在AI算力需求持續(xù)攀升的背景下，電力消耗問(wèn)題已成為制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。以一座1吉瓦規(guī)模的AI算力中心為例，其年耗電量可達(dá)87.6億度，相當(dāng)于一座大型核電站的全年發(fā)電量。其中，電源模塊作為電能轉(zhuǎn)換的核心部件，承擔(dān)著將高壓電轉(zhuǎn)化為服務(wù)器芯片所需低壓電的任務(wù)，但這一環(huán)節(jié)的能耗占比超過(guò)11%，年耗電約10億度，節(jié)能改造空間顯著。

傳統(tǒng)電源模塊普遍采用硅基芯片，而九峰山實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的氮化鎵電源模塊為行業(yè)提供了新方案。這種第三代半導(dǎo)體材料具備更高的電子遷移率和耐壓能力，使得電能轉(zhuǎn)換效率大幅提升。實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示，采用氮化鎵技術(shù)的模塊可將轉(zhuǎn)換損耗降低30%，同時(shí)體積縮小30%，綜合成本僅為硅基方案的50%左右。

技術(shù)突破的背后是長(zhǎng)達(dá)一年的攻堅(jiān)歷程。今年初，實(shí)驗(yàn)室組建跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)，聚焦氮化鎵全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)攻關(guān)。該材料工藝復(fù)雜度極高，涉及上千道精密工序，加工精度需控制在納米級(jí)，任何微小偏差都可能導(dǎo)致芯片失效。由7名博士領(lǐng)銜的研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)上百次實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)從材料生長(zhǎng)到模塊封裝的完整技術(shù)閉環(huán)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域空白。

節(jié)能效益在規(guī)模化應(yīng)用中尤為突出。若在1吉瓦規(guī)模的算力中心部署100萬(wàn)個(gè)氮化鎵電源模塊，預(yù)計(jì)年節(jié)電量可達(dá)3億度，相當(dāng)于減少電費(fèi)支出2.4億元。這一數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)中心降本增效提供了切實(shí)可行的路徑，目前已有國(guó)內(nèi)多家電源廠商與實(shí)驗(yàn)室達(dá)成合作，商業(yè)訂單規(guī)模突破千萬(wàn)元。

技術(shù)轉(zhuǎn)化鏈條的延伸進(jìn)一步放大了創(chuàng)新價(jià)值。實(shí)驗(yàn)室通過(guò)與地方國(guó)資平臺(tái)合作，已孵化8家化合物半導(dǎo)體企業(yè)，推動(dòng)氮化鎵、碳化硅等前沿技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)線。這種“研發(fā)-轉(zhuǎn)化-產(chǎn)業(yè)化”的閉環(huán)模式，正在加速構(gòu)建自主可控的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。