造價媲美保時捷!台達電「固態變壓器」十年磨一劍,穩坐輝達Rubin供電核心

當輝達(NVIDIA)新世代AI伺服器「Vera Rubin」功耗飆升,電源系統面臨前所未有的挑戰。台達電憑藉耗時十年研發的「固態變壓器」技術,不僅成功將造價媲美保時捷的800伏特高壓直流電源櫃送上輝達GTC大會「龍座」,更揭示了AI資料中心電力革命的關鍵解方,穩固其在次世代供電領域的領先地位。

表象:AI巨獸的電力渴求

在今年的輝達GTC大會上,除了萬眾矚目的新世代AI伺服器「Vera Rubin」外,輝達更破天荒地設立了「800 VDC」專區,展示那些造價等同於一台保時捷跑車、採用800伏高壓直流電的電源櫃。有趣的是,電源業界的龍頭台達電,其產品赫然被擺在專區最顯眼的第一位,象徵著其在AI供電領域的關鍵地位。

隨著輝達伺服器從GB300世代邁向Vera Rubin,單一機櫃的功耗也同步飆升了1.5倍,功率達到驚人的225KW,這幾乎等同於四百多個家庭的總用電量。面對如此龐大的電力需求,若電源系統仍沿用傳統的415伏交流(AC)供電,電力在傳輸過程中將產生過多的損耗與熱能,甚至可能導致設備燒毀。因此,輝達果斷將電壓提升至800伏特,並搭配直流電(DC)直接將電力輸送到伺服器機櫃,以期大幅減少電力耗損,這也催生了一場前所未有的「電力大革命」。

真相:無人區的電源新革命

為了這場電力革命,輝達在2025年8月公布了18個國際合作夥伴,其中便包含臺灣的兩大電源巨擘:台達電與光寶科。然而,要在伺服器系統中導入如此高壓的電力,絕非易事。大多數的電源零組件都必須隨之升級,進行大規模的客製化調整。台達電電源及系統事業群總經理陳盈源直言:

「像連接器,以前根本沒有這樣(800V)的規格,全部都要客製化。」

事實上,台達電早在2025年之前,就已與客戶著手研發800伏特的新興電源系統,但直到今年初才開始送樣。這漫長的研發時程,正是因為他們面對的是一條前人未曾走過的「電源新革命」之路。不僅是零組件的客製化挑戰,台達電還得配合客戶猶如「光速」般的節奏。原先客戶提出的機櫃電源設計幾個月後可能改為三層,接著又可能要求增加一層備援電池模組(BBU),使得台達電團隊必須不斷地研發、測試、再研發、再測試。原本預計今年第四季量產的800伏高壓直流電源櫃,現在時程卻被提前至第三季,這意味著台達電必須與電源安規認證單位更密切合作,以加速所有流程。

值得注意的是,800伏特的電源系統已不再內嵌於伺服器機櫃,而是一個獨立的電源櫃。這種產品邏輯的轉變,讓電源櫃必須與後端機房電力系統串接,這已然跨足了傳統的重電領域,而非過往電源廠熟悉的資通訊(IT)電源範疇。這一役,無疑將台達電的戰場,從放置IT設備的「白區」,一步步拓展至對接供電、冷卻系統等基礎設施的「灰區」。

各方角力:固態變壓器的十年磨礪

說到這場電力革命,台達電其實並非毫無準備。早在十多年前,他們就已為傳統資料中心與電信機房業者,布建電力相關基礎設施,是全球少數能橫跨白區電源與灰區電力基建的業者。然而,過去這些機房的電力需求通常是100MW(百萬瓦)起跳,而現在,整座AI資料中心的電力卻是以GW(十億瓦)來計算,功耗相差百倍,這代表功率轉換效率也必須提升百倍,供電系統的革新勢在必行。陳盈源總經理不諱言:

「對電力電子來講,這是一個很大的技術門檻。」

不過,台達電的企業文化,就是面對再艱鉅的技術挑戰,都會提前做好準備。例如,高壓電源櫃會使用到的關鍵零組件──「固態變壓器」(SST),便是台達電解題多年的秘密武器。目前,固態變壓器被業界視為取代傳統變壓器的重要突破,它能直接將電網高達「3萬」伏特的交流電,轉換成800伏的直流電,實現降壓和直流電轉換一次到位,大幅提升效率並減少損耗。

這項技術的研發過程也充滿挑戰,畢竟沒有任何電子零件能直接承受3萬伏的高壓。台達電在2023年與美國能源部合作的一個專案中,便投入開發固態變壓器。當時的構想是將該技術運用於電動車充電樁,但後來台達電敏銳地發現,這項關鍵零組件同樣適用於AI資料中心和工業領域,因此加快腳步,送樣給北美四大雲服務業者(CSP)進行認證。

深層影響:全水冷與電源半導體的未來

正是這種重視研發、提前布局的戰略眼光,讓台達電得以在今年的GTC大展上,推出整套800伏高壓直流電電源櫃,展現其技術實力與市場領導地位。台達電電源及零組件事業範疇執行副總裁史文景透露,接下來,電源供應器也將走向「全水冷」散熱的時代,且這項革命性產品有望在明(2027)年正式面世。

不僅如此,台達電更將觸角伸入電源半導體領域,這是一個更深層次的佈局。史文景強調:

「你一定要投資在前面,要不然沒有辦法追上。」

這句話點出了AI時代技術競爭的殘酷現實。在AI資料中心電力需求以GW計算的今日,從供電架構、關鍵零組件到散熱模式,每一個環節都必須超前部署,才能在這場高速運轉的科技競賽中,站穩腳步。

未解之問:AI電力革命的永續挑戰

輝達新世代AI伺服器之所以需要800伏特高壓直流供電,主要是為了解決單一機櫃功耗大增1.5倍至225KW所帶來的電力損耗與熱能問題。透過將電壓提升至800伏特並採用直流電,能大幅減少電能在傳輸過程中的耗損,避免設備過熱甚至燒毀,確保AI運算的高效穩定。

台達電的「固態變壓器」在AI資料中心供電中扮演著關鍵角色。它能夠直接將電網高達3萬伏特的交流電,一次性轉換為AI伺服器所需的800伏直流電,大幅簡化了傳統多階段的電力轉換流程,提高了效率並減少了能源損耗,是實現高效AI供電的技術核心。

台達電在AI伺服器電源系統的研發上面臨多重挑戰,包括零組件的客製化、客戶需求快速變動導致的頻繁研發測試、以及將產品從IT電源「白區」擴展至重電「灰區」的領域轉型。此外,如何開發能承受3萬伏高壓的固態變壓器,並加速安規認證時程,都是其必須克服的難題。

隨著AI技術的快速演進,對電力基礎設施的需求也日益龐大。台達電的十年磨一劍,確實為AI資料中心的供電困境提供了精妙的解答。然而,當AI資料中心電力需求持續攀升,甚至超越國家電網的承載能力時,我們又該如何平衡科技發展與能源永續的兩難?這場電力革命,或許才剛剛拉開序幕。