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800V直流架构带来新需求,至信微的SiC JFET迎来怎样的机会?

假设一条直流供电支路长期承载200A电流,开关器件的导通电阻每增加1mΩ,就会多出约40W的热损耗。这笔损耗会在日常供电中持续发生,而保护开关真正执行关断动作,往往只在异常出现时。既要把长期通流的损耗压低,又要在故障瞬间迅速隔离电流,正成为高密度AI数据中心直流配电面临的一项器件选择难题。

2026年9月,英飞凌与SolarEdge宣布合作开发面向800V直流配电的固态断路器,英飞凌提供碳化硅结型场效应晶体管(SiC JFET),SolarEdge负责保护装置的系统设计。此前,英伟达已将800V直流配电纳入下一代AI基础设施路线。这些进展让SiC JFET从功率半导体产品线中的一个相对小众分支,进入了数据中心供电架构的产业讨论。

同一时期,深圳市至信微电子有限公司(以下简称“至信微”)在湾芯展上展示了1200V/3.6mΩ等JFET产品。此前推出的1200V/5mΩ系列已完成部分核心客户端验证并进入供货阶段,相关产品依托8英寸碳化硅工艺平台推进量产。新一轮需求与国内器件研发进展交汇,使至信微有机会回答一个更具体的问题:一颗低导通电阻芯片,距离进入数据中心的保护系统还有多远?

电压升到800V,电流降下来之后还有一笔账

英伟达在2025年提出面向兆瓦级机架的800V直流架构,并在2026年进一步介绍现有交流基础设施与未来原生直流设施的分阶段部署路径。传统机架内部常见54V直流配电,功率密度提高后,输送大电流需要更多铜排、连接件和空间,电能在多次转换中还会产生损耗。

用同一段线路输送100kW功率做理想化比较,54V对应的电流约为1850A,800V则约为125A。现实中,机架内54V和设施至机架的800V并非简单原位替换,但这组数字解释了提高配电电压的工程动机:降低大电流造成的导体和热管理负担,为算力设备留出更多空间。

电压提高后,故障隔离的难度也随之改变。交流电流周期性经过零点,机械触点相对容易借此熄弧;直流线路没有自然过零点,短路时电流还可能迅速上升。如果等待机械触点完成动作,电弧抑制、故障能量以及相邻设备的保护配合都会更加复杂。采用半导体开关的固态断路器,可以在不依赖机械触点分离的情况下快速切断支路电流。

速度却不是系统设计的唯一指标。保护装置需要识别故障发生在哪条支路,避免上级电源或其他机架被无谓切断;开关断开后,线路电感中积存的能量也必须有合适的释放路径。英飞凌与SolarEdge的合作,因而将SiC JFET放在固态变压器与计算机架之间的直流保护环节,而非单纯替换某颗电源变换芯片。

这条技术路线尚在形成产业化路径。SolarEdge在2026年9月公布,其从中压到800V直流的转换级已在实验室带载运行,完整供电链路仍在进行系统验证;与英伟达共同提出的保护及接地框架,也没有把某种半导体器件规定为唯一答案。对于器件供应商而言,需求方向已经清楚,系统方案与规模采购的边界却仍需由工程实践确定。

低导通电阻之外,JFET怎样完成安全关断

与需要频繁开关的电源变换器相比,固态断路器在绝大部分运行时间内保持导通。因此,开关器件的持续损耗直接进入电力设备的效率与散热设计;故障发生后,能否切断电流则要看检测、驱动以及器件承受瞬态应力的能力。

至信微2026年推出的1200V/5mΩ SiC JFET,正是面向大电流应用扩展的低阻规格。产品介绍中,其连续通流能力标称超过280A。对固态保护而言,低电阻可以减少持续导通时的发热,也可能降低散热器和并联器件的配置压力;但标称电阻随结温、驱动和封装条件变化,单颗芯片的通流数据不能直接写成断路器的整机额定电流。

JFET的器件结构提供了另一项技术选择。与通过绝缘栅氧化层控制沟道的SiC MOSFET不同,JFET采用PN结栅极控制导电沟道,不涉及MOSFET栅氧界面的同类可靠性问题。不过,器件结构差异并不自动保证整机耐高温、长寿命或更好的短路表现;栅极偏置、浪涌耐量、封装散热和长期参数漂移,都要回到具体器件及测试条件。

其中最容易被误读的,是常通型JFET在栅源电压为零时能够导通。长期通流的工作状态确实使它具有应用吸引力,但当控制电源中断时,保护开关未必能够自然进入安全关断状态。对承担故障隔离责任的装置来说,失电后不能切断电流,可能比正常导通损耗更难接受。

国际厂商的产品选择说明了这个问题。英飞凌2026年6月扩充JFET系列时,同时推出常关型组合配置,将SiC JFET与低压硅MOSFET配合,适应不同的驱动方式和系统安全要求。它还将线性工作区耐受、雪崩能力和封装热性能列为固态保护的关键指标。对至信微而言,5mΩ乃至3.6mΩ规格所打开的,首先是参与这些系统设计比较的机会;具体采用裸JFET、组合结构还是其他驱动方案,仍取决于客户保护电路的要求。

从8英寸量产到系统交付,至信微如何形成自己的位置

至信微成立于2021年,核心团队长期从事功率半导体器件设计和工艺开发。在SiC MOSFET产品基础上拓展JFET,其已公开的产品进程相当紧凑:2026年初,1200V/260mΩ产品完成重要客户端验证并进入量产;4月推进650V/140mΩ规格;8月推出面向更大电流的1200V/5mΩ系列;10月湾芯展又展示1200V/3.6mΩ以及多个650V、1200V电阻规格。

这些产品不能简单理解为一颗芯片连续从260mΩ降到3.6mΩ。不同耐压和导通电阻组合,对应不同电流等级、芯片面积及应用方式。较高电阻规格可以服务于较小电流的开关或保护节点,低阻大电流器件则对芯片尺寸、导通一致性、封装与制造良率提出更高要求。至信微逐步补齐的是应用覆盖范围,也是从器件设计走向规模供货所需的工程能力。

这一能力必须经受制造环节检验。至信微的JFET系列已在8英寸G4工艺平台推进量产,1200V/5mΩ系列公布的良率超过90%。较大晶圆可以增加理论芯片产出,但低阻器件往往还需要更大的有效芯片面积,任何制造缺陷都可能影响良品数量;能否长期保持批次一致性和稳定交货,比单独公布某次低阻参数更接近设备厂商的采购判断。

2026年3月,至信微还公布,其与国内代工厂合作的8英寸碳化硅系列产品累计出货超过百万颗。这里需要区分的是,这项出货统计涉及公司8英寸碳化硅系列,不能全部归入JFET,更不能据此推算AI数据中心固态断路器的采购规模。现有资料能够支持至信微已有JFET客户端验证与量产供货进展,但尚不足以确认其器件已进入某个公开可核的800V数据中心运行项目。

真正改变竞争位置的下一步,是把器件的低阻和制造能力交给系统测试。固态断路器厂商需要观察相同电流、结温和保护策略下的通流损耗,检验故障时的切断时间、过电压及重复冲击,再计算驱动电源、散热以及保护电路的整体成本。若这些数据经得起比较,至信微的8英寸产能和多规格产品线才能从“可供选择的器件”进一步变成可重复采用的系统方案。

英飞凌与SolarEdge已经展示出这条产业链的分工:器件企业解决芯片及封装性能,系统企业完成保护逻辑、接口与工程验证。至信微有了进入这一分工的产品基础。随着800V直流配电从架构设计走向实际部署,决定其机会大小的,将是低阻JFET能够为保护系统节省多少持续损耗,又能否在故障发生时可靠地把电流切断。

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