安森美论功率密度革命

在新能源汽车与AI数据中心对能效极限的双重驱动下，一场围绕“功率密度”的技术竞赛正在全球展开。近日，安森美（onsemi）企业战略高级副总裁Dinesh Ramanathan在I.S.E.S.中国峰会上指出，提升功率密度已成为破解续航焦虑与算力能耗瓶颈的核心路径，并系统阐述了从材料革新到系统集成的全栈技术布局。

开关电源的“效率密码”：从材料突破开始

现代电子系统，无论是电动汽车还是AI服务器，本质都依赖高效的AC-DC和DC-DC功率转换。其核心在于开关电源的性能，而效率损失主要来自开关损耗（CV²f） 和 导通损耗（I²R）。在电阻（R）和频率（f）受限的条件下，降低电容（C）成为提升效率的关键。

传统硅（Si）基功率器件因物理特性限制，芯片尺寸较大，寄生电容高，难以满足更高频率、更高效率的需求。而碳化硅（SiC） 等宽禁带半导体凭借更高的击穿电场强度和电子迁移率，可在更小的芯片面积上实现更低的电容和导通电阻，显著降低开关损耗，成为当前提升功率密度的最优解之一。

两大高需求战场：电动汽车与AI数据中心

电动汽车是功率密度提升的首要应用场景。车载充电机（OBC）、DC-DC转换器和主驱逆变器的效率直接决定续航里程与整车性能。安森美通过SiC MOSFET、混合IGBT等先进器件，配合集成式控制器与驱动IC，帮助车企构建更小、更轻、更高效的电源系统，在不增加电池容量的前提下延长续航，同时降低系统成本。

AI数据中心则面临更严峻的功耗挑战。随着GPU算力激增，单机架功率已从数kW飙升至60kW以上，未来更将突破200-300kW。传统12V供电架构难以支撑，48V乃至400V/800V高压直流配电成为趋势。安森美正为下一代数据中心提供高密度电源方案，涵盖从AC-DC整流到48V-POL（Point-of-Load）转换的全链路SiC解决方案，提升整体能效，降低冷却与空间成本。

功率密度提升的三大支柱

Dinesh强调，功率密度的提升并非单一器件突破，而是功率电子、散热设计、机械结构三大支柱协同进化的结果。

功率电子技术：安森美已从分立器件供应商转型为系统方案商，提供涵盖Si、SiC的器件组合，并将软件深度集成至驱动器与控制器中，实现智能化功率管理。

先进散热设计：高功率密度带来严峻热挑战。安森美方案支持从被动散热到主动液冷的全系列热管理策略，采用银烧结、高导热基板等工艺，确保极端工况下的可靠性。

优化机械设计：通过模块化架构与高性能基板（如氮化铝、陶瓷），实现超低杂散电感与导通电阻，为系统小型化和高频化奠定物理基础。

展望：功率密度每两年翻倍

Dinesh大胆预测，功率密度将遵循“每两年翻一番”的增长曲线，堪比“功率电子的摩尔定律”。这一趋势将加速电动汽车普及与AI算力扩展，推动能源效率革命。

安森美将持续以材料创新为基石，通过系统级集成，助力客户构建更高效、更智能、更可持续的能源未来。在功率密度的赛道上，技术迭代的加速度，正重新定义电子系统的可能性边界。