對于電腦愛好者來說,經(jīng)常通過主板有多少相供電,作為選擇主板的重要指標。供電的相數(shù)決定了的供電能力,隨著CPU和GPU的供電電壓越來越低,同樣功耗下所需要的電流也越來越大,使用多相供電才能滿足供電需求,并且在體積和成本以及效率上進行平衡。
隨著AI應用的逐步推進,GPU強大的并行處理能力在AI的訓練和推理領域得到了廣泛的應用。GPU核心焊接在顯卡上,在顯卡上設有GPU的外圍器件,包括顯存和供電。對于功耗為數(shù)百瓦的GPU來說,已經(jīng)采用16相供電,來實現(xiàn)效率與體積的平衡。
早年的多相供電芯片均為國外廠商壟斷,提供成套的控制器和DrMOS解決方案,其中控制器用于為降壓電路輸出驅(qū)動信號,按照時序逐個導通,通過導通的占空比,配合電感實現(xiàn)降壓輸出。早年傳統(tǒng)解決方案使用半橋驅(qū)動器+半橋MOS管的組合,體積大,頻率低,為較低功率的芯片供電尚可。
但伴隨著現(xiàn)在GPU數(shù)百瓦的功率,傳統(tǒng)的解決方案無論是在面積上還是成本上,都無法滿足大功率的應用需求。DrMOS在傳統(tǒng)一個MOS管的封裝內(nèi)部,集成了半橋驅(qū)動器和兩個MOS管,實際占板面積僅為分立元件的四分之一,大大減少了空間占用。使用多相供電+DrMOS的組合,能夠顯著提升供電電路的功率密度,減小體積。
例如RTX4070Ti Super顯卡采用16相數(shù)字供電芯片配合DrMOS進行供電,DrMOS和降壓電感以及固態(tài)電容分別設置在核心兩側,滿足高性能顯卡對于體積,成本和效率的追求。下面就介紹一下在A股上市的電源芯片和DrMOS企業(yè)。
以下排名不分先后,按企業(yè)英文首字母順序排序。
BPSemi晶豐明源
在算力電源方面,晶豐明源推出了兩款數(shù)字控制電源管理芯片,分別為支持16相降壓輸出或8+8相雙路降壓輸出的BPD93036,和另一款支持10相降壓輸出的BPD93010,在國內(nèi)實現(xiàn)了從單相到多相,從模擬控制到數(shù)字控制的飛躍。
數(shù)字控制電源管理芯片
BPD93036
BPD93036是一顆支持1-16相的同步降壓控制器,具備兩路輸出,支持單路16相降壓輸出或者兩路8相降壓輸出配置。芯片采用數(shù)字方式控制,具備PMBUS,AVSBUS和PWMVID協(xié)議,具備配套自主開發(fā)的BPStar GUI軟件,具備Monitor功能。
芯片支持搭配電流型DrMOS使用,并具備可編程的完善的保護功能,并支持根據(jù)負載情況自動調(diào)節(jié)降壓電路相數(shù),采用QFN7*7封裝。
BPD93010
BPS93010是一顆支持原生1-10相的Buck控制器,芯片采用數(shù)字方式控制,可通過自主開發(fā)的GUI軟件實現(xiàn)控制,操作簡單,應用智能。芯片可以通過外圍器件或進行配置來實現(xiàn)關鍵功能。
芯片支持傳統(tǒng)DCR功率檢測,用于低成本分離方案,還支持簡潔高效的DrMOS高集成功率級方案。芯片數(shù)字控制方式具備自動環(huán)路補償功能,加快瞬態(tài)響應,提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。芯片還具備可編程的保護功能,支持通用的PMBUS,I2C等通信協(xié)議,功能十分全面。
JoulWatt杰華特
杰華特目前推出了三款數(shù)字控制電源管理芯片和三款DrMOS芯片,并已推出了基于JWH6375+JWH7067/7069的Intel VR14/13.HC VRM和JWH6396+JWH7030的Intel ?IMVP9.1/9 VRM整體解決方案。
數(shù)字控制電源管理芯片
JWH6374
JWH6374是一顆雙路多相同步降壓控制器,用于CPU或GPU供電,芯片支持8相同步降壓,并可配置成8+4路輸出。芯片具備相位交錯策略和動態(tài)相位裁剪,用于提升能效。芯片采用PMBus或I2C控制,內(nèi)置存儲器用于存儲用戶配置,具備可編程的環(huán)路補償,主動相位間電流平衡。芯片采用QFN5*5-40封裝。
JWH6375
JWH6375是一顆雙路多相同步降壓控制器,適用于VR14平臺,完整兼容杰華特和其他廠商DrMOS芯片。芯片支持8相同步降壓,并可配置成8+4路輸出。芯片具備相位交錯策略和動態(tài)相位裁剪,用于提升能效。芯片符合VR14 SVID標準,支持完整的VR14服務器特性設定,兼容PMBus和I2C,內(nèi)置存儲器用于存儲用戶配置,具備可編程的環(huán)路補償,主動相位間電流平衡,采用QFN5*5-40封裝。
JWH6396
JWH6396是一顆雙路多相同步降壓控制器,兼容IMVP9/9.1平臺,芯片內(nèi)置存儲器和PMBus/I2C接口,便于配置和監(jiān)控功率級芯片。芯片完整兼容杰華特和其他廠商DrMOS芯片。芯片具備6相同步降壓,可配置成4+2路輸出。芯片采用專有的具有雙邊沿的恒流電流模式控制,實現(xiàn)相位均衡和快速的瞬態(tài)響應,支持FAST-V-MODE,采用WQFN6*6-48L封裝。
DrMOS
在DrMOS方面,杰華特目前共有三款產(chǎn)品,分別為適用于筆記本電腦的WH7030,具備22V耐壓,以及用于服務器和顯卡應用的JWH7067/JWH7069,具備16V耐壓和大電流輸出能力。
JWH7030
杰華特JWH7030是一顆集成功率級芯片,內(nèi)部集成兩個NMOS和半橋柵極驅(qū)動器,芯片可以提供30A的輸出電流,將驅(qū)動器和MOS管集成能夠優(yōu)化死區(qū)時間和降低集成電感,支持100KHz-1.5MHz開關頻率。芯片支持三態(tài)PWM信號,內(nèi)部集成電流采樣輸出VCC欠壓保護,逐周期過流保護和過熱保護,并具備失效指示,采用QFN3*5-21封裝。
JWH7067
杰華特JWH7067是一顆集成功率級芯片,內(nèi)部集成兩個NMOS和半橋柵極驅(qū)動器,支持3-16V輸入電壓,具備70A輸出電流能力。將驅(qū)動器和MOS管集成,提供了高效的低電壓輸出,專為CPU,GPU和內(nèi)存設計。芯片支持100KHz-1.5MHz開關頻率。芯片具備逐周期過流保護,欠壓保護,芯片溫度報告和溫度保護,支持三態(tài)PWM信號,具備失效指示,采用TLGA5*6封裝。
JWH7069
杰華特JWH7069是一顆集成功率級芯片,內(nèi)部集成兩個NMOS和半橋柵極驅(qū)動器,支持3-16V輸入電壓,具備90A輸出電流能力。將驅(qū)動器和MOS管集成,提供了高效的低電壓輸出,專為CPU,GPU和內(nèi)存設計。芯片支持300KHz-1.5MHz開關頻率。芯片具備逐周期過流保護,欠壓保護,芯片溫度報告和溫度保護,支持三態(tài)PWM信號,具備失效指示,采用TLGA5*6封裝。
充電頭網(wǎng)總結
隨著芯片內(nèi)部集成晶體管數(shù)量的不斷增長,芯片的計算能力不斷提升,相應的功耗也在同步提升。作為芯片供電的配套組件,VRM控制器和DrMOS芯片已成為高性能計算的基礎。傳統(tǒng)高性能VRM控制器市場被國際大廠所壟斷,而隨著國內(nèi)半導體企業(yè)的發(fā)展,已經(jīng)推出了全套完整的VRM供電芯片,填補國內(nèi)市場空白。
充電頭網(wǎng)盤點的兩家企業(yè)均已在A股上市,其中晶豐明源(股票代碼:688368)主業(yè)為LED照明,杰華特(股票代碼:688141)產(chǎn)品則比較全面。兩家上市公司共同殺入這一領域,提供全面國產(chǎn)的解決方案,一方面填補了國內(nèi)VRM供電芯片空白,為國產(chǎn)信息安全做出貢獻。另一方面預示著AI領域或?qū)⒂瓉砭薮蟀l(fā)展,改寫傳統(tǒng)PC的使用習慣。