2025年12月4日，九峰山實驗室宣布了一項重大的科技突破——氮化鎵電源模塊的研發(fā)成功。該電源模塊只有拇指大小，100萬個指甲蓋大小的“黑盒子”，裝入一座容量1吉瓦（10億瓦）的超大型AI算力中心機柜里，一年可省近3億度電，約合2.4億元電費。
圖片來源：中國光谷
團隊負責人李思超博士說，該成果目前已完成概念驗證，即將開始中試驗證，預(yù)計3-5年內(nèi)量產(chǎn)，屆時可滿足千億級市場需求。
1、吉瓦級算力爆發(fā)式增長，AI數(shù)據(jù)中心能耗缺口凸顯
當下AI算力中心是典型的“以電換算”模式，1座1吉瓦AI算力中心一年用電量達87.6億度，相當于一座大型核電站的滿負荷發(fā)電量。其中負責將高壓電轉(zhuǎn)換為XPU（專用處理器）所需低壓電的電源模塊，年耗電量就有10億度，占中心總用電量的11%，是能耗占比極高的核心部件。
未來算力中心的能耗壓力正以“吉瓦級”為單位持續(xù)攀升，全球科技巨頭與國家層面的算力基建布局，更直觀印證了能耗問題的緊迫性，節(jié)能已成為算力產(chǎn)業(yè)不可回避的核心訴求。
谷歌與AI獨角獸Anthropic在2025年10月達成數(shù)百億美元算力合作，明確配套1吉瓦電力容量，為百萬個TPU芯片提供算力支撐，僅這一單一合作項目的能耗就相當于一座大型核電站的供電規(guī)模。
OpenAI更是密集布局超大型算力集群，與博通、AMD分別推進兩項10吉瓦級定制算力項目，疊加與甲骨文、軟銀聯(lián)合打造的8吉瓦“星際之門”算力園區(qū)，僅其公開披露的項目總能耗就已突破28吉瓦，相當于紐約市峰值用電規(guī)模的兩倍以上。
但此前算力中心電源模塊多采用硅基芯片，這種傳統(tǒng)方案存在明顯短板。一方面電能轉(zhuǎn)換過程中損耗高，造成大量電力浪費；另一方面硅基模塊體積較大，不利于算力機柜的高密度部署，且長期使用下來綜合成本也居高不下。
02、氮化鎵技術(shù)“降電革命”，破解吉瓦級算力能耗困局
氮化鎵作為新一代半導(dǎo)體材料，具有更高的電子遷移率和耐壓特性。將其制成硅基氮化鎵芯片裝入電源模塊后，電能轉(zhuǎn)換損耗能降低30%，這正是該模塊實現(xiàn)大幅節(jié)能的核心原因。同時，氮化鎵材料的特性還能讓模塊體積縮小30%，既節(jié)省機柜空間，又能適配算力中心高密度部署需求。
為了搶占未來的產(chǎn)業(yè)技術(shù)制高點，九峰山實驗室在今年初組建了一支由李思超博士領(lǐng)導(dǎo)的跨部門攻關(guān)團隊，專注于氮化鎵電源模塊的研發(fā)。盡管氮化鎵半導(dǎo)體工藝復(fù)雜，涉及上千道工序，且加工精度要求達到納米級別，但實驗室的7名博士經(jīng)過數(shù)百輪測試與優(yōu)化，成功實現(xiàn)了氮化鎵全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)的閉環(huán)。
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目前，九峰山實驗室已與多家國內(nèi)數(shù)據(jù)中心電源廠商達成合作，承接商業(yè)訂單規(guī)模超過千萬元。此外，實驗室還與光谷國資平臺合作，成功孵化了8家化合物半導(dǎo)體相關(guān)企業(yè)，推動前沿技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。該氮化鎵電源模塊預(yù)計將滿足千億級市場需求，隨著全球AI算力中心的擴張，電源模塊市場潛力巨大。
（集邦化合物半導(dǎo)體 金水 整理）
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