AI算力功耗升级驱动DrMOS需求爆发,国产高端模拟芯片迎产业拐点

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摘要

1随着AI芯片功耗迈向千瓦级,DrMOS作为GPU核心供电关键器件需求激增。
2受GPU出货增长、供电相数增加及电流规格升级(70A/90A以上)推动,DrMOS市场规模预计达40亿元。
3该器件集成驱动与MOSFET,承担高频开关与大电流输出任务。
4当前成熟制程产能趋紧叠加国产算力供应链重构,正推动国产高端模拟芯片从验证迈向规模量产,行业迎来产业拐点而非短期缺货行情。

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从一颗GPU的“供电阀门”到40亿元市场:DrMOS为何成为AI算力新焦点?

DrMOS将驱动器、高侧MOSFET与低侧MOSFET集成在单一封装内,是处理器核心供电系统中负责高频开关、低压转换和大电流输出的关键功率级。随着AI芯片功耗迈向千瓦级,DrMOS需求正在同时受到GPU出货增长、供电相数增加、电流规格升级、成熟制程产能趋紧和国产算力供应链重构的推动。那么,这究竟是一次由缺货涨价驱动的短期行情,还是国产高端模拟芯片从验证迈向规模量产的产业拐点?

一、发生了什么?——DrMOS从普通功率器件变成AI芯片的关键供电环节

  1. DrMOS是什么:GPU旁边的高速“供电阀门”

DrMOS全称Driver MOSFET,通常将栅极驱动器、高侧MOSFET和低侧MOSFET集成在同一个封装内,安装在CPU、GPU、ASIC和存储芯片附近。它不负责计算,却承担着一项不可替代的工作:配合多相控制器、电感和电容,将主板输入的12V电压转换为处理器核心所需的约1V低电压,并持续输出数百安培乃至更高的动态电流。

如果把GPU比作高速运转的发动机,多相控制器相当于电子控制单元,DrMOS就是按照指令高速开合的供电阀门。高侧MOSFET导通时,输入电源向电感注入能量;高侧关闭后,低侧MOSFET为电感提供续流路径。二者每秒切换数十万至数百万次,通过控制导通时间,将较高输入电压稳定转换为芯片需要的低压电源。

相比“驱动器+两颗分立MOSFET”,一体化DrMOS能够缩短驱动和功率回路,降低寄生电感、电压尖峰、开关损耗和电磁干扰,同时提高转换效率与功率密度。更高端的Smart Power Stage还会集成电流检测、温度监测、过流和过温保护。因此,服务器级DrMOS已不只是三颗器件的简单封装,而是一颗具备感知、执行和保护能力的智能功率级。

完整的处理器供电系统通常由“一颗多相控制器+多颗DrMOS”组成,每颗DrMOS对应一个供电相位,各相交错运行,以分担电流、降低纹波并改善瞬态响应。

  1. 为什么AI时代突然重要?

DrMOS需求上升的底层原因,并不只是GPU数量增加,而是单颗算力芯片功耗快速提升。

处理器核心电压通常维持在1V左右甚至更低。当芯片功耗由数百瓦迈向1000W以上时,根据“功率=电压×电流”,核心供电系统必须应对数百安培甚至上千安培的输出需求。单个功率级无法承担如此大的电流,只能通过增加供电相数、提高单相额定电流并优化散热完成供电。这带来三重变化:

第一是颗数增加。芯片功耗越高,通常需要更多功率相位共同分担电流。第二是规格升级,传统PC常用30A、50A产品,高端GPU和服务器CPU正更多转向70A、90A及以上产品。第三是供电难度提高,AI芯片负载可能在极短时间内由轻载切换至满载,如果电源响应不够快,便会出现电压跌落、过冲、降频甚至系统故障。

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