宽禁带器件赋能AI数据中心升级，东芝抢抓800 V架构迭代新机遇

AI算力持续升级带动服务器功耗大幅攀升，推动数据中心电源架构迎来新一轮变革，也对SiC、GaN 宽禁带 功率器件的性能、封装工艺与系统集成能力提出更高标准。针对 AI数据中心 电源专属的 宽禁带 器件选型、技术迭代、量产落地及市场布局等问题，近日，EEPW电子产品世界专访了全球知名功率半导体厂商—— 东芝 电子元件及存储装置株式会社。

E EPW：AI 数据中心用 宽禁带  SiC/GaN的发展趋势是什么？

东芝 ：随着AI服务器功耗持续上升，我们认为数据中心电源架构将从传统的以48V为中心的配置，向 800V HVDC（±400V）系统演进。在这一转型过程中，SiC和GaN的应用领域也将更加清晰地分化。未来，关键要求将不再局限于提升效率，“高功率密度”“液冷兼容性”“更高开关频率”以及“系统级优化”将变得愈发重要。因此，我们认为，充分发挥Si、SiC和GaN各自优势，并根据不同应用场景进行适材适所组合的架构，将成为主流方向。

EEPW ： 800V HVDC、48V 中间母线架构下，贵司 SiC/GaN 产品技术方案、散热封装、能效优化核心优势是什么？

东芝 ：面向 800V HVDC架构，我们同时布局1200V SiC MOSFET和650V GaN功率器件，并将根据不同应用需求推进最优方案提案。在SiC MOSFET方面，我们正在开发1200V级最新一代的第六代产品，并已开始提供测试样品。第六代产品可进一步降低导通电阻和开关损耗。除芯片性能提升外，我们还通过与具备顶部散热能力的表面贴装封装QDPAK相结合，积极应对AI服务器电源液冷化和高功率密度化的需求。

在GaN功率器件方面，我们正在开发采用MOS栅极结构的器件，以提升抗误导通能力，并实现低导通电阻和低开关损耗。

EEPW ：贵司是否有专用 SiC 仿真工具或设计平台，如何解决 SiC 管与栅极驱动匹配设计痛点？

东芝 ：我们提供包括在线电路仿真器、各类应用说明和参考设计在内的多种设计支持资源。

针对SiC MOSFET，我们还提供SPICE模型和PLECS模型，支持客户开展电路设计与评估。

EEPW ：贵司 GaN/SiC 器件在 AI 服务器电源等场景量产落地进度如何？

东芝 ：在SiC方面，我们已量产650V和1200V耐压的第三代SiC MOSFET。同时，为进一步提升性能，我们正在开发1200V耐压第六代产品，目标是在2026财年内启动量产。此外，我们还计划陆续向市场推出750V产品。

在GaN方面，我们正在开发采用MOS栅极结构的650V耐压产品，目标是在2026财年以后启动量产。

EEPW ：贵司的宽禁带器件在成本、可靠性、系统集成层面的竞争力如何？

东芝 ：在SiC MOSFET方面，现有第三代产品采用内置SBD结构，有助于确保高可靠性，同时抑制导通电阻波动。

第六代产品采用沟槽栅极结构，可实现更低的RonA，并通过器件性能提升进一步增强成本竞争力。

在系统层面，我们将持续强化综合解决方案提案，组合运用包括以下产品在内的广泛产品阵容： 

• SiC MOSFET和SiC SBD

• 未来GaN器件

• 低压MOSFET

• e-Fuse IC

• 光耦合器

• 数字隔离器

通过这些综合性提案，我们致力于帮助客户降低开发负担。

EEPW ：未来 2–3 年宽禁带产品迭代路线、产能规划、AI 算力电源市场布局战略如何？

东芝 ：未来两到三年，我们预计AI服务器向800V HVDC架构的转型将全面加速，并将 AI数据中心 市场定位为重要的增长领域。

SiC

• 开发第六代沟槽SiC MOSFET并扩充产品阵容

• 扩充QDPAK、TO-263-7L等表面贴装封装产品

GaN

• 开发650V GaN MOSFET并扩充产品阵容

• 开发低压GaN器件并扩充产品阵容

• 研究开发内置驱动器件及双向GaN器件

在市场战略方面，我们将发挥与AI服务器主要客户的合作关系优势，重点面向以下应用领域：

• 800V HVDC

• HV-IBC

• 48V电源

围绕这些目标应用领域，我们致力于成为能够提供Si、SiC和GaN的综合型功率半导体供应商。

主题：宽禁带器件