AI服务器电源三巨头差异化(一)
作者：微信文章在这个领域，通常大家会说到五家量产的公司，从生意额和品牌声量来看，本文只选取了三家：英飞凌，安森美，芯源。本文从产品技术对比，供应内容，生意额，垂直供电进行介绍。
引言
在AI服务器电源应用框图里，通常是220V交流电进入，随后在数据中心经历多个转换步骤，最终为AI核心提供电力。这些步骤包括将220V交流电转换为较低电压的直流电，如48V，然后进一步降压至12V甚至6V，最后转换为处理器所需的精确电压（如GPU、TPU），通常是1V直流电。由于电力成本是数据中心最大的开支之一，因此减少电力损耗对于提高 TCO 至关重要。
Content BoM & segment Rev
英飞凌
虽然目前没有具体到AI服务器电源的数据，但从2024 财年第四季度看，电力与传感器系统部门（以下简称PSS）的收入继续回升。从第三季度的 7.49 亿欧元增至 8.61 亿欧元，主要来自人工智能相关的服务器和数据中心需求增长。并预计将在下一财年AI电源收入翻一番，比最初预期的要早，在未来 2 到 3 年内突破 10 亿欧元。目前占整体营收5%。
We are wellon the way to increasing our revenue from power supply solutions for AI data centers to more than €500 million in the 2025 fiscal year.
Content来看，单个AI服务器机架BoM在12-15K$，三家里最高的。如图所示，一个shelf放6个PSU，6个BBU，一个Compute Tray有2个GPU board，一个switch tray有2个PDB，一个Tray有4个网路接口卡。
如果从单个AI服务器来看，1000美金左右，具体金额视配置而定。
安森美
此业务主要来自收购仙童，最新earnings call transcript透露已获得北美三大超大规模数据中心客户的设计定案，预计2025年开始贡献收入。AI Data Center TAM 4.4B$，整体TAM 10%的比例，在营收上这一类别属于汽车，工业，其他（20%）里的其他，按照一年80亿美元营收，估计也在小10亿美金左右。BoM视配置不同2.5-9.5K$不等。
MPS
印象中还是老牌的服务器电源厂商，不过从最新Rev breakout看，已经十分多元，enterprise data占营收30%，大概5亿美金。
2024年第三季度，MPS的enterprise data收入环比下降了约1.5% 。从全年来看，该业务在2024年上半年表现强劲，第三季度有所放缓。关于原因，一个是MPS无法控制客户的订单模式，比如客户库存管理方式，需求预测排单等，二是客户为了供应链安全，需要引入第二或第三家竞争对手来分担市场份额（上面两家）。
长期来看但MPS不会仅局限于AI电源领域。CEO近期提到一些尚未完全启动或刚开始启动的市场细分领域，如SOC以及一些云计算公司的自有SOC和TPU，应该是做一些板级参考设计，Xilinx,Cypress,Altera,Semidrive等官网已经有相关内容展示。服务器Server BoM相比前两家少很多（产品便宜），主要是DC-DC，虽然从2016年开始开发自己的碳化硅技术，并设计了3kW、6kW、12kW的电源供应解决方案，出货量较少。
产品和技术对比
在服务器生态和标准下，chip content大差不差。每家官网都有详细内容可查找，字数限制可能需要单独出一篇。
在一个普通的数据中心中，约有 17% 的能量会在各种转换步骤中因电力传输网络损耗，英飞凌将损耗减少了大约一半，从 17% 降低到约 9%。能源效率的提高从平均 83% 的功率流效率提高到现在的 91%。收购GaN后，英飞凌在供电链的硅，碳化硅，氮化镓技术都有了。
In the AI data center application area, as with some other applications, mastering all three power semiconductor materials is a prerequisite for the development of technologically leading solutions that distinguish us from the competition. In our specialized Power Supply Units for AI servers, we combine silicon, silicon carbide and gallium nitride in a single module.
安森美主要产品是
多相控制器（Multi-phase controllers）
T10 PowerTrench MOSFETs
eFuse
Point of Load
VCore解决方案（供电给处理器核心的电压）
针对NVIDIA和ARM架构CPU的供电方案
结合硅基和碳化硅的产品组合，覆盖整个供电链（注意这里没写GaN）
MPS有
CPU & GPU 核心电源
高电流 DrMOS
70A DrMOS 4mm x 5mm 封装
25A POL 模块 5mm x 6mm 封装
60V 中间总线转换器模块
Z 轴电源传输多相模块
至于氮化镓和碳化硅方面，历史上MPS较少提及这些领域。
垂直供电 (VPD)
随着高瓦数处理器的出现，垂直电源的市场需求将不断增加。判断市场上不同厂商所称的“垂直电源”是否是真正意义上的，主要看是否真正实现电压调节器直接位于处理器基板下方并垂直供电，还是仅是将电压调节器、电感、电容等组件堆叠在一起但电流仍横向流入处理器。下图直观展示了VPD和水平的区别。
据公开信息，目前只有英飞凌和MPS有相关VPD方案。
英飞凌推出 TDM2354xD 和 TDM2354xT 双相电源模块。
Our innovative modules for vertical power supply in data centers make AI servers more efficient and more powerful. We consider a strong position in compound semiconductors essential to reinforcing our leading position in power systems.
MPS目前提供三种解决方案：顶部表面横向电源供应（类似于服务器CPU电源供应）、背面横向电源供应以及直接位于CPU下方的电源供应。其中，直接位于CPU下方的电源模块是最高效但也最难实现的解决方案，许多公司采取保守的方法，只提供顶部表面横向电源供应。对于高功率需求（超过1000瓦），直接位于CPU下方的电源模块是最高效的解决方案。MPS Z轴供电™是一种将电压调节器放置在PCB的下侧、处理器下方的方法。这使得PDN损耗显著降低（超过10倍）。
从营收角度来看，垂直电源业务在MPS总营收中的占比已经从去年同期的1%或2%增长到现在的20%，并且这一比例还在不断增长。
总结
公司年生意额Data center（%）BoM per AI server材料技术VPD英飞凌7.5亿欧元5%850-1800$Si,SiC,GaN有安森美未透露10%左右~625$Si,SiC无芯源5亿美金30%80$Si有，20%业务占比
硬件创新相对来说有限，持续保持关注，得出商业模式，管理团队，价格等差异化。欢迎业内人士交流。
主要参考资料
【IR】三家公司近三个季度Earnings call transcript，Quartly report
【Semianalysis】Energizing AI: Power Delivery Competition Heats Up Vicor, MPS, Delta, ADI, Renesas, Infineon
【冯源IC头掘荟】第1期研讨主题：服务器电源管理芯片赛道
【源来如此】服务器电源设计中的五大趋势
【纳微】GaN+SiC！纳微全球首发8.5kW AI数据中心服务器电源
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