AI伺服器電源設計應用落地不翻車的關鍵一環

在面向1U AI伺服器設計的高功率密度電源方案中，電容器往往成為小型化的核心限制因素。隨著AI算力持續提升，伺服器電源的設計重心正在發生明顯變化。一方面，氮化鎵（GaN）等新型功率元件不斷提高開關頻率與效率；另一方面，伺服器整體高度、功率密度與散熱空間卻並沒有同步放寬。

在1U AI伺服器形態的空間約束下，即便磁性元件和功率元件不斷小型化，母線電容仍然是電源中體積佔比最高、最難壓縮的元件之一。這也使得電容器不再只是「配套元件」，而是直接決定電源方案能否成立的關鍵變量。

看起來只是體積問題  實際是多重工程約束疊加

在AI伺服器電源專案中，工程師往往會同時面對多項目標要求，包含整機功率密度持續提升、電源模組體積相比傳統方案壓縮50%以上、長期工作溫度105℃、高紋波電流工況下穩定運行、滿足伺服器長期高負載運行需求，容量衰減可控等。這些要求單獨看並不陌生，但在1U伺服器電源的空間條件下同時實現，難度會被成倍放大。

另外，很多專案在實際推進中會發現：電容體積一旦壓縮，容量很難跟上；容量勉強滿足，紋波電流能力卻成為瓶頸，及高溫 + 高紋波長期疊加後，容量衰減與溫升風險迅速累積等問題。但是問題往往不是「電源能不能工作」，而是能否在高功率密度條件下長期保持穩定狀態。

GaN提升了上限  也放大了對電容的要求

以納微（Navitas）氮化鎵AI伺服器電源解決方案 為例：GaN技術的引入，使電源具備了下列特點，包含
更高的開關頻率、更高的轉換效率、更小的磁性元件體積。

但與此同時，也對輸入端與母線端電容提出了更嚴苛的要求，例如更高的紋波電流承載能力、更高的容量密度、更嚴格的溫度與壽命邊界。在這種架構下，如果電容仍然沿用傳統規格，很容易成為系統性能釋放的限制點。

在實際方案中  關鍵不是「換電容」  而是「換設計邏輯」

在與方案商的公開合作案例中，永銘電子針對上述需求，選用了其IDC3系列液態鋁電解電容器，用於GaN AI伺服器電源的母線側設計。結構形式為牛角型液態鋁電解電容，這是一款以高容量密度與高紋波能力為核心定位的液態鋁電解電容，目標非常明確：在體積極限下，儘可能釋放系統設計空間。

真正拉開差距的  是容量密度這一項「底層能力」

在傳統液態鋁電解電容中，容量密度提升長期受到材料與工藝限制。與日系同類產品相比，永銘電子在體積不變的情況下，將容量密度從13.64μF/cm³提升至23.29μF/cm³，整整提升了70.7%。這一差異直接轉化為系統級收益：在滿足容量要求的前提下，電源模組體積可縮小約55%，這也是IDC3能夠被用於1U AI伺服器電源架構 的關鍵基礎。

高功率AI場景下  紋波能力決定長期穩定性

AI伺服器在實際運行中，長期處於高負載狀態，對電容的紋波電流能力提出了持續而非瞬態的要求。
在該方案中（公開資料）：IDC3 _450V_1400μF_D30xL70 mm電容的紋波電流能力可提升至19A，可有效減少並聯數量，優化布局，降低局部熱堆積風險，這不僅有助於小型化設計，也為長期運行的穩定性提供了更大的設計餘量。

高溫壽命  是伺服器電容不可迴避的現實指標

在105℃、額定電壓、負載壽命測試條件下（公開資料）：IDC3系列壽命大於3000H，容量衰減可控制在 8%以內這類表現，為伺服器電源在高溫、高負載條件下的持續運行提供了可預期的效能邊界，而不是依賴「經驗餘量」。

系統層面的收益  往往比單顆參數更有價值

在該納微GaN AI伺服器電源方案 中（公開資料），IDC3系列電容帶來的不僅是元件級優化，還包括：電源效率提升1%~2%，系統溫升降低約10℃，電源模組體積顯著壓縮。這些改進不僅實現了小型化，最終也體現在伺服器整體的可靠性與運行穩定性上。

在AI伺服器電源架構持續朝高功率密度與高負載演進的趨勢下，系統競爭力的差異已不再取決於單一規格指標，而是能否在實際運行條件中維持長時間的穩定與可控。

在此架構中，AI伺服器電容器作為電源系統中承受高瞬態電流與電壓波動的關鍵元件，其效能一致性與長期可靠性，正逐步成為影響電源設計成熟度與系統可擴展性的核心因素。如需進一步技術交流，可聯繫永銘。