SiC“送电进机房”：清纯半导体破解AI算力电源高压供电难题
AI 算力爆发推动单机架功率迈向兆瓦级，由英伟达主导的 800V 高压直流供电架构，正加速替代传统 48V 低压供电体系。在全新供电链路中，碳化硅承担将市电高效转换为 800V 高压直流并送入机房的任务，扮演 “送电进机房” 的能源骨干角色；氮化镓（GaN）则负责 GPU 侧末端降压供电。二者分工协同，破解 AI 服务器供电损耗、热管理等诸多瓶颈，传统硅基器件的性能已逐步触及上限。
作为国内 SiC 器件厂商， 清纯半导体 的产品已在 AI 数据中心场景实现批量出货，同时企业持续迭代 8 英寸第三代 SiC 工艺，布局高压芯片与先进散热封装。《电子产品世界》EEPW 记者专访 清纯半导体 创始人、复旦大学特聘教授张清纯先生，围绕 SiC 在智算电源中的应用定位、封装与能效优势、量产落地进度、企业核心竞争力以及未来产品产能规划，展开深度对话。
创始人、复旦大学特聘教授 张清纯
AI 算力单机架功率从传统 200kW 向着 1MW 以上的兆瓦级迈进，英伟达牵头的 800V 高压直流供电架构正全面替代 48V 低压体系。SiC 与 GaN 不再互为竞争关系，而是在供电链路中分工协作、协同渗透，成为破解供电损耗、功率密度、热管理瓶颈的核心方案。行业整体呈现五大核心趋势：架构驱动、分工明确；渗透率持续提升；器件迭代实现降本；系统集成化发展；国产替代进程加速。传统硅基 MOSFET 已遇到较大性能瓶颈，SiC、GaN 已经成为 AI 数据中心电源架构的刚需器件。
1.1 SiC：数据中心 “能源骨干”，主打高压大功率前端场景
SiC 适配工况区间：650V‑3300V、数十 kW 至兆瓦级、高频硬开关、高温高可靠工作环境。
SiC典型应用：
● 电网接入： 固态变压器（SST）、中压整流、UPS（不间断电源）、储能变流器（PCS）、固态断路器（SSCB）；
● 电源前级： 服务器 PSU（电源模块）的 AC‑DC PFC（功率因数校正）、HVDC PFC+LLC 1 。
核心优势： 耐压等级高、高温稳定性优异，具备高频高功率密度特性，导通与开关损耗低，硬开关工况下可靠性高，长寿命特性适配数据中心不间断运行需求。
产品定位： 将市电高效转换为 800V 高压直流并输送至机房，承担大功率能量输送与电网保护职能。SiC 的应用定位已经从 “设备内部器件” 上升至 “电力系统级解决方案”。
1.2 GaN：算力芯片“供电最后一公里”，主打中低压高频、高密度场景
适配工况区间： 100V/650V 以内、数百 W 至数 kW、MHz 级超高频率、软开关拓扑。
典型应用：
● 机架内DC‑DC降压： 800V→48V/12V 母线转换器（IBC）、48V 转 12V 中间总线电源；
● 板载近GPU供电： 适配 AI 加速卡的多相 Buck（降压变换器）微电源、刀片服务器板载电源。
核心价值： 开关速度极快，不存在反向恢复损耗，可将开关频率从几十 kHz 提升至 1‑2MHz，电感、电容、变压器体积缩减 40% 以上，电源功率密度提升 2～3 倍，很好地解决 AI 服务器机柜空间被电源挤占的痛点；最高转换效率可达 97.6%，能够帮助千万级规模算力中心每年节省巨额电费及散热投入。
1.3 SiC、GaN、Si三者的关系
通俗总结： SiC 负责 “送电进机房”，GaN 负责 “送电给 GPU”，硅基 MOSFET 仅保留在最低压内核稳压场景，作为补充器件使用。
针对数据中心的应用需求，清纯半导体的 SiC 器件已开发出具备顶部散热能力的 QDPAK、TOLT 表面贴装封装，可适配 AI 服务器电源液冷发展趋势，大幅提升散热效率，支撑高功率密度场景稳定运行。同时，清纯第三代工艺 8 英寸 SiC MOSFET 通过缩小元胞尺寸、优化体二极管反向恢复特性等方式改善器件性能，进一步降低导通电阻与开关损耗，适配不同电路拓扑下的高效率应用。
除此之外，企业将于今年推出 SiC JFET 器件，满足 AI 数据中心持续增长的应用需求，积极顺应电源保护向固态化演进的行业趋势。
清纯半导体早期就在充电模块、光伏储能领域完成大批量应用与可靠性验证，近四年在上述领域出货量稳居国产 SiC（碳化硅）器件第一梯队，积累了充分的市场信任与良好口碑。AI 服务器电源多数拓扑结构与充电电源技术同源，加之清纯 SiC 器件可靠性达到国际先进水平，完全满足 AI 电源对 SiC 器件的高可靠性要求，因此产品得以在数据中心电源头部客户处快速导入并实现量产。
目前，清纯半导体器件已经在国内标杆客户的 ±400V、800V 输出 HVDC 项目实现大批量出货；面向 PSU 应用，企业基于第三代 8 英寸工艺开发的 650V/750V、10～20mΩ 顶部散热封装器件，已向头部大客户小批量供货。大功率 UPS、巴拿马电源、SSCB、SST 等项目，正在国内外头部客户处开展导入验证工作；面向未来 SST 应用开发的 2300V、3300V 高压 SiC 芯片，现已进入测试验证阶段。
● 成本层面
前期与国内先进代工厂和晶圆厂达成战略合作，依托国内成熟领先的 SiC 晶圆量产线获得稳定产能保障，依靠规模化生产摊薄制造成本。2025 年末，清纯半导体继续拓宽优质产能，第三代 8 英寸 SiC MOSFET 将于 2026 年第三季度陆续推向市场，产品性能、产能、成本将得到进一步优化提升，相比海外头部厂商具备一定本土成本优势。
● 可靠性层面
清纯 1200V SiC MOSFET 平台早在 2022 年就已通过 AEC‑Q101 车规级认证以及 HV‑H3TRB 可靠性验证。第三方平台测试评估结果表明，清纯 SiC MOSFET 器件本身的性能与可靠性达到国际领先水平。配套主驱动芯片已通过国际头部车企认证并获得定点，车规级可靠性表现达到行业主流标准。
● 系统集成层面
借助顶部散热等先进封装工艺，能够实现更低的信号延迟、更短布线路径以及更优异的散热表现，有效降低系统寄生参数，适配高功率密度电力电子系统的集成需求，帮助下游客户简化系统设计，提升整机能效。此外，未来面向 SST 应用的 2300V、3300V 高压 SiC 模块产品，可实现设备体积与重量的缩减。
● 生态层面
截至目前，SiC MOSFET 产品累计出货量超 50kk（5000 万颗），服务多家光伏储能、AIDC（AI 数据中心，又称智算中心）、汽车行业头部客户。同时联动国内新能源汽车产业链开展超越车规等级的产品验证；依托国内宽禁带半导体产业政策红利与下游应用市场的快速扩张，逐步搭建本土化应用生态。但对比英飞凌等海外行业巨头，企业在全产业链生态布局方面仍处于追赶阶段。
● 宽禁带产品迭代路线
主流 1200V SiC MOSFET 产品迭代路线如图 1。