在不久前OCP全球峰会上，英伟达（NVIDIA）正式发布白皮书《800VDCArchitectureforNext-GenerationAIInfrastructure》，全面描绘了AI工厂电力基础设施的下一阶段发展蓝图。800VDC直流供电架构一时间成为数据中心下一阶段发展的关键技术路径。那么什么是800VDC，它将如何实现？其背后究竟有哪些技术领域将会因此迎来新的发展机遇？
一、为什么800VVDC架构？
1、兆瓦级机柜将成为数据中心主流
随着AI训练模型参数规模呈指数级增长，GPU机柜功率密度急剧攀升。英伟达的GPU路线图显示：2022年Hopper时代单柜功率约40kW，而到2027年RubinUltra架构时已突破1MW，五年增长近25倍。
2、大功率机柜的关键问题：空间不够用，大功率电源需要小型化
在兆瓦级高密度机架中，电源系统与GPU计算单元正展开“空间争夺战”：更大的功率意味着电源设备体积越大，可部署的GPU数量越少；要保障GPU数量，就需要电源减小体积。功率变大的同时减小体积，需要新的电源技术方案
3、大功率机柜需要做到成本更低
传统方案的铜耗问题成为可持续发展的“红线”。以54V供电的1MW机柜需要约200kg铜母线，扩展至GW级AI工厂后将消耗50万吨铜，带来巨大资源与成本压力。
4、大功率机柜需要做到更高的转换效率
传统架构需多次AC/DC、DC/DC转换，每级损耗1–3%，整体能效往往只有85%左右，这个数字在兆瓦级机柜时代需要全面提升。
综上所述，800V DC不仅是算力密度的提升，更是电力密度的跃升，其背后是通过更高的转换效率，更高的功率密度以及更低的成本莱实现算力发展的需求。
二、什么是800VDC架构，其与传统架构对比有哪些优势？
相较传统415V交流系统，800VDC架构通过简化传输链路，实现了能源路径的革命性重构。电力从13.8–35kV中压配电经过高压整流直接变为800V直流，再通过母线分配至机架内部，逐级转换为GPU供电。这一简化的能量传输路径，不仅极大提高了效率与可靠性，更为计算单元释放出宝贵空间。同时，由于总线电压从54V提升至800V，传输电流下降约15倍、铜损减少90%、系统能效提升10%–13%。
图1：英伟达从415伏交流（上）到800伏直流（下）的配电架构演进
除了向800V机架电源过渡外，800V直流架构还要求在算力机柜内部，从母线到GPU逐级电压转换中实现超高功率密度和超高的转换效率。在英伟达展示的Kyber样机中，单柜NVL576系统内含72个算力托盘，每托盘仅0.5U高，却能提供12kW以上功率，比上一代NVL72系统提升50%功率密度，空间利用率提升4倍。
也就是说，实现800VDC架构背后的核心首先是要实现高频、高效、高功率密度的电源技术。
三、实现800VDC架构的电源技术分析
800V到GPU的电压转换可以通过三级转换方案实现，而三级转换的关键是在提高效率和功率密度的同时减小体积，这一要求需要将电源频率大幅提高，采用传统的方案很难实现。所以，英伟达白皮书指出，800VDC将采用成熟的第三代半导体技术去实现。
第一级：800V→54V隔离DC/DC
采用16:1隔离变换，将高压直流降至安全低压母线。输入端采用650V或者1200V的高压功率器件；而输出端采用100V的功率器件。
这一级的技术难点在于空间有限：需要在极小的空间内满足98%以上的转换效率以及安规要求，因此变换器的开关频率需要达到1MHz左右用以减小变压器磁芯的体积，同时还需要在有限的空间内放下为驱动和主控供电的辅助电源。
输入端采用氮化镓器件和碳化硅器件相比，关断损耗可以降低30%，驱动损耗降低90%，辅助电源面积小50%以上。这一部分当下主流方案均采用了氮化镓方案。在输出端，100V的氮化镓与同规格的硅器件相比，导通电阻可以降低一半以上，效率有明显优势，因此也被重点采用。
英诺赛科与意法半导体的800V转54V方案，OCP2025
值得一提的是，在此次OCP大会上，这也是英伟达唯一展出的供应商方案。
第二级：54V→12V板级DC/DC电源
这一级的挑战是需要通过提高频率，减少被动器件的体积，以实现更高功率密度。硅功率器件因开关频率难以超过200kHz，无法达到功率密度的要求。
笔者了解到，当前这一级转化主流方案为采用100VGaN器件的Buck方案，效率比硅方案提升1%以上，频率提高3倍，电感体积减30%。、
第三级：12V→0.8VGPU供电
对比现阶段GPU的电流为2000A左右，RubinUltra时代GPU电流将达6000A以上。所以这一级的功率器件用量极大，对效率和面积要求极高。传统方案是采用硅器件的DrMOS，但是由于频率的限制难以满足未来需求。而30V氮化镓可运行在2MHz以上，显著缩小电感体积并增强动态响应，同时也利于系统的集成，是未来GPU供电的关键突破口。
综上分析，800VDC架构的背后，是电源技术高频化，高效化的革命，而第三代半导体GaN，由于其独特的高频，低损耗优势，将成为实现800VDC电源革命的最关键技术升级。
四、800VDC架构下，GaN的市场空间有多大？
在Kyber架构中，一个NVL576的机柜有72个算力刀片板（Compute Blade），每一个算力板可以放置8颗GPU，以及2颗CPU，功耗12kW左右。以12kW为例，我们可以计算一下单个算力刀片板氮化镓的用量：
整柜72个算力刀片板约9万颗，再加服务器与NVSwitch部分，总量接近10万颗，单柜GaN价值约18万美元。
也就是说，建设一个拥有1000台单机柜兆瓦级（1MW）的数据中心，该数据中心将需要采购1.8亿美元GaN器件。
低压GaN成最大赢家
800VDC 架构当中不同电压等级的功率器件占比：
如上图所示，在800VDC架构当中，100V及30V的低压器件占比达96.8%，成为绝对赢家。
值得一提的是，当前GaN市场上能够量产低压GAN器件的厂家只有英诺赛科和EPC，而依靠台积电代工的Navits等由于台积电没有成熟的低压产品平台而将与此无缘
六、GaN市场将迎来爆发式增长
800V直流架构不仅是电压标准的升级，更是一场能源基础设施的重构。氮化镓（GaN）正在成为连接算力与能源效率的关键桥梁，推动数据中心从“电力驱动”迈向“智能能源驱动”的新阶段。未来十年，随着AI工厂、机器人、电动车与储能系统的全面普及，全球氮化镓市场规模预计将在2030年突破100亿美元。其中，低压GaN器件（≤100V）将占据最大出货量与市场份额，成为AI电源系统的核心驱动力。
氮化镓不仅是AI时代的能量引擎，更将引领功率半导体迈入“第三次能源革命”的黄金十年。
这一变革不仅标志着数据中心迈入“高功率、高密度、高效率”的新阶段，也为氮化镓（GaN）等宽禁带功率半导体打开了千亿美元级的新赛道。
