前言
对于电脑爱好者来说,经常通过主板有多少相供电,作为选择主板的重要指标。供电的相数决定了的供电能力,随着CPU和GPU的供电电压越来越低,同样功耗下所需要的电流也越来越大,使用多相供电才能满足供电需求,并且在体积和成本以及效率上进行平衡。
随着AI应用的逐步推进,GPU强大的并行处理能力在AI的训练和推理领域得到了广泛的应用。GPU核心焊接在显卡上,在显卡上设有GPU的外围器件,包括显存和供电。对于功耗为数百瓦的GPU来说,已经采用16相供电,来实现效率与体积的平衡。
早年的多相供电芯片均为国外厂商垄断,提供成套的控制器和DrMOS解决方案,其中控制器用于为降压电路输出驱动信号,按照时序逐个导通,通过导通的占空比,配合电感实现降压输出。早年传统解决方案使用半桥驱动器+半桥MOS管的组合,体积大,频率低,为较低功率的芯片供电尚可。
但伴随着现在GPU数百瓦的功率,传统的解决方案无论是在面积上还是成本上,都无法满足大功率的应用需求。DrMOS在传统一个MOS管的封装内部,集成了半桥驱动器和两个MOS管,实际占板面积仅为分立元件的四分之一,大大减少了空间占用。使用多相供电+DrMOS的组合,能够显著提升供电电路的功率密度,减小体积。
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图片来源于快科技
例如RTX4070Ti Super显卡采用16相数字供电芯片配合DrMOS进行供电,DrMOS和降压电感以及固态电容分别设置在核心两侧,满足高性能显卡对于体积,成本和效率的追求。下面就介绍一下在A股上市的电源芯片和DrMOS企业。
A股算力电源芯片企业
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以下排名不分先后,按企业英文首字母顺序排序。
BPSemi晶丰明源
在算力电源方面,晶丰明源推出了两款数字控制电源管理芯片,分别为支持16相降压输出或8+8相双路降压输出的BPD93036,和另一款支持10相降压输出的BPD93010,在国内实现了从单相到多相,从模拟控制到数字控制的飞跃。
数字控制电源管理芯片
BPD93036
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BPD93036是一颗支持1-16相的同步降压控制器,具备两路输出,支持单路16相降压输出或者两路8相降压输出配置。芯片采用数字方式控制,具备PMBUS,AVSBUS和PWMVID协议,具备配套自主开发的BPStar GUI软件,具备Monitor功能。
芯片支持搭配电流型DrMOS使用,并具备可编程的完善的保护功能,并支持根据负载情况自动调节降压电路相数,采用QFN7*7封装。
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BPD93010
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BPS93010是一颗支持原生1-10相的Buck控制器,芯片采用数字方式控制,可通过自主开发的GUI软件实现控制,操作简单,应用智能。芯片可以通过外围器件或进行配置来实现关键功能。
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芯片支持传统DCR功率检测,用于低成本分离方案,还支持简洁高效的DrMOS高集成功率级方案。芯片数字控制方式具备自动环路补偿功能,加快瞬态响应,提升系统稳定性。芯片还具备可编程的保护功能,支持通用的PMBUS,I2C等通信协议,功能十分全面。
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1、一键触达,随“芯”而动,晶丰明源推出10相数字控制电源管理芯片BPD93010
JoulWatt杰华特
杰华特目前推出了三款数字控制电源管理芯片和三款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整体解决方案。
数字控制电源管理芯片
JWH6374
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JWH6374是一颗双路多相同步降压控制器,用于CPU或GPU供电,芯片支持8相同步降压,并可配置成8+4路输出。芯片具备相位交错策略和动态相位裁剪,用于提升能效。芯片采用PMBus或I2C控制,内置存储器用于存储用户配置,具备可编程的环路补偿,主动相位间电流平衡。芯片采用QFN5*5-40封装。
JWH6375
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JWH6375是一颗双路多相同步降压控制器,适用于VR14平台,完整兼容杰华特和其他厂商DrMOS芯片。芯片支持8相同步降压,并可配置成8+4路输出。芯片具备相位交错策略和动态相位裁剪,用于提升能效。芯片符合VR14 SVID标准,支持完整的VR14服务器特性设定,兼容PMBus和I2C,内置存储器用于存储用户配置,具备可编程的环路补偿,主动相位间电流平衡,采用QFN5*5-40封装。
JWH6396
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JWH6396是一颗双路多相同步降压控制器,兼容IMVP9/9.1平台,芯片内置存储器和PMBus/I2C接口,便于配置和监控功率级芯片。芯片完整兼容杰华特和其他厂商DrMOS芯片。芯片具备6相同步降压,可配置成4+2路输出。芯片采用专有的具有双边沿的恒流电流模式控制,实现相位均衡和快速的瞬态响应,支持FAST-V-MODE,采用WQFN6*6-48L封装。
DrMOS
在DrMOS方面,杰华特目前共有三款产品,分别为适用于笔记本电脑的WH7030,具备22V耐压,以及用于服务器和显卡应用的JWH7067/JWH7069,具备16V耐压和大电流输出能力。
JWH7030
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杰华特JWH7030是一颗集成功率级芯片,内部集成两个NMOS和半桥栅极驱动器,芯片可以提供30A的输出电流,将驱动器和MOS管集成能够优化死区时间和降低集成电感,支持100KHz-1.5MHz开关频率。芯片支持三态PWM信号,内部集成电流采样输出VCC欠压保护,逐周期过流保护和过热保护,并具备失效指示,采用QFN3*5-21封装。
JWH7067
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杰华特JWH7067是一颗集成功率级芯片,内部集成两个NMOS和半桥栅极驱动器,支持3-16V输入电压,具备70A输出电流能力。将驱动器和MOS管集成,提供了高效的低电压输出,专为CPU,GPU和内存设计。芯片支持100KHz-1.5MHz开关频率。芯片具备逐周期过流保护,欠压保护,芯片温度报告和温度保护,支持三态PWM信号,具备失效指示,采用TLGA5*6封装。
JWH7069
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杰华特JWH7069是一颗集成功率级芯片,内部集成两个NMOS和半桥栅极驱动器,支持3-16V输入电压,具备90A输出电流能力。将驱动器和MOS管集成,提供了高效的低电压输出,专为CPU,GPU和内存设计。芯片支持300KHz-1.5MHz开关频率。芯片具备逐周期过流保护,欠压保护,芯片温度报告和温度保护,支持三态PWM信号,具备失效指示,采用TLGA5*6封装。
充电头网总结
随着芯片内部集成晶体管数量的不断增长,芯片的计算能力不断提升,相应的功耗也在同步提升。作为芯片供电的配套组件,VRM控制器和DrMOS芯片已成为高性能计算的基础。传统高性能VRM控制器市场被国际大厂所垄断,而随着国内半导体企业的发展,已经推出了全套完整的VRM供电芯片,填补国内市场空白。
充电头网盘点的两家企业均已在A股上市,其中晶丰明源(股票代码:688368)主业为LED照明,杰华特(股票代码:688141)产品则比较全面。两家上市公司共同杀入这一领域,提供全面国产的解决方案,一方面填补了国内VRM供电芯片空白,为国产信息安全做出贡献。另一方面预示着AI领域或将迎来巨大发展,改写传统PC的使用习惯。
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