
“吃电狂魔”超大型AI算力中心遇到克星。
12月4日,九峰山实验室发布最新科研成果——氮化镓电源模块,将其装入一座容量1吉瓦(10亿瓦)的超大型AI算力中心机柜里,一年可节省电量近3亿度,约合电费2.4亿元。
AI模型训练和推理需要海量并行计算,芯片在极小体积内集成数十亿晶体管,单位功率密度极高(甚至超过太阳核心),产生大量热量,需持续供电冷却。据测算,建设一座1吉瓦(10亿瓦)的超大型AI算力中心,其年用电量可达87.6亿度,其中电源模块在电能转换过程中的耗电就高达10亿度,占总用电量的11%。单个AI机柜的功率可达600kW,远超传统机柜的15kW,导致散热耗电占比高达50%。
可见,算力基础设施的高能耗与低碳可持续发展目标间的矛盾日益尖锐。如何实现算力低能耗化,已成为推动数字经济可持续发展的必答题。

图片来源:中国光谷微信公众号
九峰山实验室“智慧瓦特”团队主导的“面向AI算力中心的高能效低成本GaN电源模块”项目,直面AI算力中心在高性能计算场景下面临的能耗高、供电效率低等行业共性难题,创新提出“以电换算、以GaN为AI节能”的技术路径,致力于突破制约AI产业规模化发展的“功耗墙”瓶颈。
“智慧瓦特”团队负责人李思超博士介绍,氮化镓是第三代半导体材料,若把硅基氮化镓芯片装入电源模块中,替代传统电源模块芯片使用的硅材料,可实现用电损耗降低30%,还能使模块体积缩小30%,成本也降至硅的一半。
李思超进一步解释说,氮化镓半导体加工工序上千步,加工精度在纳米之间,一个步骤有偏差都会导致芯片不良。团队7名博士历经上百次测试,终于实现了材料生长、器件加工、异质集成、模块封装等氮化镓全产业链闭环。
“目前,氮化镓电源模块已完成概念验证,即将开始中试验证,预计3~5年内量产,届时可满足千亿级市场需求。”李思超说,“我们将加快技术转化落地,早日为大规模智算中心提供高效电能转换解决方案。”
作为湖北十大实验室之一,成立于2021年的九峰山实验室,是湖北深化科技体制改革打造的新型研发机构。该实验室位于武汉东湖高新区(中国光谷)。
九峰山实验室称,截至今年第三季度,实验室在研项目已突破300项,合同数量同比增长50%,新增合作伙伴150余家,未来将有一批新技术成果陆续从“书架”上“货架”。
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周芳
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