在人工智能浪潮席卷全球的今天，大模型训练与推理任务对算力的需求呈指数级增长。CPU、GPU等核心芯片的功耗已从几百瓦飙升至1kW甚至更高，而服务器主板的供电系统却面临着“功率悬崖”——传统供电方案在功率密度、转换效率、PCB布局空间三大核心维度上均已触及技术天花板，严重制约了计算平台的性能释放与小型化发展。

如何在高功耗芯片的极限供电需求下，实现更高效、更紧凑、更稳定的供电方案?这已成为AI服务器产业发展的关键瓶颈。

海光信息联合生态伙伴，首创ZeroBiasTLVR(零偏置跨电感稳压器)+DualSPS(双芯合封电源器件)组合方案，以颠覆性的拓扑架构与超高功率密度，精准破解AI大算力场景下的供电难题，为新一代服务器平台提供高效、紧凑、稳定的底层供电支撑，推动AI服务器供电技术迈向新高度!

供电架构演进与板级布局困局：传统方案已到极限

随着AI大模型的广泛应用，单颗GPU的功耗已突破2kW，CPU功耗也向1kW迈进，服务器整机的供电需求呈几何级增长。传统多相Buck方案虽然效率较高、扩展性好，但在高负载瞬态响应上存在明显短板，难以适应多核心高功耗处理器的发展需求。

为解决瞬态响应问题，业内引入TLVR(跨电感稳压器)，通过双绕组电感可变等效电感改善瞬态性能，减少电容需求，广泛应用于高性能处理器平台。然而，TLVR的转换效率与功率密度相较于传统Buck方案并无优势，且随着CPU功耗的持续攀升，电路相数与占用面积不断膨胀，而服务器主板受机箱标准严格约束，无法随意扩增。

与此同时，内存通道、PCIe/CXL等高速IO需求井喷，迫使PCB采用超低损耗材料和更多层数，单位面积成本急剧攀升。PCB布局寸土寸金，供电设计面临终极挑战。如何在瞬态响应、转换效率、功率密度与有限布局空间之间取得平衡，成为供电设计的核心痛点。

因此，传统方案已无法满足AI服务器的供电需求，行业亟需一场技术革命!

将ZeroBiasTLVR与DualSPS创新组合，突破性技术解法

面对AI服务器供电的极限挑战，海光信息联合生态伙伴，业内首次将ZeroBiasTLVR与DualSPS创新组合，一举突破传统供电方案的瓶颈，实现功率密度提升50%~60%、效率提升0.7%~1.5%、布局空间极致压缩的跨越式进步!

ZeroBiasTLVR：颠覆性拓扑结构，提升电源效率

Zero-BiasTLVRvsTLVR

ZeroBiasTLVR电感与传统TLVR电感的核心差异，集中体现在副边绕组拓扑结构上。传统TLVR方案中，各电感副边绕组经补偿电感Lc互联后接地，稳态下Lc环路无直流分量，而原边存在显著励磁电流，致使TLVR电感磁芯承受极强的稳态直流偏置磁通，磁芯利用率被严重压制。

ZeroBiasTLVR则通过创新拓扑重构，将PHASE1开关节点SW接入Lc，再与各副边绕组互联并最终接输出VOUT，以此在副边绕组中引入与原边幅值相等、方向相反的直流电流，实现磁芯内部直流磁通精准抵消。

消除磁芯直流偏置，磁芯利用率质的飞跃

ZeroBiasTLVR通过拓扑重构，彻底消除TLVR电感磁芯直流偏置，使磁芯利用率实现质的飞跃。在同等封装尺寸下，电感量显著提升，开关频率可从传统的600kHz~800kHz下压至400kHz~600kHz，电源转换效率提升0.7%～1.5%。

TLVREfficiencyvsZero-BiasEfficiency

ZB-TLVR拓扑减少一相电感，叠加磁通归零设计，放宽电感饱和电流要求，进一步压缩体积

传统TLVR对电感饱和电流要求极高，导致电感体积难以进一步缩小。而ZeroBiasTLVR采用磁通归零设计，放宽了对电感饱和电流的严苛要求，进一步压缩体积，缓解PCB布局压力，相较于传统TLVR方案，ZeroBiasTLVR在效率、功率密度、体积控制上均实现显著优化，功率密度跃升15%~20%。

TLVRLayout(左)vsZero-BiasTLVRLayout(右)

DualSPS：双芯合封，小空间释放大能量

SPS(左)vsDualSPS(右)

16×6mm封装内集成两颗SPS核心，功率翻倍，尺寸仅增50%

SPS(SmartPowerStage，智能功率级)为集成化功率器件，内部集成Buck拓扑所需上下桥臂高性能功率MOSFET与专用智能驱动电路，实现功率开关与驱动控制一体化封装。为了进一步提升电源功率密度，海光信息联合生态伙伴，采用双芯合封(DualSPS)的突破性设计，在仅6×6mm的微型封装内集成两颗SPS核心，功率直接翻倍，尺寸仅增加50%，功率密度强势提升33%!

散热进一步升级

随着电源功率密度持续升级，功率MOS损耗热量进一步集聚，散热设计难度大幅提升;若器件温升超标，受半导体温度特性制约，MOS无法长期满载运行在额定直流TDC电流规格，直接限制电源满载输出能力。传统单SPS方案仅依靠基板底部单面散热，散热路径单一、热阻偏高;新一代DualSPS架构改用芯片双面散热结构，上下两面同步布设散热通路，有效缩短导热路径、大幅降低整体热阻，模块热阻可控制在1℃/W以内。最终实现功率密度提升、热源更加集中的产品设计前提下，芯片温升得到有效管控，保障MOS长期稳定工作于标称额定电流。

组合方案：功率密度暴涨50%~60%，供电能力全面升级

将ZeroBiasTLVR电源拓扑与DualSPS封装技术两项架构深度融合，能够充分发挥各自拓扑优势，大幅拉高电源整机功率密度、提升转换效率、缩减方案体积，在高端服务器、AI算力电源、高性能主板供电等场景具备极高应用价值。

功率密度大幅提升

ZeroBiasTLVR依托优势电源拓扑，消除TLVR电感磁芯的直流偏置，并减少一相电感，实现功率密度跃升15%~20%。DualSPS依托先进封装技术，将常规SPS进行二合一封装，实现功率密度强势提升33%。二者结合后，整体功率密度可提升50%~60%，有效压缩电源方案整体体积、简化布线设计，在高端服务器、AI算力电源、高性能主板供电等场景具备极高应用价值。

创新2合1、4合1TLVR电感（GroupTL），降低直流损耗

ZB-TLVRPHASE1输出要串联每个TLVR电感的副边绕组，每个副边绕组都需要通过PCB连接，导致副边绕组DCR(直流电阻)较高，影响电源效率。海光信息创新性地采用2合1、4合1TLVR电感(GroupTL)，将多个副边绕组在电感内部直接连接，省去繁琐的PCB走线，大幅降低副边绕组的DCR，从而提升PHASE1的电源效率。

生态协同推动创新落地

本次技术融合方案，整合服务器架构设计、器件开发、散热仿真、量产验证等多方资源，协同攻克拓扑融合、定制器件开发、散热优化、环路稳定性调试等关键难点，成功打通电感、电源专用芯片的定制化研发与落地路径，引领算力电源技术升级方向。

产业生态协同是技术落地的关键。海光信息依托光合组织，联动上下游伙伴开展联合验证与场景化适配，加速方案迭代与规模化落地。凭借技术前瞻性与生态协同能力，推动AI服务器供电技术向高效化、高密度化、小型化全面演进，为AI算力爆发提供更强大的底层支撑。