英飛凌善用「垂直供電」新技術 解決AI電力荒

全球科技巨頭近年在AI基礎建設的資本支出顯著成長。2022年底ChatGPT問世後，應用需求帶動投資曲線大幅上揚。市場預估，2030年AI基建年度資本支出將達5000億美元，較過去成長五倍。推動這波投資的核心在於：

第一，算力需求的倍數成長。 AI模型參數規模從2021年的10億，至2025年已提升至1兆等級。算力提升進一步推動資料中心、機器人等應用，讓技術逐步成為現實。然而，資料中心也形成了「吃電怪獸」。六年前，單顆運算晶片功率約400瓦，未來一至兩年將上看4000瓦；單一機櫃用電量則從60千瓦推升至1百萬瓦（1MW）等級。這對電力供應與穩定性形成前所未見的挑戰。

第二，電力需求的急遽攀升。 三年前，AI資料中心僅佔全球用電量2%，推估未來五年內將攀升至7%。屆時全球AI資料中心的耗電量，將相當於印度全國的一年用電量。這對電力系統而言是結構性壓力，而非線性成長。

陳志豪認為，AI發展不可能放慢，關鍵在於如何用得更有效率。資料中心的挑戰已從單純供電，轉向如何在有限空間內維持高負載、不中斷的運作。

什麼是「垂直供電」？讓能源直達晶片核心英飛凌作為全球前十大半導體公司，聚焦能源、交通與物聯網。能源相關業務佔整體營收四成，其核心目標是：以更少能耗支撐更高功率。

英飛凌提出的「垂直供電」新技術，是將供電設計直接置於GPU下方，取代傳統橫向供電。這種設計能縮短供電距離，降低約一成的能量損耗。

隨著晶片功率拉高，傳統將電源與處理器集中在同一機櫃的設計，已難以承受高密度用電產生的損耗與散熱壓力。因此，愈來愈多資料中心將電源系統獨立為專屬機櫃，並導入多向供電。垂直供電正是在此背景下，成為提升效率的解法。

此外，新一代半導體材料也是關鍵。英飛凌同時掌握矽、碳化矽與氮化鎵三種材料，能在成本與功率密度間提供彈性。

放眼整體電網，包括儲能系統、固態變壓器、固態斷路器等，從發電、配電到用電端，半導體都能發揮重要作用。從電力的產生到最終使用，半導體在每一個環節都扮演不可或缺的角色。這不只是為了支撐AI的發展，更是為了讓整個能源系統更有效率、更具韌性。

(文 圖/英飛凌)