算力終局,即是電力之爭,資料中心傳統電路架構見頂,高壓直流電強勢接棒。機櫃拆解、系統重構,零組件全線升級,掀起規模百億美元規模的電源淘金潮。
美國加州矽谷的十月中旬,陽光依舊燦爛,但在聖荷西會議中心裡,真正被點亮的,是AI資料中心的下一條電力動脈。
十五日甫落幕的開放運算計畫(Open Compute Project,OCP)全球大會,展場裡最引人注目的,不是一張張更快的AI晶片,而是一台台由粗壯的銅排、沉甸甸的電源架,穿插液冷散熱管路的伺服器獨立電源櫃。
「這台電路架構是八百VDC,還是正負四百VDC」、「轉換效率可以做到多少」、「什麼時候可以出貨」……,現場殷切的詢問此起彼落。這場以開放硬體起家的技術年會,現已不是「規格控」取暖的年度聚會,更像矽谷為下一輪AI基礎建設舉行的盛大歡迎儀式。
隨著AI晶片的運算效能一代比一代強大,伴隨而來的耗電量也呈等比級數狂飆。當伺服器機櫃的功耗從過去的幾萬瓦,一路向二○二七年的百萬瓦(MW)極限邁進時,傳統行之有年的四十八伏特/五十四伏特配電架構,已然逼近物理極限。
調研機構顧能(Gartner)推算,至二七年,AI資料中心的年用電量將高達五百TWh(太瓦時),約為二三年的二.六倍;電力需求暴增之外,顧能也發出警報指出,屆時將有四成AI資料中心,因供電量不足而使營運受限。
AI吃電怪獸 八百伏特電源革命開跑
面對愈來愈緊縮的電力瓶頸,輝達(NVIDIA)創辦人黃仁勳直言,「一座一吉瓦(GW)的工廠,永遠不會變成一座二吉瓦的工廠,」意指過去單純透過「把舊機房放大、多接幾條電線、多裝幾個冷氣」的方式,根本無法解決瓶頸,迫使輝達團隊徹底終結以往的擴充思惟,停止區域性的局部優化,直接從整體的系統架構著手解決。
於是,升壓十五倍,直上八百伏特(800V);減少交流電轉換,改用直流電(DC)的大電流新架構登場,開啟伺服器電源高壓直流(HVDC)世代。
這波脫胎換骨的「充電」革命,引爆意想不到的巨大商機。投顧機構高盛(Goldman Sachs)預估,二三年至二八年,AI伺服器電源整體市場規模將從九.三億美元飆升至八八○.七億美元(約二.八兆新台幣),急劇成長近九十四倍,並帶動系統大廠到關鍵零組件,價量同步升級,供應鏈全體大躍升,AI電源經濟圈一片榮景。
TrendForce分析師楊少幃表示,電力需求可從全球電力應用消長觀察,今年全球資料中心電力容量為一六一吉瓦,年增率約三一%,其中AI伺服器電力容量占比達到三三.四%,預估明年超過通用伺服器容量,「標示AI已從新興應用正式轉變為運算主力,改變電路架構,減少耗電,已是大勢所趨。」
省銅增效騰空間 電源櫃成AI心臟
HVDC電源架構登場,帶來四大變化。首先,升壓之後,有助於大幅降低電流,進而節省四五%傳導電力的銅導體(銅線、匯流銅排),若是五十四伏特舊架構,一櫃的銅導體用料則逼近兩百公斤。其次,舊式的交流電架構,整體電力效率僅八七%,改走直流電架構後,電力效率將可提升約五個百分點。
第三大改變,是將電源系統的安裝位置,半數移出運算機櫃,獨立出來的一台「電源櫃」,好處是散熱可集中管理,原來的機櫃則釋放出更多晶片置放空間。
至於獨立的電源櫃身價不菲,預計一台售價上看四十一.三萬美元,約一三四○萬新台幣,預料整個電源供應鏈產值,將跟著大電流商機水漲船高。

