碳化硅和氮化镓作为宽禁带半导体的“门面”，具备宽禁带、高导热率、高击穿场强、高饱和电子迁移率的物理特性，能耐高压、高温、高频，满足高效率、小型化和轻量化的场景要求。随着技术的不断升级，宽禁带半导体的性能被进一步开发，二者已经不再局限于新能源汽车和消费电子市场，而是向AI数据中心领域强势“破圈”。 在AI数据中心领域，碳化硅具有极小的反向恢复损耗，可以有效降低能耗，因此主要应用在AI服务器电源的PFC(功率因数校正)中，现在多数企业都在采用碳化硅二极管替代硅二极管，碳化硅MODFET替代硅MOSFET。而氮化镓主要得益于其栅极电容和输出电容对比硅更小，导通电阻较低，反向恢复电荷很小，因此开关损耗和导通损耗较低。所以氮化镓主要应用在服务器电源的PFC和高压DC/DC(直流转直流电源)部分，用氮化镓MOSFET替代硅MOSFET。 特别是在服务器电源的PFC中，碳化硅MOSFET具有的高频特性，可以起到高效率、低功耗的效果，提升服务器电源的功率密度和效率，缩小数据中心的体积，降低数据中心的建设成本，同时实现更高的环保效率。 碳化硅主要应用于AI数据中心电源的机架电源AC/DC级。 碳化硅MOSFET可用于构建电源供应单元(PSU)的功率因数矫正(PFC)电路，以替代硅基MOSFET。相较硅基MOSFET，碳化硅MOSFET拥有更高的开关频率和更低的反向恢复损耗，可以有效减少元件数量，增加电源功率密度，并提升AC/DC级的能量转换效率。使用碳化硅MOSFET的PSU的功率密度可以达到硅基功率器件PSU的2倍以上，并且可以将电力转换效率最高提升约1%。 受益于大语言模型技术发展和生成式AI的快速渗透，全球AI市场规模快速增长 数据中心中的传统硅基供电系统效率约为85%至88%，有12%至15%的电能以热能形式浪费。碳化硅功率半导体器件有助于提升能源效率、降低运营成本，并支持数据中心的可持续发展战略。此外，AI工作负载的增加导致数据中心内AI服务器数量上升，该等服务器的功耗显著高于传统服务器。这对机架电源的功率密度提出了更高要求，使得碳化硅功率器件成为在现有机架空间内提升电源输出功率的可行解决方案。
