【導讀】數據是當今世界最有價(jià)值的商品之一。趨勢如即將開(kāi)啟的5G意味著(zhù)大量數據將能快速移動(dòng)，從而支持數據密集型格式如虛擬實(shí)境(VR) / 增強實(shí)境(AR)所需的視頻內容的進(jìn)一步增長(cháng)。我們越趨轉向云來(lái)保護這些重要信息。
隨著(zhù)數據存儲成本的降低，對舊數據的整理變得不那么重要-所需的存儲容量正以前所未有的速度呈螺旋式增長(cháng)。因此，保持數據中心正常運行所需的電力非常重要，且還在持續快速增長(cháng)。估計目前數據中心消耗3％的美國電力，預計到2040年將達到15％。
能源昂貴，確保足夠的電力可用是數據中心運營(yíng)商面臨的主要挑戰。另一個(gè)昂貴的商品是空間占位，數據中心的占位也在增加，以容納每年增加一千萬(wàn)臺服務(wù)器。為了控制成本，數據中心運營(yíng)商正謀求使用更少的電力，并減少其占位。
為實(shí)現這些目標，電源系統必須提高能效，減少廢熱，減少熱管理問(wèn)題，并且功率密度可增加，從而減小整體尺寸。因提高能效而降低溫度也有助于提高可靠性，這在數據中心中非常有用。
為了實(shí)現這性能和可靠性，電源系統越來(lái)越精密，且集成度更高，尤其是在功率開(kāi)關(guān)MOSFET及其相關(guān)驅動(dòng)器領(lǐng)域。更多的功能被納入以確保最高水平的正常運行時(shí)間，包括熱插拔設備如風(fēng)扇和磁盤(pán)驅動(dòng)器的能力。
功率密度的下一級水平是智能功率級（SPS）方案，集成MOSFET、驅動(dòng)器和檢測電流及溫度的感測器。這方案支持構成部分相互匹配和優(yōu)化，從而實(shí)現分立方案無(wú)法實(shí)現的性能水平。
MOSFET技術(shù)已顯著(zhù)改進(jìn)，能在非常高效和緊湊的封裝中集成控制IC和MOSFET。例如，安森美半導體最近推出了NCP3284 1MHz DC-DC轉換器，具有30A能力，并提供多種保護功能，占位5mm x 6mm。以更高的頻率工作可減小外部無(wú)源器件的尺寸，從而增加整體功率密度。
eFuse如NIS5020、NIS5820和NIS6150在數據中心應用中發(fā)揮重要作用。這些基于智能半導體的器件在電力系統中至關(guān)重要，需要在移除負載時(shí)保持電源接通。這樣，就可以先更換出現故障的部件如風(fēng)扇或磁盤(pán)驅動(dòng)器等，并允許進(jìn)行例行維護如升級磁盤(pán)驅動(dòng)器，同時(shí)保持系統運行。
數據中心中電源相關(guān)技術(shù)最重大的變化也許是用現代寬禁帶材料如氮化鎵（GaN）或碳化硅（SiC）替代傳統的硅基器件的趨勢?；谶@些材料的器件不僅能在更高的頻率和更高的溫度下運行，而且本質(zhì)上能效更高，從而創(chuàng )建了數據中心所需的更小、更冷卻、更可靠的高能效方案。
盡管SiC 基MOSFET的成本仍高于硅基MOSFET，但成本卻下降了，電感和電容器的相關(guān)節?。ㄆ渲档陀诠柙O計）意味著(zhù)SiC基電源方案的物料單(BoM)成本現在比硅設計更低。預計這將成為轉折點(diǎn)，導致更快地采用WBG技術(shù)，從而進(jìn)一步降低成本。
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