在AI服务器内部，电源系统原本是作为“辅助性结构”存在的。它为计算芯片、内存、通信接口等模块提供稳定电压，但本身并不承担核心算力任务。

这种角色定位，在AI负载大幅上行之后发生了改变：

• 首先是功率层级的抬高，目前AI服务器的整机功耗即将突破300 kW。
• 其次是响应速度要求变化。计算任务的不均匀性，使得对供电系统的瞬态性能提出了更高要求，多个负载单元需要独立调控电压、电流和反馈路径。
• 第三是供电颗粒度增加。板载电源模块设计普及，每条轨道都需要单独控制、独立监测，不再依赖统一的集中式电源。

这些变化叠加之后，AI服务器电源系统的结构随之发生调整。系统被拆分为多段电压平台。每一段既要完成能量转换，也要完成控制反馈、安全保护与故障容错等目标。所需器件不再是集中部署的几颗电源芯片，而是一组组覆盖不同功能的芯片网络，分布在AI服务器的多个区域。

这次，我们基于三家头部芯片厂商——英飞凌(Infineon)、安森美(Onsemi)和MPS——在最新财报和投资者材料中披露的信息，来讲一讲：AI服务器电源系统中，半导体器件价值几何?这些钱花在哪儿，都用到了什么器件? 三家厂商分别在哪些环节提供了什么产品?背后反映出AI服务器怎样的元器件趋势?

01 AI服务器电源系统如何吃掉$15,000? 从路径结构到器件密度的变化

Infineon在2025年Q2投资人简报中，给出一个明确的测算：一台AI服务器电源系统中，用到的半导体器件BOM成本可达12,000–15,000美元。

这些器件分布在从AC输入、直流母线转换，到板级降压、核心供电的各个电压段与功能节点中，构成了AI服务器架构中密度最高、路径最长的一个器件系统。

AI服务器电源每一段路径，都是由大量功率器件、控制芯片与保护元件构成的功能结构单元，合起来构成了这条价值链。

以下，我们以Infineon提供的结构图与成本估算为基础，对AI服务器电源路径进行逐段拆解，并结合Onsemi架构图与MPS板级供电分布，对各节点的器件种类与配置成本进行补充还原。

图源：英飞凌

Infineon将这套AI服务器电源系统拆分为几个主要板块：PSU(主电源模块)、BBU(电池备份模块)、48V Bus Converter、板载负载点、以及大量辅助保护与监测器件(如eFuse、热插拔控制、感测器等)。它给出了一个典型AI服务器电源系统架构中各类模块数量及单模块估算成本的组合示意图。

这笔总计高达$15,000的成本，在结构上对应着整条供电路径。我们可以按照供电顺序，从输入到负载，将其逐层拆解。

图源：英飞凌

PSU：从277V AC到48V DC的电源转换

AI服务器的供电入口通常从277V三相交流电开始，首先通过PSU(Power Supply Unit)进行PFC功率因数校正与高压整流，再将电压转换为48V DC或54V DC母线输出。该路径使用高压MOSFET(通常为 SiC)、整流桥与高频 PFC控制器组成完整架构，典型功率等级为 3kW–12kW。

Infineon测算单PSU模块半导体器件成本约为$120，AI服务器电源系统整机中典型部署为24/48套，总成本约为$2,880~5760。Onsemi提供的对比数据也显示，SiC功率器件在PSU中的成本为$160/30kW。

BBU：电池备份

BBU(Battery Backup Unit)模块用于应对断电或瞬时负载飙升，提供短时间、低时延的备用功率支撑。

其内部使用SiC或GaN MOSFET开关、电池管理芯片、电流采样与PFC调节单元等电池充放电控制器件，要求具备高速切换与宽电压容忍能力。

Infineon估算单个BBU模块芯片成本为$70，AI服务器电源系统整机配置同样为24套，合计成本约$1,680。Onsmei给出的BBU所使用的SiC成本是$135/30KW。

IBC：中压DC-DC转换段

服务器内48V DC不直接进入主板，而需通过DC/DC模块(Bus Converter)将电压逐步降至板载适用电平(如12V、5V)。该模块通常由高频GaN功率管、数字驱动器、DC-DC控制芯片与反馈稳压控制器构成，在AI服务器中被广泛部署于主板与加速板之间的接口区域，负责主板供电电压源的构建。

Infineon的测算中，单个Bus Converter模块半导体器件成本约$70–$150之间，AI服务器电源系统整机部署数量为18套，总计芯片价值区间为$1,260–$2,700。这是GaN器件在数据中心服务器中最具密度的部署区域。

GPU/CPU Board：主板核心负载调压路径

主板模块用于将12V或5V电压降压至GPU、CPU等负载核心所需的0.8V–1.8V区间。主板电源系统一般为多相结构，由DrMOS、控制器、电源模块组成的阵列完成电压调节、反馈与热平衡控制。一个GPU Board上通常部署多相电源模块，每个模块支持50–100A的电流输出。

Infineon在简报中给出每个GPU Board配置成本约为$130，AI服务器电源系统总计部署36块，合计成本达$4,680，为整机电源系统中单段最高的成本点。

Smart NIC：非主负载区域的多路小功率供电

除核心运算模块外，服务器中还存在大量边缘供电需求，例如Smart NIC(网络加速卡)、DDR、主板控制单元等。这些区域电压通常为3.3V等低压，功率需求不高，但路径众多、数量庞大。为此部署小型降压芯片、低压 LDO、轻量级电源模块。

Infineon估算Smart NIC及类似路径在AI服务器电源系统中共部署约108组，每组芯片成本约$8，总计约$864。这些边缘路径虽然单体价值较低，但叠加后也是不可忽视的支出部分。

eFuse/热插拔：保护监测路径

电源系统的稳定运行离不开大量路径保护与热管理芯片，如eFuse、Hot Swap控制器、电流监测芯片、电压反馈通道等。这些器件并不参与功率变换，但对整台AI服务器的安全性与可维护性起决定作用。

Infineon测算这些器件合计数量超过300颗，每颗单价约$3，总成本约$900。在高可用数据中心系统中，这部分器件密度仍在逐年上升。

整台AI服务器电源系统从AC输入到负载core，共划分六个供电板块，每一段均由一组特定芯片构成，既包括主功率路径(MOSFET、GaN、DrMOS)，也包括路径控制(PFC、控制器、PWM)，以及外围支撑(eFuse、感测芯片)。

下表为典型成本结构对照：

这一整套结构说明了，在AI服务器中，电源系统是多级分布、模块集成、结构嵌入的一整套路径。

每一级转换节点都内嵌芯片，每一段电压链路都由独立器件构成，每一个计算模块的供电都伴随着多个电源模块、数十相调压单元与成套传感控制系统。在这样的AI服务器电源系统结构下，芯片厂商的产品不再是简单的嵌入，而是以模块的形式构成AI服务器整机供电体系的基本构件。

02 三家厂商方案有何特色? 未来趋势又如何?

Infineon：从AC到板载电源模块的全路径覆盖

Infineon在AI服务器电源系统中提供从PSU到板载电源模块全路径的模块化方案，其关键特征在于将供电路径拆解为结构单元，并通过统一封装嵌入整机系统。

其中PSU模块可提供3kW至12kW功率等级。在12kW PSU方案中，其功率密度达到113 W/in³，峰值效率达97.5%。

在中压段，Infineon采用双面散热封装的器件，适用于高频硬开关拓扑。该封装结构设计目的是减少主板布线和散热设计的工程成本。双面引脚便于上下均匀散热，降低局部温升，适配典型AI服务器水冷夹层结构。

图源：英飞凌

在众多段位中，它在板载电源模块的处理具有结构差异。其预计今年推出的电源模块采用 10×9×5mm 封装，内部集成四相同步降压电路，集成电感、电容，最大峰值电流输出能力可达280A。

图源：英飞凌

模块设计为贴装在主板背面，从下方向芯片供电，形成垂直PDN(Vertical Power Delivery)路径。该方式相比横向布局不仅节省空间，更有效缩短布线，降低功耗，Infineon方面称其可将PDN损耗从20%降至3%。

Onsemi：以高压母线为核心，构建路径分段结构

Onsemi在AI服务器电源系统中围绕400V DC母线架构展开部署，构建从输入段到主板供电的多段供电路径。在其投资人简报中，Onsemi展示了AI服务器典型供电结构，从UPS、电池模块和PLSS(Peak Load Shaving Shelf)出发，经过主电源通路与控制器，最终连接至板载电源模块。

图源：安森美

在路径上游，PLSS Shelf模块作为AI服务器整机的高压输入节点，通过统一母线与主电源系统连接，并与UPS、PDU构成供电链路的前端。系统以400V DC Bus为主干电压平台，承接高压输入并向下游各功能段进行电压分配。在系统中部，主电源控制器与母线接口作为路径控制与调度节点，实现AI服务器整机电源的分段供给与集中调压。

Onsemi提供的电源路径部署强调结构分工与电压平台划分，从AI服务器整机供电通路角度完成输入、分段、控制与负载匹配的全路径划分。通过模块化结构嵌入方式构成系统供电通道，适配集中供电、高密度并联与AI服务器级功耗管理场景。

MPS：从板载供电出发，绑定整机负载节点

MPS专注于GPU板卡、主板和DIMM电源等低压端供电模块。它集中在负载侧，将供电模块做成可嵌入主板结构的器件形态。

在电源模块方面，MPS推出Intelli-Module系列集成电源器件，将电感、电容与芯片集成于单一封装中，可与多项控制器配合使用实现动态电流控制。

图源：MPS

为降低配电损耗，MPS使用ZPD(Z-axis Power Delivery)架构，将电源模块放在处理器的下方，由之前的横向供电改为纵向供电。ZPD构型下，电源路径更短，电流损耗与EMI干扰大幅降低，热分布也更集中。

03 写在结尾

三家厂商不仅在架构路径上各自推进，也都明确释放出对AI服务器电源系统的高增长预期。

Onsemi在Q1财报中披露，其AI数据中心相关收入同比增长超过100%，明确显示其AI服务器供电系统业务正在快速扩张。Infineon也预计其25财年，AI服务器营收将达6亿欧元，并在两年内达到10亿欧元目标。MPS同样在投资者沟通中指出，AI板卡供电已成为其增长最快的供电路径之一，未来多个板载节点将进入单板百安培级供电时代。

从路径布局来看，负载端的供电方式正在发生深刻变化。垂直供电(Vertical Power Delivery)正在成为主流方案。Infineon和MPS都将电源模块部署在主板背面，从板底向芯片核心垂直供电，以缩短PDN路径、优化电流回路与热耦合。横向布线的限制正在被突破，供电路径正从逻辑连接变成结构分层。

从这些变化中可以看到，AI服务器的电源系统正从电气功能层走向结构部署层，供电路径也从“贴片连接”逐步转向“结构嵌入”。芯片厂在其中的角色，也从提供控制和开关器件，转变为供电路径的直接构成单元。