聚焦系统级创新,安森美重构AI数据中心与智能驾驶的底层逻辑
2026-07-14
18:56:12
来源: 李晨光
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当AI算力的指数级增长撞上数据中心能效的物理天花板,当软件定义汽车的浪潮倒逼车载电子架构的系统性重构,一场由电源技术驱动的产业变革正在悄然发生。
2026年慕尼黑上海电子展上,安森美(onsemi)以“系统筑基,智驭高效”为主题亮相展台,并同期举办媒体沟通会,围绕AI数据中心的能源革命与智能驾驶的系统创新两大核心议题,携高层与技术专家团队展开深度分享。
从电网到算力核心的端到端电源链路,从区域架构到边缘节点的全栈车规方案,安森美正在以系统级思维重新定义智能电源与感知技术的边界。这场技术分享不仅是产品路线图的披露,更是对下一代电子系统底层逻辑的一次深度拆解。
AI数据中心——能源革命的全链路重构
当下,AI正在重塑整个半导体电源生态。随着单机架内GPU数量持续增加、功率密度不断攀升,数据中心的供电方式正在被改写。一组数据足以说明问题:2025年典型机架功率约为150kW,而到2030年,AI机架的功率将突破1.5MW,五年间增长超过十倍。据市场预测,到2030年,AI工厂将成为全球第六大用电主体,年耗电量达到约980太瓦时(TWh),超越法国、德国等传统工业大国的全国用电量。

“在AI规模量级,能效不再只是器件层面的指标,而是企业实现成本优势与可持续发展竞争力的关键筹码。”安森美指出,能效每提升1%,全球AI数据中心每年可节约约10TWh电能,相当于减少300-400万吨二氧化碳排放。这意味着,电源效率的微小进步,在规模化效应下将产生巨大的经济与环境价值。
然而,传统54V供电架构已逼近物理极限。铜排重量、传导损耗、布线复杂度都随着电流增大而急剧恶化。安森美电源方案事业部副总裁兼总经理Sravan Vanaparthy算了一笔账:传统54V架构下,仅母线铜排的重量就很大;而转向高压直流母线后,系统尺寸显著缩小,成本降低,端到端能效反而提升——因为高压架构能够减少电源转换级数,每减少一级转换就意味着少一份能量损耗。
800V高压架构:从可选项到必选项
800V直流母线正在从行业讨论走向规模落地。下一代数据中心正走向解耦式架构,将供电系统与计算机架分离,由独立的电源侧柜与纯IT计算机架并行部署。为支撑超过600kW的纯IT机架,800V直流母线走上前台,并由此催生出一个全新的关键环节:高压中间总线转换器(HV IBC)。据Yole Group预计,到2031年,HV IBC市场规模将达到11亿美元,其中仅800V转48V模块就将贡献约6亿美元。
但800V架构的落地并非坦途。安森美电源方案事业部碳化硅产品线负责人Biljana Beronja坦言,当前面临三大核心挑战:其一,生态系统的协同与标准统一,新旧架构长期共存,迁转路径仍在探索;其二,监管法规与安全标准的同步升级,高压环境下的系统保护、故障检测与隔离要求完全不同;其三,系统设计与部署的工程化难度,从低压到高压的思维转变需要时间。
“高压对安森美来说并不是新鲜事物。” Biljana补充道,安森美在汽车、工业太阳能和储能系统中早已积累了丰富的高压应用经验,这些经过验证的技术正在被系统性地引入AI数据中心领域。面对不同客户的迁移节奏,安森美采取了“工具箱”式的产品策略——从电网到负载端全覆盖,客户可以根据自身架构需求灵活选择硅基、碳化硅或氮化镓方案,实现分阶段平滑升级。而这种灵活性背后,是一套更深层的系统级设计哲学。
“AI数据中心的电力需求正在呈指数级增长,传统电源架构已难以满足未来在规模、功率密度和能效方面的要求,”Biljana指出,在这样的功率等级下,高效率、高功率密度以及系统级优化已不再是可选项,而是必备条件。安森美的可扩展电源平台覆盖从电网到负载的完整供电链路,确保各个环节协同工作,而非孤立地优化单个器件性能。
这种系统级能力的独特之处,在于安森美融合了硅、碳化硅和氮化镓三大技术平台,并结合先进封装、电源拓扑设计与系统级应用经验,能够针对不同应用场景选择最优技术路线:低压转换环节采用硅技术,高压高效率场景部署SiC方案,而面向更高电压与更高开关频率的未来需求,GaN技术将发挥越来越重要的作用。
更重要的是,这一平台采用模块化、可扩展设计,支持从千瓦级服务器电源到兆瓦级AI计算集群的各类架构需求,帮助客户从48V到400V乃至800V实现平滑演进,而无需对整个系统进行全面重构。“安森美提供的并非单点产品解决方案,而是一个模块化、可扩展且面向未来的平台,能够帮助客户随着数据中心架构不断演进,更高效地扩展AI基础设施规模。” Biljana强调道。
SiC JFET:突破GaN垄断的新路径
800V IBC的设计面临极为严苛的挑战:它不仅需要实现从800V到48V或12V的高降压比,还必须在极小的外形尺寸下保持极高的转换效率。这意味着转换器必须稳定运行在接近1MHz的极高开关频率之下。
长期以来,业界主要依赖GaN方案来满足这些要求。但随着应用走向纵深,GaN的局限性也逐渐显现:在数据中心高负荷、高热量的环境中,GaN的导通电阻温度特性会对损耗与热设计提出更高要求;同时,GaN对栅极驱动、PCB布局寄生参数、dv/dt控制和EMI管理更为敏感,提升了系统设计复杂度。
这正是共源共栅(cascode)SiC JFET的用武之地。本次展会上,安森美展示了业界首款面向800V IBC的SiC JFET方案,在LLC拓扑下实现700kHz以上的开关频率,为行业在GaN方案之外提供了一条更具优势的技术路径。

从结构上看,Cascode SiC JFET把一颗常开型SiC JFET与一颗低压硅MOSFET集成在一起,既保留JFET的优异性能,又能在更小的芯片面积上实现领先的单位面积导通电阻。安森美SiC JFET产品线经理Yusi Liu透露,安森美的SiC JFET样机可达到800kHz到1MHz的开关频率,这是其他厂商的碳化硅MOSFET很难做到的。1.2kV的cascode JFET已可运行6000瓦满功率,这一方案在客户端具有独特竞争力。
技术层面的优势是多维度的:首先是低导通损耗与低关断损耗,配合低输出电容,换来更快的开关速度;其次是温度稳定性,SiC JFET的导通电阻温度系数更具优势,高温下的可靠性更有保障;第三是驱动兼容性,它兼容标准硅栅极驱动,设计门槛显著降低;最后是成本优势,相对简单的工艺结构带来了更优的成本结构。
值得注意的是,SiC JFET的价值远不止于IBC。在固态断路器(SSCB)领域,SiC JFET同样大放异彩。从1500A到5000A的电流等级,碳化硅的快速响应能力能够提供微秒级的保护效果,将传统机械断路升级为固态电子断路。Biljana强调,安森美并不是把SiC JFET作为单颗器件推向市场,而是作为系统性解决方案的一部分——配合栅极驱动器、控制器和诊断功能,实现故障预判、快速响应和安全关断的完整闭环。
垂直氮化镓:下一代技术的战略储备
如果说SiC JFET是当下800V架构的破局者,那么垂直氮化镓(VGaN)则代表着安森美对下一代电源技术的战略布局。
Sravan表示,垂直氮化镓是安森美重点投资的领域,公司在该领域拥有超过130项专利,涵盖原材料、器件结构到制造工艺的全链条。相比横向GaN,垂直GaN能够将损耗降低50%-60%,同时实现更高的功率密度。
电压等级方面,安森美的垂直氮化镓方案覆盖1.2kV、2000V和2.2kV多个等级,功率范围从1.2kW扩展到10kW,应用场景包括固态变压器(SST)、高压UPS、高压IBC等。这意味着在中高压功率转换领域,垂直氮化镓有望成为继SiC之后的又一技术选项。
“不同的客户有不同的需求,” 电源方案事业部SiC JFET产品线经理Yusi Liu解释道,JFET是1200V器件,横向GaN目前是650V,客户可以根据不同的拓扑、驱动和系统成本要求来选择。两条技术路线我们都会推进。这种多技术路线并行的策略,让安森美能够覆盖从低压到高压、从低频到高频的全场景需求。
第三代SiC与可靠性体系:看不见的护城河
在碳化硅领域,安森美的积累远超市场认知。截至目前,搭载安森美碳化硅器件的汽车累计行驶里程已超过百亿英里,这一规模效应带来的可靠性数据是竞争对手难以企及的。
据Biljana介绍,安森美第三代碳化硅产品中的M3S技术专门面向高开关频率应用优化,非常适合AI数据中心场景。更重要的是,安森美内部的质量标准远超行业平均水平——关键应力参数和可靠性要求比行业标准高出两到三倍。这种"超额设计"的理念,确保产品在实际应用中拥有充足的可靠性余量。
热管理同样是AI数据中心的核心挑战。安森美在先进封装方面持续投入,支持顶部冷却、液冷等多种散热方案,针对数据中心特定场景提供定制化的热管理解决方案。从芯片到封装再到系统,安森美正在构建一条完整的能效优化链条。
从器件选型到系统级设计的全栈式布局
电源设计的痛点往往不在单个器件,而在器件之间的匹配。功率开关器件与栅极驱动器的组合,直接决定了系统的整体性能,但传统数据手册只能提供单器件参数,无法回答"搭配起来效果如何"的问题。
安森美今年发布的Elite Pairing Studio设计工具正是为解决这一痛点而生。安森美碳化硅系统级仿真资深技术专家Didier Balocco将其定义为“辅助设计工具”而非单纯的仿真工具——它把功率开关器件和栅极驱动器的组合性能数据整合在一起,让工程师在几秒钟内就能完成所有可能搭配的筛选与分析。
具体而言,选定一个功率开关器件后,系统会自动分析安森美产品组合中所有匹配的栅极驱动器,生成组合后的性能数据表。工程师可以根据开关速度、成本、EMI表现等维度进行排序,快速找到最适合自身架构的方案。这种系统级知识传递的思路,把安森美在多物理场仿真中积累的经验直接赋能给客户,大幅缩短选型与验证周期。
智能驾驶——区域架构与平台化创新
当前,汽车产业正在经历一场深刻的架构变革。电气化、ADAS升级、软件定义汽车三大趋势交汇,推动车载电子架构从传统的分布式ECU,经域控制阶段,加速向区域控制(Zonal)演进。

安森美模拟与混合信号事业部以太网专家和车载网络产线负责人 Henri‑Xavier Delecourt指出,区域架构带来三大转变:其一,电源分配从集中式走向区域化,复用区域架构的布线路径将电力输送到所需位置;其二,智能保险丝(eFuse)逐步替代传统继电器和保险丝,实现可配置、可诊断的智能配电;其三,中央计算单元算力持续增强,承担更多决策功能,而边缘节点则向精简高效的方向演化。
这一变革对车载通信网络提出了全新要求。以太网作为骨干网已基本成为行业共识,但挑战在于:如何将以太网推向边缘节点?传统CAN总线在边缘传感器领域沿用了三四十年,主机厂的思维转变和系统整合都需要时间。
“挑战本身不在于技术,而在于概念验证和系统整合。” Henri‑Xavier坦言,每个主机厂都需要完成技术验证,从CAN/LIN的思维模式切换到以太网的思维模式,这是一种根本性的变化。但一旦完成转变,从主干网到边缘都说同一种语言的优势将释放软件定义汽车的潜力。
10BASE-T1S:以太网向边缘节点的渗透
10BASE-T1S单对以太网正是安森美推动以太网向边缘延伸的核心技术。它支持多点连接,能够将超声波传感器、LED照明、位置传感器等边缘节点直接接入以太网主干,省去了CAN转以太网的网关开销。
Henri‑Xavier以中国市场为例,指出中国车企的发展速度堪称光速,这对供应链的响应速度提出了极高要求。而10BASE-T1S方案的优势恰好契合这一需求:以太网本身是成熟技术,工业领域已应用多年,能够帮助车企快速完成架构转换;10Mbps的速率在满足边缘节点需求的同时,成本远低于高速以太网;更重要的是,以太网原生支持网络安全功能,契合智能汽车的安全趋势。

对于10BASE-T1S量产落地的瓶颈,安森美认为,最大的挑战并非技术本身,而是各主机厂的架构差异。不同OEM的转型节奏不同——欧洲厂商可能平台固化、改动困难,只能循序渐进;而中国车企则步伐更快。安森美的策略是提供灵活的平台化方案,通过eFuse等电源管理芯片帮助OEM逐步完成架构演进,而不是要求一步到位。
展望未来两到三年,软件定义汽车底层的系统性创新关键在于边缘节点的全面可访问性。就像计算机外设即插即用一样,如果汽车软件架构能够实现更多边缘节点的IP化即插即用,整个开发效率将迈上一个新台阶。安森美正在PLCA(物理层冲突避免)等概念上持续创新,为这一目标奠定基础。
Treo平台:模拟混合信号的技术底座
如果说10BASE-T1S是区域架构的"神经网络",那么Treo平台就是支撑这一切的“技术底座”。

Treo是安森美基于65nm BCD工艺打造的模拟和混合信号平台,集成了电源管理、高压器件、通信接口、传感接口和数字处理等多个子系统。其电压覆盖范围从1V到90V,能够轻松支持48V汽车架构的需求。
Henri‑Xavier表示,Treo平台采用模块化架构,就像玩乐高一样——在现有IP模块基础上组合搭建新的解决方案。栅极驱动器、SmartFET、车载LED驱动器、超声波传感、电感检测、10BASE-T1S以太网等产品,目前都已基于Treo平台实现。这种方式不仅提高了集成度、优化了功耗,更重要的是大幅缩短了产品上市周期。

对于不同产品线,Treo平台的价值体现各有侧重。在LED驱动领域,它带来了更高的集成度和更小的尺寸;在以太网收发器领域,它保障了通信的稳定性和低功耗;在位置传感器领域,它实现了传感接口与信号处理的深度融合。但无论哪条产品线,Treo都带来了一个共同价值——以平台化能力支撑规模化量产,同时满足不同地区、不同客户的差异化需求。
无MCU智能照明:软件定义汽车的微观缩影
智能照明是区域架构中最具代表性的边缘节点应用,也是安森美技术积累最深厚的领域之一——公司在汽车前沿LED照明领域拥有15年以上经验,是行业开创者与市场领导者。

传统车灯架构中,每个LED模块都需要一颗本地MCU来执行控制逻辑,软件开发分散、版本管理复杂、BOM成本高。而安森美提出的"无MCU智能照明"方案,通过RCP(远程控制协议)让LED驱动器直接接收中央计算单元的指令,将智能从边缘节点上移到中央平台。
安森美模拟与混合信号事业部汽车智能照明专家 Paul Decloedt详细阐述了这一方案的成本优势:首先,省去了每个灯模块的MCU,改用成本更低的RCP器件;其次,软件开发从"每个模块一套"变为"中央平台统一开发",避免了重复开发和多供应商版本兼容问题;第三,产品上市周期缩短,软件维护更加高效。
更具想象空间的是,“无MCU化”并非只适用于照明。Paul Decloedt透露,安森美的整个部件库都支持RCP协议,包括传感器在内的多种边缘节点都可以实现无MCU部署。随着软件定义汽车向L3-L5自动驾驶演进,越来越多的边缘节点将从“硬件驱动”转向“软件定义”,而RCP+以太网的组合正是这一趋势的关键使能技术。

在具体产品层面,安森美打造了基于10BASE-T1S RCP的下一代矩阵大灯方案。单组NCV78964驱动器为两组共24颗灯珠提供恒流输出,配合NCV78343的12路开关实现分区/通道级控制,PWM调光分辨率达0.1%。每路LED均支持开路/短路检测,芯片级过温保护响应时间小于1ms。该方案覆盖乘用车与商用车全场景,原生支持OTA灯光模式迭代,精准匹配高阶自动驾驶的照明交互需求。
eFuse:智能配电的核心载体
区域架构的另一大支柱是智能配电,而eFuse(电子保险丝)正是实现这一转变的核心器件。
安森美指出,传统保险丝只是一次性保护器件,而eFuse则融合了开关、保护和电源管理三重功能。最关键的差异在于软件定义能力:同一硬件平台可用于小型车或大型车,通过软件在车辆配置阶段定义保险丝参数——同一器件可以根据负载需求配置为不同规格,无需更换硬件。这高度契合软件定义汽车的思路。
可靠性方面,eFuse同样优势明显。传统保险丝熔断后必须物理更换,维修成本高;而eFuse在检测到异常时,可进入降额/限功率模式,提供丰富的诊断信息,异常排除后自动恢复,大幅提升系统级安全性。
从系统集成角度看,eFuse的通道集成带来显著的成本与空间优化。安森美的数据显示,将单/双通道eFuse控制器集成为四通道方案,可实现20%以上的成本节约;eFuse通道集成使IC数量减少10%;MOSFET集成则可实现约40%的占板面积节省。在汽车电子空间日益紧张的今天,这种集成化趋势尤为重要。

值得一提的是,安森美eFuse产品代际进步显著。基于Treo平台的新一代48V eFuse,导通电阻RDS(on)从上一代的80mΩ降至20mΩ,品质因数(FOM)减小70%,性能提升的同时尺寸反而缩小。这正是Treo平台化优势的直接体现。
结语
从AI数据中心800V高压架构的SiC JFET突破,到汽车区域控制架构中10BASE-T1S与eFuse的系统级协同,再到Treo平台作为模拟混合信号的统一技术底座——安森美在2026慕尼黑上海电子展上展现的,已不再只是传统功率半导体器件供应商的单点能力,而是面向高增长场景的系统级创新能力。。
正如安森美高级副总裁兼首席营销官Felicity Carson在开场中所言,安森美的核心竞争力“并非单一赛道的优势,而是覆盖多个高增长领域的完整产品矩阵的协同能力”。从晶圆、封装到系统级方案,从硅基、碳化硅到氮化镓的多技术路线并行,既保证了技术广度,又实现了规模效应,能够灵活应对不同市场、不同客户的差异化节奏。安森美正在以系统级的思维重新定义电源与感知的价值边界。
在AI算力狂飙与汽车架构重构的双重浪潮中,系统筑基正在成为决定技术落地的关键变量。而安森美,正试图在这一变量中占据核心位置。
责任编辑:chenguang
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