48V電源架構趨勢確立 Vicor積極拓展應用商機

  • 李佳玲

由於現今CPU/GPU的更高功率、更高暫態需求,以及機櫃功率朝15KW、20KW甚至40KW以上發展的趨勢,再加上Google的積極推動,已推升了資料中心伺服器對更高功率密度48V的移轉趨勢。

Vicore功率元件部門副總裁Robert Gendron表示,「48V架構現已應用在超級電腦與超大規模資料中心。隨著CPU/GPU的需求日漸升高,現已朝伺服器移轉,能以更佳的功耗與效能優勢取代既有的12V多相電流架構。」

48V生態系統漸趨成熟  市場前景可期

Vicor開發48V電源方案已有10年的歷史,在此領域擁有領先地位。過去市場上唯有Vicor一家晶片供應商可提供相關的解決方案,但從2016年起,包括意法半導體與Maxim兩家業者也都有解決方案上市。

儘管多了競爭對手,面對仍處於初期採用階段的48V市場,Vicor反而樂見此一進展。對產業來說,更多業者的投入意味著市場趨勢已逐漸成熟,而且對任何新興應用來說,唯有生態系統的建立才能加速客戶對新技術的接受度。

Gendron解釋說,Vicor的48V直接到PoL(負載點)方案主要包含一顆Cool-Power ZVS升降壓穩壓器,用來調節48V輸入;一顆VTM轉換器將調節過的48V輸入電壓轉換為處理器所需的1V左右直流電壓;另一顆為數位控制器,用來連結CPU與穩壓器,以提供數位控制、自動量測(telemetry)以及與CPU通訊的功能。

儘管各家業者採取不同的拓樸架構來因應48V架構的需求,但Gendron表示,擁有相較於競爭對手的解決方案,Vicor在此領域深耕許多,不管在轉換效率、功率密度、成本、以及上市時程等各方面都有更優異的表現。

Vicor近來的一個成功案例,便是緯穎科技(Wiwynn)日前發布基於新一代Intel Xeon處理器的48V伺服器平台M1。相較於傳統的12V多相位方案相比,透過採用Vicor的Factorized Power架構,確實展現了高轉換效率、高功率密度及低配電損耗等特性。

此外,Vicor還提出了Power on Package的概念,透過將VTM整合到CPU封裝中,能夠進一步降低功耗,不僅能減少輸出電容,節省PCB空間,而且還能免除PCB上的高電流佈線,降低PCB成本。Gendron表示,將與處理器業者合作實現此一構想,以為48V架構提供更大的效益。

另一方面,Gendron也看好近來人工智慧的快速進展,會加速GPU/FPGA等更高功率處理器進入伺服器,更是推升高密度、高效率電源設計的市場發展。除了資料中心,48V電源在照明、通訊基地台以及電動汽車的應用也日漸升溫,Vicor將全力擴展48V解決方案的各種商機。

Vicor亞太區銷售副總裁黃若煒也表示,伺服器設計正快速朝亞太地區移轉,已使Vicor亞太區的業務在2012至2016年間成長了兩倍,目前已佔公司整體營收的25%。

除了資料中心板端朝48V移轉,Vicor也看好系統端高功率三相電流AC-DC解決方案的商機。例如在通訊領域,隨著5G的進展,未來對於高功率、尺寸緊湊的小型基地台有更高的需求,利用Vicor解決方案可實現更佳的效率與設計簡易性。

目前在南韓、大陸都已經有成功的設計案例。此外,有鑑於大陸電動車市場的快速發展,Vicor也將推出新產品並透過與車廠合作,積極掌握商機。

針對台灣市場,Vicor台灣區總經理翁鴻裕指出,Vicor自2014年在台重新擴展業務以來,在積極擴展業務的努力下,客戶已逐漸了解Vicor能以小型化解決方案,實現高功率密度設計的價值。

目前Vicor在台灣除了聚焦資料中心業務之外,在自動測試設備(ATE)、車載控制系統、國防應用、軌道車輛等都已有設計實績。特別是,台灣產業亟需開創消費性電子市場以外的高階應用商機,正是Vicor解決方案可以展現實力的時候。

翁鴻裕表示,Vicor透過提供高整合度的模組化方案,可簡化設計的易用性與彈性。此外,Vicor的解決方案具備體積小、重量輕、功率密度高、散熱容易及高轉換效率等特性,可協助業者克服高密度功率系統的設計挑戰,並實現顯著的差異化優勢。此外,Vicor還可提供功能豐富的線上設計工具,將能加速台灣業者跨入過去並不熟悉的高功率電源設計領域,並開創更高的價值。