是MiVR,把稳压器直接嵌入主板内部,相当于“吃掉”一层供电路径,进一步降低15-20%的PDN损耗。这一步开始挑战制造工艺和板级散热能力。
◎终极形态是SiVR,把稳压器做到封装衬底里,几乎和芯片成为一个整体,PDN阻抗可以压到7-10 μΩ。
这意味着什么?供电路径短到接近“零距离”。
供电和计算的热源开始耦合,散热从系统问题变成芯片级问题;电源噪声、热干扰,都会直接影响计算稳定性。这套技术路线的核心是在重构“算力的基础设施”。
未来AI算力的上限,很大程度上取决于:电能能否以足够低的损耗、足够快的响应,被送到芯片最深处。
从横向到垂直,从板级到封装级,供电系统正在一步步“消失”进芯片本体里。
小结
TDM24745T 四相TLVR模块实现了高功率密度、快速瞬态响应和高可靠性热管理。对于AI服务器和GPU平台,模块节省PCB空间,还能提升整体系统功率性能。
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