Navitas et Microchip mettent le GaN 800 V au service des data centers d’IA

Les deux Américains se sont associés pour développer un design de référence 800V à base de nitrure de gallium, destiné aux data centers d’IA de nouvelle génération. Densité de puissance élevée, conversion directe 800 VDC vers 6 VDC et compacité figurent parmi ses principales caractéristiques.

Alors que les data centers d’IA montent en puissance pour alimenter des clusters de GPU toujours plus gourmands, l’industrie s’oriente vers des architectures d’alimentation en courant continu à 800V, afin d’améliorer l’efficacité de distribution et la densité de puissance. Pour accompagner cette transition, Navitas Semiconductor et Microchip Technology annoncent avoir collaboré au développement d’un design de référence à base de GaN convertissant le 800VDC en 6VDC, destiné aux applications d’alimentation de racks dans les data centers d’IA.

© Navitas Semiconductor / Microchip Technology

Cette plateforme combine les technologies de contrôle de puissance numérique et de sécurité de Microchip avec les composants en nitrure de gallium GaNFast de Navitas, offrant aux développeurs une voie concrète pour mettre en œuvre une conversion de puissance haute efficacité conforme à la norme 800V DC de l’Open Compute Project (OCP). Accompagnée d’un matériel de référence, de logiciels et d’une documentation complète, la solution vise à réduire les risques de conception et à accélérer le déploiement des infrastructures d’IA de nouvelle génération.

« L’optimisation de l’infrastructure d’IA entraîne l’une des transitions d’architecture de puissance les plus importantes que l’industrie des data centers ait connues depuis des décennies, assure Joe Thomsen, vice-président de l’unité commerciale Digital Signal Controller de Microchip. Notre collaboration avec Navitas réunit des technologies complémentaires pour aider les clients à négocier cette transition et à commercialiser plus rapidement des solutions de puissance de nouvelle génération. »

Au cœur de cette plateforme se trouvent les contrôleurs de signaux numériques dsPIC33AK de Microchip, le circuit de sécurité TA100 CryptoAuthentication, ainsi que les transistors GaNFast de Navitas. Le dsPIC33AK combine un cœur 32 bits cadencé à 200 MHz, une unité à virgule flottante double précision, des modulateurs de largeur d’impulsion à haute résolution de 78 ps et plusieurs convertisseurs analogique-numérique 12 bits fonctionnant jusqu’à 40 Méch./s, permettant des boucles de contrôle rapides pour une conversion DC/DC haute fréquence et haute efficacité. Le composant TA100 apporte de son côté une couche de sécurité matérielle, avec authentification du code, génération de codes d’authentification de message et gestion de clés cryptographiques, incluant le protocole TLS.

La solution s’appuie sur 16 transistors GaNFast NV6034, 650V, 17 mΩ, montés en topologie demi-pont empilée côté primaire, en boîtier DFN 8×8 mm à refroidissement double face. Cette conception permet d’atteindre jusqu’à 96% de rendement crête en pleine charge à une fréquence de commutation de 1 MHz, pour une densité de puissance de 2100 W/pouce³. Environ 20% plus fin qu’un téléphone mobile, le module peut être intégré au plus près de la carte GPU, maximisant les performances transitoires. Par ailleurs, la conversion directe du 800V DC vers le 6V DC regroupe en un seul étage les conversions traditionnellement réalisées en deux temps (800V vers 50V, puis 50V vers 6V), améliorant ainsi le rendement global.

« Alors que l’infrastructure d’IA évolue pour prendre en charge des plateformes de calcul toujours plus exigeantes, la technologie GaNFast de Navitas constitue un facteur clé pour une densité de puissance et une efficacité accrues, argumente Vipin Bothra, vice-président du marketing des solutions mondiales chez Navitas Semiconductor. En combinant le leadership de Navitas en semi-conducteurs de puissance avec l’expertise de Microchip en contrôle numérique, cette collaboration accélère la mise à disposition de solutions de puissance adaptées aux exigences des data centers d’IA de nouvelle génération. »

Principales caractéristiques :

• Conversion directe : 800 VDC vers 6 VDC
• Puissance : 20 kW via deux modules de 10 kW en parallèle
• Topologie : convertisseur LLC full-bridge 128:1
• Rendement : jusqu’à 96 % à pleine charge à 1 MHz
• Densité de puissance : 2100 W/pouce³
• 16 transistors GaN NV6034, 650 V, 17 mΩ
• Circuit de contrôle : dsPIC33AK 32 bits à 200 MHz
• Pilotage : PWM 78 ps et CAN 12 bits jusqu’à 40 Méch./s
• Sécurité : circuit TA100, démarrage sécurisé et mises à jour authentifiées
• Format : carte de 400 × 60 × 6 mm, environ 20% plus fine qu’un smartphone