編者按：

自ChatGPT、DeepSeek等大型AI模型應用爆發以來，市場對AI服務器的需求激增，其配套電源的發展前景已成為行業共識。目前，I服務器電源企業的出貨規模仍有限，AI服務器電源廠商差距尚未拉開，整體處于同一起跑線。

面對AI服務器電源向“三高”——高功率密度、高效率、高可靠性發展的趨勢，AI服務器電源產業鏈各環節——無論是AI服務器電源企業、磁性元器件廠商，還是上游的磁芯與線材供應商都一致認為：挑戰與機遇并存，AI服務器電源行業正迎來價值提升的重要窗口。

為此，《磁性元件與電源》雜志特邀AI服務器電源專家、企業高級研發工程師，以及磁性元器件、磁芯、線材等領域的代表技術人員，共同探討AI服務器電源對磁性元器件與材料提出的新要求、整機與器件企業的選型標準、當前材料的匹配能力，以及AI服務器電源產業鏈企業的布局現狀。

對話導覽：

AI服務器電源變化及應用現狀

AI服務器電源對磁元件的要求

AI服務器電源對磁性材料、線材的要求

AI服務器電源產業鏈企業布局情況及規劃

一、AI服務器電源變化及應用現狀

1、與傳統的服務器電源相比， AI 服務器電源發生了哪些變化？對磁性元件的技術要求發生了哪些變化？

杭州鉑科電子 丁毅：AI服務器電源變化：
一效率顯著提升：傳統服務器電源最高效率為鈦金級別的96%，而AI服務器電源雖然采用紅寶石標準（96.5%），但實際設計目標已提高至97.5%，能效表現更加優異。

二功率段大幅上移：傳統服務器電源功率一般在4千瓦以內，而AI服務器電源的主流功率已提升至5.5千瓦，未來還將進一步擴展至8千瓦和12千瓦，功率需求成倍增長。

三輸出電壓發生重要變化：傳統服務器輸出電壓為12伏，而AI服務器電源主流輸出電壓已提升至48伏至54伏，更高的電壓可有效降低電流，從而減少傳輸損耗。

四為適應新的電源架構，AI服務器電源模塊的尺寸也相應調整：原先的服務器電源長度大約為265毫米，而新一代AI服務器電源普遍增至約600毫米，AI服務器電源常見規格在500多毫米到600多毫米之間，以滿足高功率、高效率和高電壓輸出帶來的結構與散熱要求。

磁元件技術要求變化：

隨著碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導體的應用，AI服務器電源開關頻率顯著提升，變壓器工作頻率從以往的100 kHz以內普遍提高到100 kHz以上，對磁元件的高頻損耗提出了更嚴苛的要求。

為降低損耗，磁性材料持續迭代。以金屬磁粉芯為例，第三代產品在50 kHz、100 mT條件下的損耗已降至約100 kW/m3，較早期產品降低一半。

繞組線徑也隨頻率增加而細化，從0.1 mm逐步轉向0.07 mm，未來將進一步采用0.05 mm甚至更細的線材以應對更高頻率。多股絞線設計愈加重要，因頻率升高后交流損耗占比顯著增大，成為主要損耗來源。

高頻化也帶來更復雜的EMC挑戰。為抑制干擾，共模電感等EMC元件需具備更強抗干擾能力。傳統鐵氧體因磁導率偏低、損耗較大，納米晶材料因高磁導率和寬頻阻抗特性逐漸受到青睞。此外，輸出端輻射抑制需求上升，需在開關管、電容等關鍵位置增加磁珠或濾波器，以滿足更嚴格的EMC標準。

博蘭得 劉建： AI服務器電源發生的變化主要有如下幾個：

一是功率等級的提升，以前的傳統的服務器量一般最高到3.5 kW，現在的 AI 服務器電源功率等級5.5kW, 8kW甚至12kW。

二是對AI服務器電源功率密度的要求越來越高，以前的功率密度一般不超過50W/ In3，但現在廠商規劃的AI服務器電源功率密度需要增加到120W/ In3甚至到180W/ In3。

三是對AI服務器電源的動態性能要求高，因為AI 的 GPU 電流變化率非常大，傳統服務器電源的負載動態的電流斜率為1-2A/微秒，AI服務器電源要求 3 -5 A/微秒甚至更高，而且動態電壓范圍一般要求±4%或者更低（傳統服務器電源一般是±5%）。

四是對AI服務器電源效率要求越來越高，目前傳統服務器電源效率要求最高為96%，AI服務器電源效率最高能要求能達到97.5%~98%。

五是供電架構的變化，未來800V HVDC架構可能會取代目前的48V架構。

EMC及電源行業專家 杜佐兵：目前，AI服務器電源在拓撲架構層面已較為成熟，但電磁干擾（EMI）問題仍需系統研究。傳統服務器電源長度多為185或265mm，輸出電壓12V；AI服務器電源長度增至640mm以上，輸出電壓提升至48V，功率超過3.3kW，并需滿足動態負載要求。

當前AC-DC/DC-DC方案多采用全橋GaN LLC拓撲，對磁性材料要求高頻低損耗。該方案在IC層面并不復雜，難點在于兼顧可靠性、體積與效率。其中EMI是主要挑戰，尤其是傳導發射。由于AI服務器電源模塊化程度高、結構緊湊，近場耦合效應突出，傳導干擾通過線纜傳播，成為當前研發的核心難點。

宏豐光城 王晉：關鍵變化：

功率提升：AI服務器電源（尤其是GPU/TPU集群）功耗顯著增加，單機柜功率可達數十kW，電源需支持更高功率密度和動態負載。

效率要求更高：PUE（電源使用效率）成為核心指標，需滿足鈦金/鉑金級（96%+）效率標準。

智能化管理：支持實時負載調整、故障預測等AI優化功能。

技術要求變化：

2、目前AI服務器電源主流功率段是多少？一般采用什么拓撲結構？使用的磁性元件種類、數量分別是多少？
杭州鉑科電子 丁毅：主流拓撲結構：CCM（電流連續模式）PFC 加 LLC 諧振變換器。隨著功率密度和效率要求提高，前端 PFC 部分正從 CCM 向 TCM（臨界導通模式）演進，LLC 級拓撲保持不變。

拓撲切換直接改變磁性器件選材：CCM PFC 電感歷來使用鐵鎳類金屬磁粉芯，而 TCM 工況下電流過零、磁通擺幅小，可改用成本低、損耗匹配度高的鐵氧體磁芯，因此未來鐵氧體用量將隨之增加。
磁性元器件的種類并未改變，仍包含共模電感、PFC 電感、LLC 諧振電感與變壓器，以及 DC-DC 級的輸出電感，AI 服務器電源整體架構保持一致。功率提升通常不增加器件種類，但可能通過交錯并聯方式增大單體數量：例如AI 服務器電源 3 kW方案采用單 PFC 電感，而 5.5 kW 方案則常用雙路交錯，兩只 PFC 電感并聯運行。

服務器CPU_CRPS 電源 圖/杭州鉑科電子

博蘭得 劉建： 目前AI服務器電源主流功率段為3.5 kW～12 kW，單相輸入，PFC一般采用bridgeless interleaved CRM PFC或者 CCM PFC；DCDC一般采用LLC拓撲，視功率采用單個LLC或者interleaved LLC 或者three phase LLC。我們的15 kW機型為三相輸入，采用了Vienna PFC+三路并聯LLC的拓撲。

以我們的AI 服務器電源15kW為例，磁性元件方面，前級PFC使用了3顆HF高飽和磁通磁芯；LLC的變壓器和諧振電感為3顆定制的鐵氧體磁芯；EMI級使用了2顆非晶磁環。

EMC及電源行業專家 杜佐兵：AI 服務器電源的功率覆蓋范圍與通用服務器基本一致：AI 服務器電源單模塊從3KW到 5.5 kW 均有部署，整機柜或基站級方案可堆疊至 264 kW 以上；預期在下一代的堆疊功率將從444KW到720KW。所謂“AI”僅體現在算法調度與負載瞬變更劇烈，對電源動態響應提出更高要求，對AI服務器電源及系統可靠性（電磁兼容）帶來挑戰。

主流拓撲

前端 AC-DC：無橋 PFC（Totem-Pole PFC）→ 全橋LLC 諧振隔離

負載點：LLC 后再經多相 buck-boost（或純多相 buck）直降到 0.8–1.8 V 大電流母線

磁性器件選型

EMI 濾波
?- 共模/差模電感：納米晶（或非晶、微晶）磁芯，溫度穩定性好，飽和密度高?- 高頻扼流磁環：鎳鋅鐵氧體，高頻阻抗大，EMC 優勢顯著

功率變換
?- LLC 變壓器/諧振電感：HE4/5;PC95 錳鋅鐵氧體，高溫（>100 °C）損耗低?- 多相 buck 電感：HE5;PC95/PC50 材質，100–300 kHz 下平衡損耗與成本；

AI服務器電源正向低壓、大電流、小體積方向發展，功率密度提升使EMI敏感度顯著增加，對數字控制環路的抗擾度要求更高。前端供電架構向高壓800V母線演進，為高效降至48V以下，多采用基于諧振軟開關的IRC拓撲，結合多電平與磁集成技術壓縮磁件體積，磁集成已成為實現高功率密度AI電源的關鍵支點。

宏豐光城 王晉：

主流功率段：單電源模塊功率集中在3kW-15kW，整機柜電源系統可達30kW-100kW+。

拓撲結構：PFC級：圖騰柱無橋PFC（高頻GaN方案為主）。

DC-DC級：LLC諧振變換器（高頻高效）、交錯并聯拓撲（均流需求）。

功率器件及數量（以10kW電源為例）：SiC MOSFET：PFC級4-8顆（1200V/650V），DC-DC級2-4顆。

GaN HEMT：用于高頻輔助電源（如48V轉12V），數量4-6顆。

Si MOS：逐步被替代，僅保留部分低壓側應用。

磁性器件：高頻、高功率電感增勢很快，一片電源用8~16顆。

組合式電感 圖/宏豐光城

二、AI服務器電源對磁元件的要求

1、AI 服務器電源對磁元件的核心需求是什么？

杭州鉑科電子 丁毅：一是把損耗壓到最低，以支撐整機 97% 以上的高效率；二是在同等功率下把體積做到最小，把功率密度繼續往上抬。

以臺達 5.5 kW 模塊為例，當前功率密度約 56 W/in3，后續 8 kW、12 kW 產品必須沖到 100 W/in3 左右。單純追求100 W/in3 的密度已有廠商實現，但同時滿足高效率、低損耗、良好 EMC 與熱性能，才是磁性器件真正的挑戰。

EMC 的關鍵指標就是滿足 CISPR 32/EN 55032 Class A 限值，但“過線”只是底線。真正的難點在于：效率、功率密度、EMC 和安規四項必須同時達標。

效率想高，就要降開關頻率、增大體積、選昂貴器件；功率密度想高，又必須把頻率拉高、縮小體積，兩者直接沖突。頻率一高，EMC 的傳導和輻射余量迅速被壓縮，濾波器件不得不加，體積和損耗又反向增加。

材料、拓撲、布局相互牽制：磁芯材料要同時實現高頻低損和高飽和磁通密度；PCB 上干擾源與敏感電路被迫擠在同一空間，走線、屏蔽、接地稍有失當，Class A 也會余量不足。

AI 服務器電源唯一相對寬松的是成本，但“效率+密度+EMC+安規”四維同步做到極致，仍是磁性器件和系統工程師必須攻克的矛盾平衡點。

博蘭得 劉建：磁性元件的核心指標是損耗必須極低，涵蓋磁芯損耗、繞組銅損及全電路開關損耗，以滿足未來更高開關頻率的運行需求。

AI 服務器電源散熱方式從風冷轉向液冷乃至浸沒冷卻，對磁件散熱設計提出新要求。AI 服務器電源功率密度提升需借助磁集成技術優化磁芯體積與數量。AI 服務器電源效率目標向98%以上邁進，需探索單級AC-DC等新拓撲，這對磁性元件的高頻低損耗性能提出了更高挑戰。

水冷型服務器電源 圖/博蘭得

EMC及電源行業專家 杜佐兵：磁性材料的選擇呈“前級非晶/納米晶+后級鐵氧體”格局。前端高壓大電流用納米晶或扁平銅帶鐵氧體，μr＜10 k即可；后端低壓大電流靠十余層疊片鐵氧體，供應商已筑配方工藝壁壘。

就當前AI 服務器電源成本與性價比而言，磁性器件本身無需因 GaN 而做顛覆性改動。主流鐵氧體（如 PC95/PC50 系列）仍工作在100 kHz 上下，不超過 150 kHz，頻率跨度未顯著超出傳統范疇，因此磁材迭代節奏相對溫和。

目前AI服務器電源的主流開關頻率集中在 100 kHz 附近，大多數方案仍把 90–120 kHz 作為設計基準；向上試探到 200–300 kHz 僅處于“趨勢”階段，并未規模化落地。

繼續往 500 kHz 乃至 1 MHz 提升時，磁性材料與功率器件的溫升會迅速觸及極限——鐵氧體陡增、繞組交流損耗倍增，熱管理難度呈指數級上升，因此被業內視為“極限頻率”。

只有在“空載”“輕載”或特殊低功率演示環境（俗稱“欠債工況”）下，才會短時跑到 1 MHz 以展示小體積優勢；一旦進入滿載、器件功耗疊加的真實場景，熱預算立即吃緊，故主流廠商仍把 200 kHz 視為可量產的上限。

頻率抬高后，磁性元件不僅要面對鐵氧體與銅損的雙重壓力，還需保證直流疊加下電感量不驟降、插入 EMI 濾波器的衰減特性不惡化。

更棘手的是，高頻近場耦合路徑呈多極化，系統級干擾往往與磁芯本身無關，而是布局、繞組結構與回流路徑耦合共振所致，這已成為 200 kHz 以上方案必須同步解決的系統級難題。

宏豐光城 王晉：

三、AI服務器電源對磁性材料、線材的要求

1、您希望上游材料企業哪些方面提供配合，以支持下一步研發計劃？

宏豐光城 王晉：材料創新： 提供高頻低損磁粉（如定制化Fe-SiCr顆粒）。開發高導熱絕緣材料（導熱系數＞5W/mK）。

工藝支持：薄帶材精密軋制（厚度＜10μm）。3D打印磁性元件快速原型服務。

數據共享：材料高溫/高頻特性數據庫開放。聯合仿真平臺（如ANSYS Maxwell模型協作）。

2、AI服務器電源企業正追求高功率密度、高效率以及液冷散熱的普及。這直接傳導至對磁性元件的需求：高頻、低損耗、耐高溫、高導熱、抗腐蝕。作為產業鏈的上游基石，首先想請問，您如何看待整機廠和磁元件廠提出的這些需求？貴司的主力材料是什么？

國石 商燕彬：當前，AI 服務器電源整機廠和磁元件廠對“高頻低損耗”材料的訴求已成為行業共識。終端客戶將這一指標視為基本門檻，供應商別無選擇，只能跟進；技術若不能同步升級，將被市場直接淘汰。

面向500 kHz～2 MHz乃至更高頻段，國石目前已形成三代主力材料平臺并進入量產或試制階段：

（1）500 kHz頻段

對標TDK PC50系列，國石對應牌號為GP50。100 ℃、500kHz、50 mT條件下，功率損耗≤80 kW/m3，已穩定批量供貨。

（2）500 kHz～1 MHz頻段

100 ℃、500kHz、50 mT：損耗仍保持≤80 kW/m3； 1 MHz、30 mT、100 ℃：損耗≤50 kW/m3，同樣處于量產狀態。

（3）1 MHz～2 MHz頻段

100 ℃、2MHz、30 mT：企業內控指標≤220 kW/m3，實測典型值約180 kW/m3，較行業通用限值低約10%，已進入小批量交付。

（4）2 MHz～3 MHz頻段

新一代材料正在小批量試制，目標損耗水平繼續下探，預計2025年Q4完成可靠性驗證并導入量產。

綜上，國石在500 kHz～2 MHz區間已具備可量產、損耗優于行業均值10%左右的完整材料解決方案，3 MHz平臺正加速推進。

大潤 程平：大潤推出了高溫膜包線及膜包壓方線。該系列產品專為高頻、高溫環境設計，其工作頻率可穩定覆蓋1-3 MHz范圍，在此高頻下的損耗較傳統線材顯著降低20%-30%。

這一性能突破源于材料與工藝的協同創新，我們采用PI等特種工程塑料薄膜作為絕緣層，賦予了線材極佳的耐高溫性、高絕緣強度及優異的導熱性能。

同時，通過對導體進行精密的壓方成型工藝，極大優化了趨膚效應，提升了槽滿率，從而在降低交流電阻的同時確保了高效散熱，滿足了AI服務器電源對磁性元件低損耗、高可靠性的嚴苛要求。

膜包壓方線 圖/大潤科技

3、高頻低損耗與高飽和磁通密度（Bs）往往是一對矛盾。在AI服務器電源這種既要求高頻又可能面臨大電流沖擊的應用中，貴公司是如何通過配方、摻雜或新工藝來優化這一矛盾，提升材料的綜合性能指標的？

國石 商燕彬：高頻低損耗與高飽和磁通密度天然對立：晶粒細化可降低渦流與剩余損耗，但同時致密度下降，飽和磁通密度隨之降低。

為此，國石在低溫燒結條件下仍追求高密度，并通過低鋅配方（氧化鋅摩爾分數由約10%降至5%左右）提高居里溫度，從而提升飽和磁通密度，再以精細晶粒控制兼顧高頻損耗，實現兩者均衡。

這里的低鋅配方即將氧化鋅含量由常規95、96、97材的約10摩爾百分比降至5摩爾百分比左右；該含量可用摩爾百分比或重量百分比表示，二者可換算。

工藝上仍采用鐘罩爐燒結，在較低溫度下實現產品的高密度工藝（高溫致密化），并嚴格控制晶粒尺寸與微觀結構。

高頻材料平均晶粒已控制在5 μm左右，常規95、96、97材為15–20 μm；公司正將常規材料晶粒降至約10 μm，使其在300–400 kHz頻段仍可用，以擴展高頻應用范圍。

降低晶粒尺寸的關鍵在于同時壓低燒結峰值溫度并精確調控爐內氣氛：一是將最高燒結溫度設定為比常規溫度更低的水平，抑制晶粒長大；二是通過控制氧分壓等氣氛參數，調節氧化錳、氧化鐵在不同溫區的晶粒生長速率，實現晶粒細化。

組合型集成磁芯 圖/國石磁業

當前用于AI服務器電源的96、96A、97材以“寬溫-低損耗”為核心指標：

損耗曲線在140-160℃仍保持平坦，97材160℃總功耗<450kW/m3（100kHz、200mT）；

100℃飽和磁通密度B?提升至約430mT，較常規410mT提高20mT；

通過提高燒結密度與晶粒細化協同實現，滿足高溫、大功率環境下的效率與體積要求。

四、AI 服務器電源產業鏈企業布局情況及規劃

1、貴司在2024年及2025年在AI服務器電源的業務情況如何？行業整體情況如何？
杭州鉑科電子 丁毅：2024年杭州鉑科電子整體銷售額接近6億元，其中“傳統服務器電源”與“儲能”各占一半，各約 2.5–3 億元；AI 服務器電源僅占服務器板塊的不到10 %。從2024年起加大對AI服務器電源的各方面資源投入，2025年研發資源一半以上向 AI 電源傾斜，預計當年 AI 服務器電源營收同比翻數倍，但絕對金額仍顯著低于傳統服務器板塊。
就全行業來看，目前AI 服務器電源穩定放量的仍只有臺達，麥格米特雖有出貨但規模不大，長城、歐陸通等剛起步，除臺達外各家差距尚未拉開，整體仍處同一起跑線。
2、貴司下一步在AI賽道的關鍵投資或研發計劃？

杭州鉑科電子 丁毅：杭州鉑科電子過去兩年把重心放在儲能，如今該業務已步入穩定爬坡階段；從今年起，公司明確將AI服務器電源列為下一戰略重點，超過一半的研發資源向AI 服務器電源傾斜。

AI 服務器電源研發方向集中在四條主線：一是繼續迭代5.5 kW、8 kW至12 kW的風冷平臺，提升AI 服務器電源功率密度與效率；二是開發更多的水冷/液冷AI服務器電源平臺，滿足機柜級高密度散熱需求；三是搭建800 V DC輸入新平臺，適配未來數據中心高壓直流架構。四是整合算力+儲能兩大產品平臺，為整個AI 服務器電源供電系統賦能；

所有AI 服務器電源新項目均圍繞高頻、低損耗磁元件與EMC協同設計展開，以保證高效、高密、Class A同時達標。

博蘭得 劉建：公司下一步在AI服務器電源賽道的關鍵研發聚焦48 V→12 V板載DC-DC降壓模塊，該模塊被視為AI服務器電源的核心，功率密度目標數百至上千W/In3，采用氮化鎵方案，工作頻率提升至800 kHz–1 MHz或更高。

宏豐光城 王晉：關鍵技術投入：

液冷方案：開發液冷磁性元件密封工藝（如陶瓷基板焊接）。

數字化電源：智能磁性元件（集成溫度/電流傳感）。

研發方向：2025年推出MHz級平面變壓器（效率＞98%）。與芯片廠合作開發“磁-芯”共封裝方案。

國石 商燕彬：國石在AI服務器電源賽道下一步的研發投入鎖定兩條主線：

一是繼續往下一代高頻材料迭代，500 kHz-1 MHz平臺已批量供貨，1-2 MHz方案小批量驗證中，3 MHz等級剛進入小批量試制，全部面向GaN MOS普及帶來的更高開關頻率需求；

二是把“寬溫+高Bs+低損耗”做成綜合平臺，在保持97材160 ℃寬溫能力的同時，把100 ℃飽和磁通密度再抬升一個臺階。

實現路徑以微觀結構調控為核心：高頻材料晶粒繼續釘扎在5 μm，寬溫材料由15-20 μm壓縮到≤10 μm，靠低溫快燒+高氧梯度燒結提高致密化，用細化晶粒尺寸來降低渦流損耗，同步提高產品密度來提升Bs；配方端同步微調，保證晶界耐溫與電阻率不下降。

兩條線均靠工藝迭代而非全新體系，先高頻后寬溫，分階段投入。

大潤 程平：展望AI服務器電源賽道，我司下一步將聚焦三大方向進行戰略性研發投入：

首先，在材料加工工藝上持續突破，重點研究超低損耗導體與下一代高導熱絕緣材料融合加工，將產品工作頻率上限與導熱效率提升至新的行業標桿。

其次，加大對精密絕緣超導微細線制造工藝的投入，以納米級工藝控制保障產品一致性與可靠性，滿足AI 服務器電源客戶大規模部署需求。

最后，我們將強化與AI 服務器電源頭部客戶及科研機構的協同創新，共建AI 服務器電源行業前沿聯合實驗室，從源頭參與下一代AI 服務器電源架構的研發，確保技術路線始終引領市場趨勢，為AI算力基礎設施提供核心材料支撐。

結語

通過以上的討論可以看出，AI服務器電源帶來的高功率、高效率需求，實實在在地推動了電源技術的更新換代。這對中間的磁性元器件和上游的磁性材料提出了更明確的要求：需要在更高的頻率下實現更低的損耗，并更好地解決散熱問題。

目前，AI服務器電源整個產業鏈都看到了這個趨勢，雖然大家起步相差不大，但都明白，只有整機廠、器件廠和材料廠之間更緊密地配合，共同解決AI 服務器電源高頻與低損耗等技術難題，才能跟上AI服務器電源發展的步伐。這個過程，對整個AI 服務器電源行業來說，既是必須應對的挑戰，也是一個持續發展和提升的機會。

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審核編輯 黃宇