2025年12月4日，九峰山实验室宣布了一项重大的科技突破——氮化镓电源模块的研发成功。该电源模块只有拇指大小，100万个指甲盖大小的“黑盒子”，装入一座容量1吉瓦（10亿瓦）的超大型AI算力中心机柜里，一年可省近3亿度电，约合2.4亿元电费。

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团队负责人李思超博士说，该成果目前已完成概念验证，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。

1、吉瓦级算力爆发式增长，AI数据中心能耗缺口凸显

当下AI算力中心是典型的“以电换算”模式，1座1吉瓦AI算力中心一年用电量达87.6亿度，相当于一座大型核电站的满负荷发电量。其中负责将高压电转换为XPU（专用处理器）所需低压电的电源模块，年耗电量就有10亿度，占中心总用电量的11%，是能耗占比极高的核心部件。

未来算力中心的能耗压力正以“吉瓦级”为单位持续攀升，全球科技巨头与国家层面的算力基建布局，更直观印证了能耗问题的紧迫性，节能已成为算力产业不可回避的核心诉求。

谷歌与AI独角兽Anthropic在2025年10月达成数百亿美元算力合作，明确配套1吉瓦电力容量，为百万个TPU芯片提供算力支撑，仅这一单一合作项目的能耗就相当于一座大型核电站的供电规模。

OpenAI更是密集布局超大型算力集群，与博通、AMD分别推进两项10吉瓦级定制算力项目，叠加与甲骨文、软银联合打造的8吉瓦“星际之门”算力园区，仅其公开披露的项目总能耗就已突破28吉瓦，相当于纽约市峰值用电规模的两倍以上。

但此前算力中心电源模块多采用硅基芯片，这种传统方案存在明显短板。一方面电能转换过程中损耗高，造成大量电力浪费；另一方面硅基模块体积较大，不利于算力机柜的高密度部署，且长期使用下来综合成本也居高不下。

02、氮化镓技术“降电革命”，破解吉瓦级算力能耗困局

氮化镓作为新一代半导体材料，具有更高的电子迁移率和耐压特性。将其制成硅基氮化镓芯片装入电源模块后，电能转换损耗能降低30%，这正是该模块实现大幅节能的核心原因。同时，氮化镓材料的特性还能让模块体积缩小30%，既节省机柜空间，又能适配算力中心高密度部署需求。

为了抢占未来的产业技术制高点，九峰山实验室在今年初组建了一支由李思超博士领导的跨部门攻关团队，专注于氮化镓电源模块的研发。尽管氮化镓半导体工艺复杂，涉及上千道工序，且加工精度要求达到纳米级别，但实验室的7名博士经过数百轮测试与优化，成功实现了氮化镓全产业链技术的闭环。

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目前，九峰山实验室已与多家国内数据中心电源厂商达成合作，承接商业订单规模超过千万元。此外，实验室还与光谷国资平台合作，成功孵化了8家化合物半导体相关企业，推动前沿技术成果的转化与应用。该氮化镓电源模块预计将满足千亿级市场需求，随着全球AI算力中心的扩张，电源模块市场潜力巨大。

（文/集邦化合物半导体 金水 整理）

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