DesignCon 2026
當地時間2月24日至26日,全球高速系統設計領域最具影響力的盛會——DesignCon 2026在美國圣何塞會議中心盛大舉行。作為芯片、板卡和系統設計工程師的“年度聚會”,這里不僅是前沿技術的風向標,更是推動AI數據中心基礎設施重構的策源地。
PART.01
站在硅谷的中心,定義“芯”未來
自1995年創辦以來,DesignCon始終是高速通信和半導體領域工程師們的權威會議。今年的會議更是群星云集,議題從量子互聯網到Agentic AI,從224G/448G高速互連到系統級電源完整性,直指AI時代算力爆發的底層矛盾。
在今年的會議上,一個明顯的趨勢是:行業的關注點已不再局限于單顆芯片的性能,而是轉向了多芯片協同、整機柜供電以及系統級的熱管理。作為全球領先的電源解決方案供應商,MPS(Monolithic Power Systems)深度參與其中,以技術破局者的姿態向業界展示了面向下一代AI服務器的供電答案。
PART.02
現場直擊:MPS演講技術熱潮
在本次DesignCon 2026的技術論文專場,MPS攜手其生態伙伴,發表了題為《How Zero Bias Discrete TLVR Maximizes Revenue on Product Boards》的精彩演講。
MPS的專家們深入剖析了零偏壓TLVR(Zero-Bias Trans-Inductor Voltage Regulator)這一創新技術,證明了該技術如何在高功率密度與高效率之間實現平衡。
PART.03
技術深潛:
ZB-TLVR如何打通AI供電的“任督二脈”?
AI的進步依賴于算力,而算力的瓶頸往往在于供電。新一代AI CPU/GPU在追求極致計算速度的同時,其功耗也水漲船高,對電壓調節模塊(VR)提出了近乎苛刻的要求:更快的瞬態響應、更高的電流承載能力以及更高的轉換效率。
TLVR(Trans-Inductor Voltage Regulator)通過在傳統電感外串聯一個補償電感(Lc),實現相位間電流的同步耦合與加速響應,從而在提高瞬態響應速度的同時,降低紋波并減少對大容量輸出電容的需求。但是TLVR有一個關鍵痛點——電感中存在直流偏磁。這迫使設計人員不得不選擇體積更大、飽和電流更高,感值更小的電感,導致效率與密度難以兼得。

圖2:傳統TLVR電路拓撲
MPS此次展示的“Zero-Bias TLVR”技術,巧妙地解決了這一行業難題:
01消除直流偏置,解鎖“零偏壓”
ZB-TLVR技術對傳統TLVR拓撲進行了創新性改造,通過改變補償電感的位置,讓傳導電感(Trans-Inductor, TL)副邊繞組形成反向電流,抵消磁芯中的直流磁通分量,實現等效勵磁電感的零直流偏置。這一設計解決了傳統TLVR電感易飽和的問題,允許使用更高電感值的TL,既能有效降低電流紋波,又能在保持瞬態響應的前提下降低開關頻率,大幅減少開關損耗,從拓撲底層提升供電轉換效率。
02不再擔心飽和,效率飆升
由于消除了直流偏磁,電感感值無需為高飽和電流(Isat)而妥協,這使得工程師可以采用感值更高的電感。更高的感值意味著在同樣的電流紋波要求下,可以降低開關頻率,從而大幅降低開關損耗。根據實測數據,ZB-TLVR相比傳統TLVR,峰值效率提升了0.73%,在246A的熱設計電流(Thermal Design Current, TDC)點,效率依然高出0.31% 。對于千億參數的AI訓練集群而言,這微小的效率提升意味著巨大的電力成本節約,為AI算力中心實現節能增效。
03電感選型:分立式vs.集成式
MPS的演講給出了清晰的電感選型指南。MPS對分立TL與集成TL的磁芯損耗、銅損進行全維度對比分析:
分立TL擁有獨立磁通路徑,磁芯損耗更低,且物理分離的繞組大幅降低高頻下的鄰近效應,交流電阻(ACR)損耗遠低于集成組TL,完美適配AI供電的高頻工作場景;
集成式電感擁有更高的功率密度,容易實現電路的集成化;更低的副邊阻抗,可以更容易實現相電流均衡;
分立TL的散熱更均勻,更容易解決AI服務器高功率下的散熱難題;
分立TL擁有成熟的設計方案與制作工藝,并已經隨TLVR的普及得到了市場廣泛的驗證,當前階段,分立TL成本更低,更適合AI算力基礎設施的規模化部署。
04布局優化:巧解不對稱布局難題
AI算力的快速負載瞬態響應,對供電系統的PCB布局提出了極高要求。MPS針對ZB-TLVR拓撲的特性,制定了系統化的PCB布局優化準則,從根源上降低寄生損耗,保障供電穩定性:
功率級環路最小化:縮短Buck半橋輸出節點到主電感的走線,降低噪聲信號帶來的影響,并減少線路阻抗帶來的功率損耗。采用對稱布局,盡可能保證各相輸出到負載的走線阻抗一致,避免電流不平衡問題;
副邊繞組走線優化:針對ZB-TLVR副邊繞組載流的特性,通過一系列縮短副邊走線優化設計,大幅降低了走線損耗,大大提高了峰值效率,TDC點的效率提升大于0.5%。
同時,ZB-TLVR拓撲天然存在阻抗不對稱,采用MPS多相控制器的相電流平衡控制方案,更好地解決了ZB-TLVR拓撲固有的阻抗不對稱導致的電流不均問題,搭配MPS高效穩定的DrMOS,在8相供電/420A輸出電流下仍能保持相電流均衡,穩態性能和瞬態響應完全滿足服務器的規范要求。
PART.04
賦能AI:從實驗室到千行百業
當前,AI數據中心的基礎設施正在經歷一場“系統級重構”。單機柜功耗突破100kW大關,傳統的供電架構在巨大的直流壓降(IR Drop)和熱管理挑戰面前捉襟見肘。ZB-TLVR技術恰逢其時,它通過更高的效率直接降低了供電環節的熱損耗,緩解了散熱壓力。搭配MPS成熟可靠的VR方案,可以簡化供電網絡(PDN)的設計難度,讓工程師能將更多精力投入到算力核心的創新中。
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原文標題:Zero-Bias TLVR亮相DesignCon 2026:MPS如何用前沿供電技術為AI算力“續航”
文章出處:【微信號:MPS芯源系統,微信公眾號:MPS芯源系統】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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