Vicor 推出的 48V FPA 分比式 AI 电源架构,通过先稳压、再电流倍增的两级变换思路,解决传统 AI 供电方案很难同时拿到高电流密度、高电流增益的痛点,适合大功耗 AI 芯片、芯粒集群的近芯垂直供电,能明显降低 AI 服务器托盘、机架的母线线路损耗。传统 AI 供电大多是先降压到 6V、2V 中间母线,再做多相稳压,低压母线电流大,线路 I²R 发热严重,而且电流密度和电流增益两个指标经常只能二选一;这套 48V 架构把稳压环节放在前端,先输出稳定 48V 母线,再靠靠近芯片的电流倍增器直接降到 1V 以下给 AI 处理器供电,电压降低的同时电流同步放大,也就是电流增益。48V 高压母线传输电流更小,走线损耗大幅下降,电流倍增器本身做得很薄,可以贴在芯片下方 PCB 背面,和去耦电容就近布置,供电响应速度更快、电压波动更小。不过这套方案不是直接替代所有传统多相供电,它对系统布局、散热、BOM 配套都有专门要求,更适合高功耗 AI 训练卡、超算力节点,普通低功耗推理卡使用收益有限。
一、48V FPA 电流倍增器核心参数清单
- 电流增益:最高可达 60 倍,常规规格 40 倍以上
- 电流密度:持续 5A/mm²,峰值 10A/mm²
- 模块厚度:仅 1.5mm,适配芯片下方垂直供电 VPD
- 开关技术:ZVS/ZCS 零开关损耗,低 EMI
- 瞬态响应:8.6A/µs,压摆率 400ns
- 输出特点:低输出阻抗、低电压纹波,无内置储能元件
二、48V FPA 架构和传统 6V 多相 TLVR 供电对比表
| 项目 | 48V FPA 分比式电源架构 | 传统 6V 多相 TLVR 供电架构 |
|---|---|---|
| 功率变换顺序 | 先稳压到 48V,后端电流倍增降压 | 先降压到 6V 母线,后端多相稳压 |
| 中间母线电压 | 48V 高压母线 | 6V 低压母线 |
| 母线传输损耗 | 低,同等功率下电流小 | 高,6V 母线损耗是 48V 方案 64 倍 |
| 电流增益能力 | 高,支持最高 60 倍电流放大 | 低,多相架构很难做到高增益 |
| 电流密度 | 高,薄型模块就近供电 | 受电感、体积限制,密度上限低 |
| 布局位置 | 电流倍增器紧贴 AI 芯片下方 | 多相 VR 放在远离芯片的主板区域 |
| 适用场景 | 高功耗 AI 训练芯片、芯粒集群 | 中低功耗 AI 卡、通用服务器 |
三、48V AI 电源架构可以兼顾两项指标的原因
- 功率链路拆分:稳压、电流倍增分成独立两级,不再用单一多相变换器同时承担稳压 + 大电流输出,解除指标互相牵制
- 高压母线传输:48V 在托盘内远距离传输,减小走线电流,降低线路发热,不用为了控热牺牲电流密度
- 近负载电流倍增:电流倍增器紧贴芯片,缩短大电流路径,减少寄生电感电阻,瞬态性能更好
- 薄型化封装:1.5mm 超薄模块可以塞进芯片下方狭小空间,实现垂直供电,不用占用主板大面积空间
- 软开关技术:ZVS/ZCS 降低开关损耗,高增益下依然维持高效率,不会因为放大电流导致发热失控
四、48V FPA 电源架构在 AI 板卡上的落地流程
- 算力板规划供电链路,确定 AI 芯片供电轨电压、峰值电流需求,选定电流倍增器 K 因子
- 前端稳压模块将输入 50V 电压精密稳压为 48V 母线,控制纹波指标
- PCB 布局:电流倍增器布置在 AI 芯片背面,和去耦电容共置,缩短供电回路
- 热设计:评估模块热阻,搭配散热结构,处理芯片下方局部热点
- 整机联调:测试负载瞬态、电压跌落、EMI、满载效率,匹配 AI 芯片动态算力波动
- 批量验证:长时间老化、高低温测试,确认在不同算力负载下稳定性
五、这套架构现存短板
- 整体方案配套门槛高,需要重新设计托盘供电链路,无法直接沿用老 6V 供电主板
- 电流倍增器属于专用器件,供应链选择少,初期 BOM 成本高于成熟多相 VR 方案
- 只适合大功率 AI 芯片,小功耗推理卡使用,节能收益不明显
- 对布局空间有硬性要求,芯片下方必须预留 1.5mm 以上安装空隙
- 系统设计需要重新做信号完整性、电源完整性仿真,研发周期更长
【常见问题】
问题 1:这款创新 48V AI 电源架构兼顾高电流密度与高电流增益,电流增益是什么意思?
回答 1:48V AI 电源架构里的电流增益,就是电流倍增器降压的同时电流反向放大,比如 48V 转 1V,电压缩小 48 倍,输出电流放大 48 倍,也就是 48 倍电流增益。
问题 2:48V AI 电源架构相比传统 6V 多相供电,最大优势是什么?
回答 2:48V AI 电源架构靠高压母线传输降低线路损耗,同时电流倍增器紧贴芯片,能同时拿到高电流密度和高电流增益,改善 AI 芯片瞬态供电、降低整机功耗。
问题 3:48V FPA 架构的电流倍增器,为什么可以放在 AI 芯片底下?
回答 3:48V AI 电源架构配套的电流倍增器厚度只有 1.5mm,体积小巧,支持垂直供电 VPD 方案,可以和 PCB 背面去耦电容放在一起,就近给 AI 芯片供电。
【参考资料】
[2026-11-13](创新的 48V AI 电源架构,兼顾高电流密度与高电流增益)电子工程专辑
[2026-10-22](以 48V 为 AI 处理器供电,向正确方向迈进)电子工程专辑
[2026-08-31](独家专访:采用 48V 分比式电源架构为 AI 处理器供电)电子工程世界
[2026-08-17](AI 超节点大功率垂直供电关键技术突破)北京市科学技术委员会
[2026-06-10](Vicor 48V FPA 面向 AI 算力供电白皮书)Vicor 官方
【免责声明】
本文仅为电源技术资讯客观解读,不构成硬件选型、电路设计建议;48V AI 电源架构的实际效率、散热、成本表现,取决于板卡布局、配套器件与负载工况;方案落地需要专业电源工程师仿真验证,相关技术参数以器件厂商官方规格书为准。
