智慧家電、AI資料中心推升控制需求 GigaDevice擴大高效能MCU布局

智慧家電持續朝變頻節能、低噪音與智慧控制發展，AI資料中心也因GPU算力與機櫃功率提升，帶動伺服器電源與供電架構加速升級。兩個市場的功率規模雖然不同，對控制晶片卻提出愈來愈相近的要求，包括更高的即時運算能力、更精準的訊號取樣與控制，以及能源效率、可靠度與後續維護。

兆易創新（GigaDevice）看好這波高效控制需求，以GD32系列MCU為核心，持續深化馬達[JC1] 控制（含機器人手臂、工業馬達）、智慧家電與數位電源布局，並結合記憶體、類比元件、開發工具與參考設計，協助客戶加速產品開發與量產。

智慧家電對節能、低噪音與運轉穩定性的要求持續提高，也讓控制系統必須處理更多即時運算與保護功能。以空調室外機為例，系統通常需要同時控制壓縮機與風扇馬達，並執行功率因數校正（PFC），在低速運轉時維持穩定，同時降低振動與噪音；面對高溫、高濕、電網擾動及強電磁干擾等環境條件，控制晶片也必須維持長時間穩定運作。由於家電產品出貨量大，開發時還需兼顧成本與PCB空間，因此MCU除了運算效能，也須具備足夠的控制精度、保護反應與整合能力。

針對智慧家電與馬達（機器人手臂、工業馬達）控制需求，GigaDevice推出GD32M531，以Arm Cortex-M33為核心，將雙馬達、PFC、精密取樣、PWM與快速保護等功能整合至MCU，並透過三角函數與空間向量PWM硬體加速，提高電機控制效率與精度。兩組增強型AD-Timer可分別控制一個馬達，遇到異常電流、電壓或外部故障訊號時，POC模組也能快速關閉PWM輸出，降低馬達與功率元件受損風險。透過單晶片整合更多控制功能，可減少外部元件與PCB複雜度，也有助於家電、工業馬達產品兼顧效能、可靠度與成本。

除了晶片，GigaDevice也提供空調室外機方案板、軟體函式庫、控制演算法與開發工具，讓客戶可直接在已驗證的平台上進行馬達參數調整，減少自行建立底層控制功能與反覆驗證的時間。數位控制也能透過軟體調整參數，因應不同產品型號與功率規格，降低硬體重新設計的需求，加快產品調校與量產導入。

AI資料中心則把數位控制帶到更高功率的應用場景。當伺服器電源朝8kW、12kW以上發展，高開關頻率、多相交錯，以及GaN、SiC等功率元件陸續導入，電源系統必須處理更複雜的控制工作。尤其GPU負載可能在極短時間內由低電流升至數百安培，控制器除了要快速回應負載變化，也要兼顧輸出紋波、諧波、轉換效率與保護精度，對即時運算、PWM控制及電壓電流取樣能力提出更高要求。

針對AI資料中心與高功率數位電源，GigaDevice以GD32G5作為主要控制平台。GD32G5採用最高216MHz Arm Cortex-M33核心，搭配硬體運算加速、高速ADC及時間解析度可達145ps的高精度定時器，可支援PFC、LLC與多相Buck等電源架構。以12kW OCP伺服器電源為例，可由兩顆GD32G5分別控制前級圖騰柱PFC與後級全橋LLC；面對GPU快速變動的大電流負載，也能透過多相交錯控制降低電流紋波與功率元件熱應力，改善電源的暫態響應。

資料中心供電架構朝800V HVDC發展，也讓GD32G5的應用延伸到更前端的電源系統。GigaDevice公開方案中，GD32G5可用於10kW三相Vienna PFC，將三相交流轉換為650V高壓直流母線，此Vienna方案官方實測滿載 THDi 為1.303%、PF達0.999。提高母線電壓後，可降低相同功率下的傳輸電流與線路損耗；數位控制則可透過軟體調整參數與輸出設定，使同一平台更容易因應不同功率等級與系統規格。

為協助客戶降低系統開發複雜度，GigaDevice也將產品布局由MCU延伸至記憶體、類比、感測與開發工具。MCU負責即時控制、通訊與保護，Flash可用於程式、資料記錄與OTA映像儲存，類比元件則支援電源轉換及電壓、電流量測；搭配開發板、軟體函式庫與參考設計，讓客戶能在既有平台上完成系統整合與功能調整。雙Bank Flash、安全啟動與安全OTA等功能，也讓產品量產後仍可進行韌體更新與版本維護，降低後續維運負擔。

目前GD32M531已完成先期送樣與客戶驗證，並進入小批量長時間運轉測試及量產推進階段；在AI資料中心方面，12kW OCP、三相Vienna PFC與多相Buck等方案已與主要電源業者展開合作，部分專案進入規模量產，800V HVDC也正由技術驗證朝商用導入發展。

後續GigaDevice將持續深耕馬達控制（機器人手臂、工業馬達）、智慧家電、家庭服務機器人等應用，並擴大AI資料中心、光儲充與工業電源布局，同時整合MCU、記憶體、類比、感測與邊緣AI產品，提供更完整的系統開發支援。