100萬個指甲蓋大小的“黑盒子”，裝入一座容量1吉瓦（10億瓦）的超大型AI算力中心機(jī)柜里，一年可省近3億度電，約合2.4億元電費。

李思超手中拿著氮化鎵電源模塊

這是九峰山實驗室新發(fā)布的科技成果——氮化鎵電源模塊。團(tuán)隊負(fù)責(zé)人李思超博士說，該成果目前已完成概念驗證，即將開始中試驗證，預(yù)計3-5年內(nèi)量產(chǎn)，屆時可滿足千億級市場需求。

建設(shè)一座AI算力中心，可以說是以“電”換“算”。理論上，1座1吉瓦AI算力中心一年用電量達(dá)87.6億度，相當(dāng)于一座大型核電站的滿負(fù)荷發(fā)電量。其中，電源模塊將機(jī)柜高壓電“轉(zhuǎn)換”成XPU（專用處理器）所需的低壓電，每年耗電達(dá)10億度，占中心總用電量的11%。

今年4月，國際能源署發(fā)布報告稱，在AI應(yīng)用的助推下，到2030年，全球數(shù)據(jù)中心的用電量還將增長一倍以上，達(dá)每年約945太瓦時（1太瓦時=1000吉瓦時）。今年9月，英偉達(dá)宣布與OpenAI共建全球首個10吉瓦級AI數(shù)據(jù)中心。

晶圓上的硅基氮化鎵芯片整齊排列

氮化鎵是第三代半導(dǎo)體材料。若把硅基氮化鎵芯片裝入電源模塊中，替代傳統(tǒng)電源模塊芯片使用的硅材料，可實現(xiàn)用電損耗降低30%，還能使模塊體積縮小30%，成本也降至硅的一半。

為提前站上未來產(chǎn)業(yè)風(fēng)口，今年初，新型研發(fā)機(jī)構(gòu)——九峰山實驗室組建跨部門團(tuán)隊，開發(fā)氮化鎵電源模塊。然而，氮化鎵半導(dǎo)體加工工序上千步，加工精度在納米之間，一個步驟有偏差都會導(dǎo)致芯片不良。7名博士歷經(jīng)上百次測試，實現(xiàn)了材料生長、器件加工、異質(zhì)集成、模塊封裝等氮化鎵全產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)。

憑借氮化鎵半導(dǎo)體技術(shù)，團(tuán)隊已跟國內(nèi)多家數(shù)據(jù)中心電源廠商建立合作關(guān)系，承接商業(yè)訂單超千萬元。

不久前，團(tuán)隊帶著研發(fā)成果參加第三屆全國博士后創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽“創(chuàng)新賽新能源與節(jié)能環(huán)保賽道”，以全國第7名的成績獲銅獎。賽后，大批投融資機(jī)構(gòu)向團(tuán)隊尋求合作。李思超說：“我們將加快技術(shù)轉(zhuǎn)化落地，早日為大規(guī)模智算中心提供高效電能轉(zhuǎn)換解決方案。”

開發(fā)氮化鎵電源模塊的團(tuán)隊成員

目前，九峰山實驗室已聯(lián)合光谷國資平臺合作轉(zhuǎn)化8家化合物半導(dǎo)體相關(guān)企業(yè)，還有一批新技術(shù)成果正陸續(xù)從“書架”上“貨架”。