最近在思考下一個AI領域會往哪裡走? 從Nvidia跟禾伸堂董事長給我的啟示是: HVDC架構. 隨著伺服器吃電越來越重, 電源供應器伴隨需要技術升級, 前幾代的零組件功能已無法扛起電力大旗. 我的焦點集中在大功率元件的上下游. 但我發現越研究越模糊, 於是又花了點時間把整個半導體輪廓大致梳理出來. 主要想法是:
從800V HVDC 看整個半導體, 然後找出HVDC對應的半導體產業位子(屬於電源與功率控制), 最後根據這一個位置延伸出來對應的上下游關係.
3. 可靠度增強：在HVDC架構集中整流後，機架不再需要多顆內建PSU與風扇，輝達預估維護成本可降低70%。傳統架構下，每個伺服器都需要獨立的電源供應器，故障點眾多。
#什麼是HVDC
800V HVDC（High Voltage Direct Current），是將資料中心供電電壓從傳統的48V或54V直流大幅提升至800V。這項技術變革的核心在於解決AI伺服器功耗暴增帶來的三大挑戰：
１. 降低電力耗損：HVDC架構將市電13.8kV集中整流成800V直流，再直接送到機架內部，大幅減少電力轉換次數。根據台達電的數據，傳統架構從電網到晶片的轉換效率僅約87.6%，而採用800V HVDC後可提升至92.1%，效率提升達4.5%。
- 節省成本：當電壓提高一倍，電流相應減半，這使得母線與配線可以縮徑，熱損減少。輝達估計，採用800V架構後銅用量可減少45%，大幅壓低布線成本與施工複雜度。
半導體五大功能
#半導體五大功能領域 - 找出誰對應電源控制?:
1. 運算（Compute）
用途：負責計算與邏輯運算
代表產品：CPU、GPU、AI晶片
2. 記憶（Memory）
用途：負責資料儲存
代表產品：DRAM、NAND Flash
3. 能源轉換（Energy Conversion）
用途：光與電之間的轉換
代表產品：LED、太陽能電池
4. 電源與功率控制（Power Management）
用途：控制與調節電力傳輸
代表元件：MOSFET、IGBT、SiC元件、GaN元件
5. 感測與通訊（Sensing & RF）
用途：感測外界訊號與無線通訊
代表元件：CMOS影像感測器、RF晶片、MEMS感測器
#對應公司
1. 運算（Compute）
用途：CPU / GPU / AI晶片
台股代表：
- 台積電（2330）→ 晶圓代工（核心製造）
- 聯發科（2454）→ SoC / AI邊緣運算
- 世芯-KY（3661）→ AI ASIC設計
- 創意（3443）→ 客製化AI晶片
- 瑞昱（2379）→ 網通IC
2. 記憶（Memory）
用途：DRAM / NAND
台股代表：
- 南亞科（2408）→ DRAM
- 華邦電（2344）→ DRAM / NOR Flash
- 旺宏（2337）→ NOR Flash
- 力積電（6770）→ 記憶體代工
3. 能源轉換（Energy Conversion / 光電）
用途：光電轉換
台股代表：
- 億光（2393）→ LED
- 晶電（2448，已併入富采）→ LED
- 富采（3714）→ LED整合
- 元晶（6443）→ 太陽能電池
- 茂迪（6244）→ 太陽能
4. 電源與功率控制（Power）
用途：電壓 / 電流控制
台股代表：
- 台達電（2308）→ 電源供應器 / AI電源
- 力智（6719）→ 電源管理IC（PMIC）
- 環球晶（6488）→ Si材料上游
- 漢磊（3707）→ SiC磊晶
- 嘉晶（3016）→ SiC材料
- 強茂（2481）→ 二極體 / MOSFET
- 朋程（8255）→ 車用整流二極體
5. 感測與通訊（Sensing & RF）
用途：影像 / 無線 / 感測
台股代表：
- 佳能（2374）→ 光學鏡頭
- 大立光（3008）→ 手機鏡頭
- 聯詠（3034）→ 顯示驅動IC
- 矽創（8016）→ 感測IC
- 原相（3227）→ CMOS感測器
- 立積（4968）→ RF射頻IC
#半導體從材料到系統的分層架構:
材料（Si / SiC / GaN）
↓
結構（PN接面 / MOS結構）
↓
元件（Diode / IGBT / MOSFET / LED晶粒 / Solar cell）
↓
系統（IC / 功率模組 / 光電系統）
其中：
IC = CPU / GPU / DRAM
功率模組 = 電源供應 / 車用逆變器
光電系統 = LED燈具 / 太陽能板
#Si / SiC / GaN 是半導體材料 => 可以做出二極體 與 電晶體（MOSFET是其中一種）
※Si本身可以做出最小功能元件: 二極體與電晶體 ; 可以用電晶體做出IC(電晶體的閘極寬度就是台積電在說的奈米)
強項:通用 / 便宜
主要用途 : 數位運算 + 記憶體 + 一般電子產品
產品包含：CPU / GPU（運算） DRAM / NAND（記憶） 一般 IC
代表公司：台積電（邏輯IC） / 三星電子（記憶體）
特性：便宜 + 成熟 + 能做最多種類晶片
※SiC可以做出功率MosFet/Diode
強項:高壓/高溫
主要用途:高壓 / 高功率 / 高效率電力系統
產品包含：電動車逆變器（EV inverter） 快速充電（快充） 工業馬達控制 AI伺服器電源
代表公司：Wolfspeed ROHM 台灣：漢磊、環球晶（材料鏈）
特性：耐高壓 + 低損耗 + 高效率
※GaN 可以做出高頻晶電體
強項:高效率
主要用途 : 高頻 / 高效率 / 小型化電源
產品包含：快充充電器（手機/筆電） 伺服器電源 RF通訊（5G）
代表公司：Wolfspeed ROHM 住友電工
特性：超快開關 + 高效率 + 可以做很小
#什麼是離散功率元件?
常常聽到財經媒體在說離散功率元件, 這到底是什麼?
離散功率元件 = 分離元件
-分離元件(一顆一顆單獨賣)可以分二極體(整流二極體:轉換AC→DC/突波抑制器TVS:保護電路, ESD靜電)/電晶體(功率MosFET)
-IC : 很多元件整合在一顆晶片.
#HVDC架構延伸出的功率半導體
是分離式元件中的一種「功能型分類」，用於高電壓 / 大電流的應用。
裡面有:功率二極體 / 功率MosFet / IGBT / SiC MosFet / GaN HEMT
#已經進入AI伺服器產業的廠商值得注意
根據法說與新聞報導, 已經進入AI伺服器產業的公司值得注意:
-漢磊 / 磊晶 / 環球晶 => 生產SiC磊晶
-強茂 / 德微 => IDM廠
強茂已經有10%營收是AI伺服器貢獻; 德微子公司亞昕有25%營收由AI伺服器貢獻;
26Q1獲利1.51eps.
-富鼎/廣閎科 => MosFet IC設計廠; AI伺服器散熱電扇
富鼎與韓系晶圓廠合作SIC; 台灣兩家散熱大廠都是他的客戶; 國巨與鴻海是他的大股
東;26Q1獲利1.56eps / 廣閎科已經有25%營收是AI伺服器貢獻.
-博盛半導體 => MosFet IC設計廠. 不斷電熱插拔MosFet已經進入輝達供應鏈, 26年放量. 三年前就布局AI產業, 25年AI佔營收4.5%. 董事長保證不會在AI產業落後.
-力智 => 電源管理PMIC 晶片設計廠商.
他的PMIC可以去控制MosDr. / Power Stage, 前面這兩個整合元件都需要使用到功率
MosFet. 26Q1獲利年增41.7%, eps2.02.
如果是你, 你會集中哪幾家來做研究呢?
