【導(dǎo)讀】隨著人工智能與數(shù)據(jù)中心技術(shù)的飛速發(fā)展，服務(wù)器電源市場(chǎng)正迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)相關(guān)模擬芯片市場(chǎng)規(guī)模將從數(shù)億元躍升至數(shù)十億級(jí)別。作為國(guó)產(chǎn)隔離芯片的領(lǐng)軍者，納芯微明確將服務(wù)器電源確立為2026年的核心應(yīng)用賽道之一。依托“隔離+”戰(zhàn)略生態(tài)，納芯微已成功構(gòu)建起從UPS、AC/DC PSU到DC/DC板級(jí)的全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋，憑借在隔離技術(shù)上的深厚積累與全產(chǎn)品組合優(yōu)勢(shì)，正致力于解決服務(wù)器電源在高功率密度、高可靠性及復(fù)雜架構(gòu)下的關(guān)鍵痛點(diǎn)，為國(guó)內(nèi)服務(wù)器產(chǎn)業(yè)提供一站式國(guó)產(chǎn)化解決方案。
為服務(wù)器提供一站式方案
鄭仲謙向EEWorld介紹，目前，在服務(wù)器領(lǐng)域，納芯微已形成從UPS、AC/DC PSU到DC/DC板級(jí)的全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品覆蓋。僅在PSU領(lǐng)域，公司產(chǎn)品規(guī)格已達(dá)到國(guó)際主流水平，并在PSU等多個(gè)細(xì)分市場(chǎng)取得較高的市場(chǎng)份額。
納芯微正依托隔離、功率、功率驅(qū)動(dòng)、傳感器、電源管理、信號(hào)鏈及MCU等豐富的產(chǎn)品組合，為服務(wù)器提供完整的解決方案。
回看納芯微的歷史，隔離芯片是其國(guó)產(chǎn)化破局的起點(diǎn)。在泛能源領(lǐng)域，納芯微憑借“隔離+”解決方案已建立起領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。此處“+”有三層含義：一是增強(qiáng)絕緣、增強(qiáng)安全，二是以投入多年迭代的電容隔離技術(shù)IP為核心建立全產(chǎn)品生態(tài)，三是深度賦能應(yīng)用。
那么，“隔離+”能否幫助納芯微在服務(wù)器領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟？答案是肯定的。鄭仲謙強(qiáng)調(diào)，隔離及“隔離+”相關(guān)產(chǎn)品，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)廠商在服務(wù)器電源領(lǐng)域能參與的重要市場(chǎng)。當(dāng)前，納芯微正與客戶保持密切協(xié)作，依托現(xiàn)有技術(shù)平臺(tái)，持續(xù)迭代優(yōu)化產(chǎn)品，將“隔離+”的優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為更堅(jiān)實(shí)的市場(chǎng)根基。
“當(dāng)前市場(chǎng)上熱度較高的是VCORE供電、POL（負(fù)載點(diǎn)）DC電源等，這是因?yàn)閲?guó)內(nèi)在這些領(lǐng)域的技術(shù)相對(duì)欠缺，廠商紛紛加速布局。但VCORE供電的技術(shù)定義主要取決于主芯片廠商，目前國(guó)內(nèi)AI服務(wù)器電源的主芯片多為英偉達(dá)提供，國(guó)內(nèi)廠商在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用協(xié)同方面參與難度較大，而參與服務(wù)器電源產(chǎn)業(yè)鏈中的PSU、UPS及二級(jí)DC電源供電的國(guó)內(nèi)廠商較多，這也是納芯微重點(diǎn)布局該領(lǐng)域的原因?！?/p>
隔離電源：主推NSIP9xxx、NSIP3266兩款產(chǎn)品
納芯微技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理譚園介紹，隔離電源就是提供隔離供電的電源IC，通過變壓器線圈來(lái)實(shí)現(xiàn)供電隔離。隔離器件的目的是實(shí)現(xiàn)原副邊的信號(hào)隔離，如果供電電源不是隔離的，整個(gè)子電路就無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的電氣絕緣，隔離也就失去了意義。
隔離電源可分為分立式和集成式兩類，兩者的主要區(qū)別在于變壓器是否集成在芯片內(nèi)部。雖然長(zhǎng)期來(lái)看，集成化是趨勢(shì)，PCB可以做得非常小，但技術(shù)和成本上需要長(zhǎng)期的迭代和優(yōu)化，因此當(dāng)下兩種方案在服務(wù)器中都不可或缺，在應(yīng)用上具有互補(bǔ)性。
納芯微的“隔離+”可以覆蓋到集成式方案，也可以覆蓋到分立式方案。
首先在集成產(chǎn)品方面，納芯微重點(diǎn)介紹了全新量產(chǎn)的NSIP9xxx系列，該系列為5V轉(zhuǎn)5V、0.5W功率，可集成IO接口與隔離接口，深受對(duì)功率密度、板級(jí)空間有嚴(yán)格限制且注重可靠性的客戶青睞。主要應(yīng)用場(chǎng)景包括對(duì)外隔離接口供電、IO口供電，例如PC PSU的對(duì)外通信、BBU與BMS之間的通信等場(chǎng)景。
NSIP9xxx系列有四點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：一是小型化，集成變壓器、IO、數(shù)字隔離器及LDO等，體積僅為傳統(tǒng)方案的1/10；二是高可靠性，由于采用半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和工藝，相比外置變壓器，避免線圈細(xì)、失效率高、運(yùn)輸震動(dòng)、額外設(shè)計(jì)盲埋孔等問題；三是EMC性能好，與同形態(tài)方案相比，RE性能表現(xiàn)優(yōu)異；四是產(chǎn)品本身特性好，安規(guī)認(rèn)證齊全，具備增強(qiáng)絕緣證書，VOSM達(dá)到10kVpk，VIORM達(dá)到1500Vpk，提供AEC-Q100認(rèn)證的車規(guī)物料，全國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈，封裝是 SOW16（有P2P）。
具體到產(chǎn)品，NSIP93086集成隔離RS485接口與0.5W閉環(huán)控制DC/DC，提供SOW16和SOW20兩種封裝，尺寸緊湊，功能豐富，對(duì)于需要隔離RS485接口、困擾于供電方案、希望控制板級(jí)尺寸、降低BOM成本和失效點(diǎn)的客戶，這款產(chǎn)品是理想選擇； NSIP9042則集成隔離CAN接口與0.5W DC電源，同樣提供16腳、20腳兩種緊湊封裝。兩款芯片均采用集成數(shù)字隔離器、接口、電源三合一的設(shè)計(jì)，相比某些傳統(tǒng)設(shè)計(jì)可將PCB面積降低至少三分之二，高度更是僅為主流電源模塊的五分之一，大大降低了占板空間。
其次在分立產(chǎn)品方面，納芯微重點(diǎn)介紹了NSIP3266，該產(chǎn)品為隔離驅(qū)動(dòng)提供了一種簡(jiǎn)潔、低成本、易設(shè)計(jì)的供電方案，內(nèi)置全橋拓?fù)淇刂破?，外部搭配變壓器組成開環(huán)方案。隨著功率級(jí)拓?fù)渎窋?shù)增加，驅(qū)動(dòng)供電的復(fù)雜度也隨之上升，如何以簡(jiǎn)潔、低成本的方式實(shí)現(xiàn)一帶多的供電架構(gòu)，成為行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。NSIP3266正是針對(duì)這一需求而設(shè)計(jì)。
NSIP3266主要應(yīng)用在12V、48V低壓應(yīng)用和AC/DC、PFC、PSU等環(huán)節(jié)。值得一提的是，隔離驅(qū)動(dòng)供電架構(gòu)主要包括四種，其中半分布式是NSIP3266的核心應(yīng)用場(chǎng)景。
NSIP3266優(yōu)勢(shì)包括五點(diǎn)：一是耐壓范圍寬，對(duì)前級(jí)電源限制小；二是內(nèi)置軟啟動(dòng)功能，客戶無(wú)需通過MCU實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，且可省去副邊限流電阻；三是集成晶振，開關(guān)頻率由芯片通過RT引腳自主控制，無(wú)需MCU干預(yù)，無(wú)需與MCU進(jìn)行長(zhǎng)距離走線，不占用MCU IO口資源，即使MCU出現(xiàn)故障也不影響供電芯片工作；四是具備欠壓、過流、過溫等常規(guī)保護(hù)功能，且均設(shè)計(jì)為自恢復(fù)模式，僅保護(hù)芯片自身而不關(guān)機(jī)，避免瞬態(tài)過流等非致命問題導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)供電中斷；五是電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，Demo測(cè)試中效率表現(xiàn)優(yōu)異。
隔離采樣：主推NSI36xx、NSI1611、NSI22C12三款產(chǎn)品
納芯微技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理劉舒婷介紹，隔離采樣既是防止高壓串?dāng)_的“安全哨兵”，也是確?？刂苽?cè)獲取及時(shí)準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的“信號(hào)橋梁”，它能夠保護(hù)低壓控制側(cè)不受干擾，保證安全、準(zhǔn)確地采集高壓側(cè)信號(hào)并傳輸至低壓側(cè)。在服務(wù)器電源中，如果沒有隔離采樣，可能導(dǎo)致系統(tǒng)誤觸發(fā)、器件損壞甚至安全事故。
根據(jù)隔離采樣位置不同，納芯微的產(chǎn)品分為三類：隔離電壓采樣、隔離電流采樣、用作保護(hù)的隔離比較器。
首先是隔離電壓采樣領(lǐng)域。
“目前服務(wù)器電源功率越來(lái)越高，對(duì)于采樣點(diǎn)的需求逐漸增多，集成方案對(duì)于PCB面積的節(jié)省和設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化意義是巨大的?！眲⑹骀脧?qiáng)調(diào)，納芯微發(fā)現(xiàn)，客戶使用上一代王牌產(chǎn)品NSI1311時(shí)需為原邊和副邊分別配備隔離電源。結(jié)合對(duì)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的深刻理解，為了幫助客戶更好地在浮地采樣等無(wú)可用隔離電源場(chǎng)景下簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，縮小系統(tǒng)尺寸，為此，納芯微發(fā)布了集成隔離電源的NSI36xx系列。
NSI36xx系列僅需在低壓側(cè)提供單一電源即可正常工作，省去復(fù)雜的高壓側(cè)供電電路，降低了電源設(shè)計(jì)復(fù)雜度，節(jié)省30%~50%的板級(jí)面積，同時(shí)可降低10%~20%整體BOM成本。
NSI36CXXR則是NSI36xx系列的差異化新品，集成了內(nèi)部隔離比較器和差分轉(zhuǎn)單端運(yùn)放，可在百納秒級(jí)時(shí)間內(nèi)檢測(cè)異常狀況并觸發(fā)保護(hù)機(jī)制，大幅提升系統(tǒng)安全性和可靠性；新增比例輸出架構(gòu)可直接與后級(jí)ADC匹配，減少信號(hào)調(diào)整電路的設(shè)計(jì)需求，降低設(shè)計(jì)成本和資源投入，同時(shí)充分利用后級(jí)ADC的滿量程，提升系統(tǒng)采樣精度。
其次是面向高壓演進(jìn)趨勢(shì)的電壓采樣新品。
“當(dāng)前服務(wù)器電源逐漸向800V系統(tǒng)演進(jìn)，面對(duì)更高壓的系統(tǒng)拓寬芯片輸入范圍的設(shè)計(jì)，行業(yè)需要更高的系統(tǒng)級(jí)采樣精度。”劉舒婷表示，為此納芯微最新發(fā)布了0~4V輸入隔離電壓采樣運(yùn)放NSI1611。
NSI1611的寬壓輸入帶來(lái)兩大系統(tǒng)級(jí)優(yōu)勢(shì)：一是對(duì)地抗擾能力提升，將輸入地干擾視為小型電壓源、輸入范圍擴(kuò)大一倍后，相同擾動(dòng)電壓的影響減小一半，抗擾動(dòng)能力自然增強(qiáng)；二是在維持高阻輸入的同時(shí)，拓寬輸入范圍，有助于提升系統(tǒng)采樣精度，相比老款NSI1311，NSI1611在0-600V系統(tǒng)中，尤其是中低壓側(cè)，精度提升顯著。
在輸入形式上，NSI1611提供單端輸出與比例輸出兩種模式可選。比例輸出版本可將后級(jí)參考電壓直接接入芯片的Reference引腳，芯片內(nèi)部自動(dòng)完成差分至單端轉(zhuǎn)換及簡(jiǎn)易自適應(yīng)放大，從而幫助客戶充分利用后級(jí)ADC的滿量程，有效提升整體采樣精度。
最后是隔離比較器方案。
“當(dāng)前，客戶在進(jìn)行服務(wù)器諧振腔的過流采樣時(shí)，大多采用CT方案或分立器件方案。然而，CT方案本身占用體積較大，且輸入端需要添加額外的調(diào)理電路，不僅增加了系統(tǒng)成本，也占用了更多PCB面積。而在DC負(fù)載的過流保護(hù)方面，許多客戶采用普通比較器搭配高速光耦或數(shù)字隔離器所構(gòu)成的分立方案?！眲⑹骀帽硎?，納芯微的隔離比較器NSI22C12作為單芯片方案，集成度更高，可有效替代CT方案和分立方案
NSI22C12最核心的優(yōu)勢(shì)是保護(hù)延時(shí)極快，最大僅250納秒，這是其他方案無(wú)法比擬的。此外，服務(wù)器電源系統(tǒng)對(duì)于故障檢測(cè)的可靠性要求更高，NSI22C12具有的快速的過壓過流檢測(cè)能力，同時(shí)檢測(cè)電路具有優(yōu)越的隔離性能，幫助客戶實(shí)現(xiàn)安全可靠的系統(tǒng)控制。
從配置來(lái)看，NSI22C12集成窗口比較器，支持正負(fù)閾值設(shè)定；集成內(nèi)部隔離通道，比較后可直接輸出隔離數(shù)字信號(hào)；高壓側(cè)集成高壓LDO，供電范圍從原來(lái)的3.5V~5V拓展至3.1V~27V，可直接接入驅(qū)動(dòng)供電，使用簡(jiǎn)單高效；內(nèi)置精度較高的外接引腳電流源，通過該引腳對(duì)地接電阻即可實(shí)現(xiàn)高精度閾值可調(diào)，根據(jù)閾值范圍不同，可設(shè)置為過流保護(hù)芯片或過壓/過溫保護(hù)芯片。
不斷探索新機(jī)遇
當(dāng)下，AI服務(wù)器電源的架構(gòu)仍在演進(jìn)，新需求和新機(jī)會(huì)持續(xù)涌現(xiàn)。鄭仲謙表示，隨著功率、效率、母線電壓提升及架構(gòu)調(diào)整，高壓適配與新隔離需求增多，不少場(chǎng)景暫無(wú)成熟方案，核心痛點(diǎn)是如何簡(jiǎn)潔高效實(shí)現(xiàn)多路供電。同時(shí)，第三代半導(dǎo)體高壓 GaN和SiC的發(fā)展，也推動(dòng)驅(qū)動(dòng)、供電等隔離技術(shù)與IC產(chǎn)品迭代。
根據(jù)納芯微的觀察，客戶核心需求主要來(lái)自電源架構(gòu)轉(zhuǎn)型與器件升級(jí)適配，因此，未來(lái)，技術(shù)路線聚焦兩大方向：一是緊跟架構(gòu)變化，與頭部客戶合作，針對(duì)無(wú)成熟方案場(chǎng)景做定制化解決方案；二是結(jié)合第三代半導(dǎo)體發(fā)展，迭代驅(qū)動(dòng)、供電等產(chǎn)品，提升適配性。
針對(duì)AI服務(wù)器電源，納芯微正持續(xù)探索下一代產(chǎn)品的迭代方向與新機(jī)遇，包括：
面向800V架構(gòu)，開發(fā)更高帶寬、更高精度的電流傳感器；
在800V后BCD電源模塊，布局GaN與硅基方案；
提升三種采樣技術(shù)的采樣精度與帶寬；
圍繞AI高功耗與供電架構(gòu)演變，在CPU、BBU、固態(tài)變壓器（SST）等領(lǐng)域拓展模擬芯片機(jī)會(huì)。
