一個個指甲大小的“黑盒子”，裝到一座容量1吉瓦(1吉瓦=10億瓦)的超大型AI算力中心機柜內(nèi)，一年可節(jié)省用電近3億千瓦時，約合2.4億元電費。

李思超拿著氮化鎵電源模塊。

這個“黑盒子”，是九峰山實驗室12月4日新發(fā)布的科研成果——氮化鎵電源模塊。

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%、模塊體積縮小30%，成本也降至原來的一半。

建設(shè)一座AI算力中心，用電成本巨大。理論上，1座1吉瓦AI算力中心一年用電量可達87.6億千瓦時，相當(dāng)于一座大型核電站的滿負荷發(fā)電量。其中，電源模塊將機柜高壓電“轉(zhuǎn)換”成XPU(專用處理器)所需的低壓電，每年耗電10億千瓦時，占算力中心總用電量的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)中心用電量還將增長一倍以上，達每年約9450億千瓦時。今年9月，英偉達宣布與OpenAI共建全球首個10吉瓦級AI數(shù)據(jù)中心。

為提前站上這一風(fēng)口，今年初，湖北實驗室之一的九峰山實驗室組建跨部門團隊，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，加工精度在納米級，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)。

九峰山實驗室開發(fā)氮化鎵電源模塊的團隊成員。

團隊負責(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至5年內(nèi)實現(xiàn)量產(chǎn)，屆時可滿足千億級市場需求。團隊已與國內(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名的成績獲得銅獎。賽后，大批投融資機構(gòu)向團隊尋求合作。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?！?/p>

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)，一批新技術(shù)成果正陸續(xù)從“書架”走上“貨架”。

（記者 張真真 通訊員 杜佳琦）

編輯：萬林