一個(gè)個(gè)指甲大小的“黑盒子”，裝到一座容量1吉瓦（1吉瓦=10億瓦）的超大型AI算力中心機(jī)柜內(nèi)，一年可節(jié)省用電近3億千瓦時(shí)，約合2.4億元電費(fèi)。
李思超拿著氮化鎵電源模塊。
這個(gè)“黑盒子”，是九峰山實(shí)驗(yàn)室12月4日新發(fā)布的科研成果——氮化鎵電源模塊。
氮化鎵是第三代半導(dǎo)體材料。若把硅基氮化鎵芯片裝入電源模塊中，替代傳統(tǒng)電源模塊芯片使用的硅材料，可實(shí)現(xiàn)用電損耗降低30%、模塊體積縮小30%，成本也降至原來的一半。
建設(shè)一座AI算力中心，用電成本巨大。理論上，1座1吉瓦AI算力中心一年用電量可達(dá)87.6億千瓦時(shí)，相當(dāng)于一座大型核電站的滿負(fù)荷發(fā)電量。其中，電源模塊將機(jī)柜高壓電“轉(zhuǎn)換”成XPU（專用處理器）所需的低壓電，每年耗電10億千瓦時(shí)，占算力中心總用電量的11%。
今年4月，國(guó)際能源署發(fā)布報(bào)告稱，在AI應(yīng)用的助推下，到2030年，全球數(shù)據(jù)中心用電量還將增長(zhǎng)一倍以上，達(dá)每年約9450億千瓦時(shí)。今年9月，英偉達(dá)宣布與OpenAI共建全球首個(gè)10吉瓦級(jí)AI數(shù)據(jù)中心。
為提前站上這一風(fēng)口，今年初，湖北實(shí)驗(yàn)室之一的九峰山實(shí)驗(yàn)室組建跨部門團(tuán)隊(duì)，開發(fā)氮化鎵電源模塊。然而，氮化鎵半導(dǎo)體加工工序上千步，加工精度在納米級(jí)，一個(gè)步驟有偏差都會(huì)導(dǎo)致芯片不良。7名博士歷經(jīng)上百次測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了材料生長(zhǎng)、器件加工、異質(zhì)集成、模塊封裝等氮化鎵全產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)。
九峰山實(shí)驗(yàn)室開發(fā)氮化鎵電源模塊的團(tuán)隊(duì)成員。
團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人李思超博士說，該成果目前已完成概念驗(yàn)證，即將開始中試驗(yàn)證，預(yù)計(jì)3至5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，屆時(shí)可滿足千億級(jí)市場(chǎng)需求。團(tuán)隊(duì)已與國(guó)內(nèi)多家數(shù)據(jù)中心電源廠商建立合作關(guān)系，承接商業(yè)訂單超千萬(wàn)元。不久前，團(tuán)隊(duì)帶著研發(fā)成果參加第三屆全國(guó)博士后創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽“創(chuàng)新賽新能源與節(jié)能環(huán)保賽道”，以全國(guó)第7名的成績(jī)獲得銅獎(jiǎng)。賽后，大批投融資機(jī)構(gòu)向團(tuán)隊(duì)尋求合作。李思超說：“我們將加快技術(shù)轉(zhuǎn)化落地，早日為大規(guī)模智算中心提供高效電能轉(zhuǎn)換解決方案�！�
目前，九峰山實(shí)驗(yàn)室已聯(lián)合光谷國(guó)資平臺(tái)合作轉(zhuǎn)化8家化合物半導(dǎo)體相關(guān)企業(yè)，一批新技術(shù)成果正陸續(xù)從“書架”走上“貨架”。
（記者張真真、通訊員杜佳琦）
