隨著人工智慧(AI)算力需求大幅飆升,傳統伺服器機櫃配電架構遭遇電力傳輸極限,帶動高壓直流配電技術的世代更迭。在開放運算計畫(Open Compute Project, OCP)全球大會上,台廠電源龍頭光寶科與台達電相繼展示新一代八百伏特直流電(800VDC)電源櫃方案,準備搶攻龐大的 AI 電力商機。
人工智慧晶片(AI 晶片)效能的不斷提升,讓 AI 伺服器機櫃功耗持續攀升。業界預估,伺服器單一機櫃耗電量將從過往的數萬瓦(kW),逐漸跨越百萬瓦(MW)關卡。研調機構顧能(Gartner)指出,到二〇二七年時,全世界 AI 資料中心的年度耗電總量將上看五百太瓦時(TWh),達到二〇二三年數據的二點六倍;甚至可能高達四成的 AI 資料中心因電力供應不足而遭遇營運限制。
AI算力狂飆帶動配電變革 800VDC架構接棒
面對此一電力瓶頸,過去單純擴充機房容量或增加冷氣設備的作法已難以為繼。傳統四十八伏特與五十四伏特配電架構在傳送大電流時易產生過多熱能與電力耗損,促使產業轉向提升電壓十五倍的八百伏特高壓直流(HVDC)新體系,以減少交流電與直流電之間的重複轉換。金融機構高盛(Goldman Sachs)預期,全世界 AI 伺服器電源整體市場規模,可望從二〇二三年的九點三億美元,一路爆發成長至二〇二八年的八百八十點七億美元。
台廠供應鏈全面升級 雙雄發表最新技術
面對龐大的電力經濟效益,台灣電源廠商正全力加速佈局。系統整合大廠光寶科目前已完成了高壓直流電源櫃開發,並進入系統驗證階段。光寶科預計在明年第三季開始進行大規模量產,其方案涵蓋電源磚、中間匯流排轉換器與電壓調節器等模組,實現從機櫃供電至晶片端的直流電傳遞。
另一家大廠台達電則規劃於今年底開始少量交付電源產品,並預期明年正式進入放量階段。台達電在展示中結合了固態變壓器(SST)、固態氧化物燃料電池(SOFC)及新一代液冷散熱技術,嘗試提供跨微電網與櫃內配電的整合方案。除雙雄之外,包含電池備援、高壓晶片模組、被動元件與連接器等台灣組件製造商,亦同步搶進這波電源設備的更新浪潮。
這代表什麼
這項電源架構的轉換,代表著 AI 產業鏈的競爭焦點已從單純的晶片運算能力,延伸至機房的能源管理與傳輸效率。對台灣電子零組件與電源供應器廠商而言,這不僅僅是單價與出貨量的倍增機會,更是跳脫傳統消費性電子代工、提升技術附加價值的關鍵時刻。
然而,這波技術升級也伴隨著挑戰。即便八百伏特直流架構效益顯著,供應鏈仍須克服高壓環境下的安全規範、散熱搭配、專利佈局,以及來自其他區域供應鏈的潛在競爭。未來一至兩年內,能否順利完成客戶驗證並穩定放量,將是決定各家業者市占率的關鍵因素。
背景補充
開放運算計畫(Open Compute Project, OCP)是由科技巨頭於二〇一一年發起成立的開放硬體架構組織,旨在制訂全球資料中心與伺服器的標準規範。
過去數十年來,資料中心主要採取交流電(AC)輸入、機櫃內部再轉為低壓直流電(DC)的模式,常見配電規格為四十八伏特。然而,當單一 AI 機櫃功耗達到數百千瓦甚至百萬瓦時,低電壓會導致電流過大,需要極粗的銅排線路,且電能轉為熱能的損耗極高。透過採用高壓直流(HVDC)架構,將電壓提升至八百伏特,可以在維持相同傳輸功率的前提下大幅降低電流,從而縮小纜線體積、減輕發熱問題並提升電力利用率。
常見問題
為什麼 AI 伺服器需要從傳統 48V 轉向 800VDC 高壓直流架構?
隨著 AI 晶片功耗劇增,傳統 48V 配電會產生過大電流與嚴重發熱耗損。升級至 800VDC 可在相同功率下大幅降低電流,提高電力傳輸效率並減少散熱負擔。
光寶科與台達電在 800VDC 電源櫃的量產時程為何?
台達電預計於今年底開始少量出貨,明年實現放量;光寶科則預計在明年第三季正式邁入量產階段。
AI 伺服器電源升級對台灣供應鏈有何影響?
除電源系統大廠外,電池備援系統、高壓晶片模組、被動元件及連接器等台廠均可帶動產品單價與出貨量提升,但仍需面臨專利防線與技術卡關等考驗。