ADI 15 亿美元收购 Empower这两天有个大新闻刷爆了朋友圈ADI 与 Empower Semiconductor 宣布双方已达成最终协议ADI 将以 15 亿美元全现金交易收购 Empower。马斯克说过在数据密集时代不断增大的功率需求对电源设计提出了空前的挑战。Anyway, theyre running out of transformers to run transformers.从 2025 年 9 月 Empower 完成 D 轮超 1.4 亿美元融资到被 ADI 收购仅隔 8 个月这清楚地提醒我们功率半导体如今已经变得与 GPU 和 HBM 同样重要。Empower 公司情况可能大家对 Empower 并不熟悉这是一家被谷歌投资过的电源芯片公司。该公司由三位模拟设计资深人士于 2014 年共同创立他们将集成电压调节器IVR视为数据中心的“低垂的果实”该芯片通过消除或集成离散组件缓解多年在功率密度与能效之间的平衡。这家公司的方案备受 Marvell 青睐。去年 6 月Empower Semiconductor 宣布与 Marvell 展开深度合作联合研发集成式电压调节器IVR及垂直供电VPD架构核心目标是将传统板级电压调节设计升级为硅基集成或近芯片供电解决方案以此应对千瓦级芯片时代下的各类供电难题。Empower 值得关注的技术这家公司有四个技术非常值得关注第一IVR 电压调节器。在数据密集时代IVR 被视为数据中心的未来其核心价值在于一是解决了 AI 时代路径损耗大、瞬态响应受阻两大难题二是凭借高频特性实现高电源集成度单芯片封装内集成了电源所有功能模块即贴即用电源设计更简单而且尺寸极小。Empower 的专利 IVR 技术是实现 Chiplet小芯片和系统电源的关键技术。传统 PMIC 中多个分立元件有着速度慢、成本高且体积庞大的问题当前数据中心已经接近了能耗极限IVR 就是为取代分立且笨重的 PMIC 而生同时显著减少了功率损失并提升了瞬态响应。IVR 消除了所有独立组件通过 FinFET 工艺实现百 MHz 级高频开关将数十个分立元件集成至单颗 IC使 PCB 面积缩减并实现纳秒级瞬态响应使芯片能够配置和编程体积极小可放置在系统的任何位置。IVR 通过消除磁性元件和多层陶瓷电容器MLCC来实现这一目标。因此整个封装体积会比典型电力输送系统中使用的电感器小 35 倍。第二ECAP 硅电容Silicon Capacitors。Empower 开发的硅电容 ECAP 是搭配 IVR 或者 VPD 使用的。硅电容的原理和 MLCC 一样但硅电容的 ESL 只有 MLCC 的百分之一甚至更低特别适合高频滤波能优化 PDN 的高频阻抗让芯片电源更稳定、更干净。硅电容的介电材料不同于 MLCC容值更稳定不受电压、温度影响。ECAP 采用半导体光刻技术制造以 pH 级等效电感和零偏置衰减特性在百 MHz 频段提供纯净滤波保障。它们采用超低等效串联电感ESL和等效串联电阻ESR可提供高达 10GHz 的宽带性能。高电容密度和超薄型材使得芯片侧、陆地侧或嵌入式基板集成为单域或多域配置。这些电容器提供卓越的稳定性和可靠性无直流、交流、老化或温度降级支持在所有工作条件下的稳定性能。它们既有标准作品集也有完全定制的设计。第三VPD 垂直供电Vertical Power Delivery。横向供电LPD技术成熟、久经考验但受制于基础物理定律随着处理器工作电流不断攀升供电网络PDN内的电阻和电感效应所引发的功率损耗开始加剧。垂直供电架构VPD通过穿透 PCB 层垂直向上输送电力直接给上方的处理器供电从而有效缩短了从 VRM 到 SoC 的电力传输距离从而获得更低的电阻损耗、更好的瞬态响应、更好的信号完整性、释放主板正面空间、增强扩展性。Empower 的垂直供电技术 Crescendo 通过将高密度调节器直接移置在负载下方实现了快速瞬态响应、精确的电压控制和卓越的电力完整性。其可扩展、数字化可配置的架构减少了损耗最大化了功率密度并消除了对笨重外部元件或解耦电容组的需求。Crescendo 专为要求高的 xPU 和加速器平台设计实现了更高的每瓦性能同时简化了系统设计支持下一代计算的快速演进。第四FINFAST 技术。FinFast 是 Empower 的突破性电力技术平台基于五大基础支柱创新电力架构、基于 FinFET 的功率设计、先进的功率封装、先进磁性和硅电容器。这些技术共同实现了超高功率密度、卓越效率和行业领先的动态性能。FinFast 专为人工智能、数据中心、网络和芯片组系统设计使产品能够重新定义现代电力传输的可能性。ADI 收购的深意根据“三代半食堂”分析ADI 在 48V/800V 机柜和板级电源上布局完善但从芯片外部到 die 正下方的一毫米仍是空白Empower 的 IVRECAP 正好补齐同时垂直供电 Crescendo 平台可实现 3000A电流、瞬态响应快 20 倍。随着大模型、Agent、具身智能快速发展AI 加速卡和整机功耗已快速攀升单机/单板供电压力已步入千瓦级时间紧任务重已经没时间从零开始研发。15 亿美元买一张“封装内”入场券对市值近两千亿的模拟巨头来说非常划算。根据复盘过去 18 个月ADI 在 AI 数据中心领域步步为营2024 年 4 月确立 µModule 为数据中心主力产品线解决了板级集成2025 年 8 月加入 NVIDIA 800V 生态数据中心电源业务同比增长 50%2025 年 APEC推出 SiC 智能开关布局 800V 一次侧PFC/LLC2026 年 2 月定调“物理智能”战略2026 年 3 月 4 日研究出 Notch CLNCL结构的新型耦合电感预告垂直供电VPD2026 年 3 月 27 日发布 800V 白皮书判断 800V HVDC 是终局2026 年 5 月 19 日以 15 亿美元收购 Empower补上封装内最后一毫米。当前全球能拿出可量产 IVR 平台的屈指可数垂直供电VPD也是与封装内集成是行业公认的未来可以说Empower 被收购几乎是必然的。AI 数据中心电源的发展趋势更高集成度、垂直供电是 AI 电源的发展方向。英飞凌曾经分享过未来 AI 电源将分为三个阶段第一阶段是离散/横向供电Discrete/Lateral功率级、电感、电容直接布置在处理器GPU旁边成本最低生态与质量体系成熟。不过GPU 电流超 850~1000A 时损耗会超过 100WPDN 总电阻约为 90~140μΩ。第二阶段是背面垂直供电BVM采用垂直布局顾名思义供电模块采用垂直穿透布局从基板/主板背面垂直对接处理器缩短传输路径。通过消除多个小型模块间的间距移除处理器下方的电源/控制信号布线提升功率密度简化主板设计大幅降低 PDN 总电阻至 10~15μΩ比横向低 89%。第三阶段是基板集成电压调节器供电SIVR将电压调节器直接集成在基板上垂直传输路径进一步精简是损耗控制的最优解。能够额外减少 10~15%的基板 PDN 损耗PDN 总电阻达到 7~10μΩ比横向低 93%。这么来看IVR 是 VPD 电源的进一步优化方案而 VPD 技术则是迈向第三阶段的入场券。IVR 其他厂商的进展当下IVR 有三种方案一是主板 PCB 背面安装 IVR类似于“标准”垂直电源传输工艺相对简单但是 PDN 最大二是 xPU die 附近安装对于功耗较低的系统将芯片封装在 xPU 侧面的 package 内安装比焊盘侧更容易三是基板嵌入 IVR降低 IVR 的厚度薄到可以直接嵌入到 xPU die 正下方的基板内,PDN 小承载电流大。在 IVR 领域Empower 并非孤军奋战Ferric 和 Intel 有推出过 IVR 方案英飞凌也在密切关注这项技术。美国制造商 Ferric 也是 Marvell 的合作者之一其 IVR 可用于“基板嵌入”配置1.2 - 2V 输入0.25 - 1.5V 输出频率 60 - 100MHz厚度 0.55 - 1mm电流密度可到 4.5A/mm*mm。此前采访中Ferric 表示“在英特尔和美国政府的资助下我们正在开发一些实现 IVR 的关键底层技术。我们当时正在研发可以与半导体集成的薄膜铁磁材料以实现整个电源转换器系统的微型化从而实现高密度的 IVR从而解决这一瓶颈——这正是我们目前的进展。”Intel 在几年前推过 FIVR 技术英特尔的 FIVR 是把 IVR 直接集成到 CPU 内部采用后系统设计大幅简化电源方案变得极其简单。Intel 在第四代 CPU 上用了 IVR 技术IVR 直接集成到 CPU 内采用空气电感(ACI)不过后续的设计中也采用磁性电感CoaxMIL。1.8V 输入1V 输出的效率最大能到 90%环路带宽可以做到 60MHz。但后来英特尔暂缓了这项技术具体原因未知散热可能是其中之一。英飞凌在很久以前就已经关注到了基板电压调节器SVR/SIVR这项技术正在研究多个概念以实现标准化英飞凌还提出了混合控制的概念。硅电容HPC 的工业大米SiCap硅电容从诞生之初就有个使命——替代 HPC 中的 MLCC所以也被人称 HPC 的工业大米。硅电容是基于半导体工艺的高密度电容技术利用硅基材料与 3D 沟槽、堆栈等微观结构实现高电容密度、低 ESR 和低 ESL适用于 HPC、AI 芯片和射频场景。相比 MLCCSiCap 采用 MOS 或 DRAM 堆栈工艺将电容集成到硅晶圆中厚度更薄通常100μm密度更高可达 1.32.5 μF/mm²。 受益于 AI、数据中心和 5G 需求爆发SiCap 市场持续扩张。2025 年上半年S - SiCap 营收增长 210%部分来自 CoWoS - S AI 芯片订单。全球硅电容市场 2025 年估值约 2–2.25 亿美元预计 2030 年达 2.53 亿美元CAGR 约 4.85%。高密度版本如 3D SiCap增长更快2024 年约 2.02 亿美元预计 2031 年达 4.07 亿美元整体高密度市场 2024 年为 11 亿美元2033 年预计达 25 亿美元。村田是硅电容的主要参与者之一。村田高密度硅电容器采用半导体 MOS 工艺开发并使用 3D 结构来大幅增加电极表面因此在给定的占位面积内增加了静电容量。村田的硅技术以嵌入非结晶基板的单片结构为基础单层 MIM 和多层 MIM—MIM 是指金属 / 绝缘体 / 金属。村田的硅电容器与半导体 MOS 工艺源自相同的 DNA具有以经过验证的一致性数据建立的全模块默认模型因此提供了可预测、极为可靠的性能。相较于其他电容器技术村田的硅电容器技术在可靠性方面提高了 10 倍这主要得益于在高温固化过程中生成的氧化物。此外全部的电气测试都在生产步骤结束时完成这就避免了早期故障。村田采用一种名为“Tripod Pillar”的“四足形Tetrapod”特殊结构来增加表面积并提升硅电容的静电容量。此外利用新研发的 Nanoporous纳米多孔结构还可使容量提升至以往的五倍由于硅电容还可以进一步实现小型化、薄型化与 IVR 技术形成系统级方案其 EC2006P 型号可在 4mm x 4mm 的封装内提供 36.8μF 的电容。三星电机也是硅电容的主要参与者5 月 20 日三星电机宣布其与一家全球大型企业签订了一份为期 2 年总价约 1.5 万亿韩元的硅电容供应合同。三星电机计划将供货范围从 AI 服务器扩展至自动驾驶、移动终端及高性能计算HPC等多元场景。Rohm罗姆也在做硅电容其第一代产品 BTD1RVFL 作为表面贴装型量产产品实现了 04020.4mm×0.2mm业界超小尺寸。与 0603 尺寸0.6mm×0.3mm的普通产品相比安装面积可减少约 55%。在外观制作上采用了 ROHM 自有的微细化技术“RASMID™”该技术可实现 1μm 级的加工。内置 TVS 二极管具有优异的 ESD 耐受能力。通过提高封装的尺寸精度还成功地将背面电极的边缘即与电路板的接触面设计得更靠近器件的外周部位。国内也在关注硅电容爱普科技的 S - SiCap Gen4 已实现 3.8 μF/mm²的电容密度率先导入嵌入式基板封装预计 2026 年起逐步量产朗矽科技、森丸电子等初创企业也快速崛起其 3D 硅电容产品容值密度达 1.5 μF/mm²成功打破国外垄断广泛应用于 AI 算力芯片、高速光模块等市场。VPD 技术不断推进今年 CES 上英伟达确定 Rubin 会用 VPD 方案。根据英伟达的说法Rubin 架构将搭载更宽、更多的 HBM4 显存HBM 因为已经占据了 GPU 封装周围所有空间物理位置已经没有给横向供电LPD因此 VPD 是确定性方案。无独有偶英特尔、谷歌也都已开始尝试 VPD 方案。甚至华为也在关注这项技术华为有一项关于“芯片垂直供电系统”的发明专利申请该专利旨在提供一种为芯片供电的电压调节模块VRM设计方案。可见VPD 将会是现代处理器最关键的技术之一。除了 Empower英飞凌Infineon、芯源MPS、Vicor、TDK 等厂商也在 AI 数据中心电源也取得了很大进展。去年 3 月Infineon英飞凌推出 OptiMOS TDM2454xx 四相功率模块实现了真正的垂直供电VPD并提供行业领先的 2 安培/平方毫米电流密度。此模块延续了英飞凌 2024 年推出的 OptiMOS TDM2254xD 和 TDM2354xD 双相功率模块继续为加速计算平台提供卓越的功率密度。英飞凌表示在传统水平供电系统中电流需要流经半导体晶圆表面这导致了电阻增加并产生了明显的功率损耗。垂直供电通过缩短电流传输路径减少电阻损耗从而提升系统效率。通过采用英飞凌强大的 OptiMOS 6 沟槽式技术功率组件和嵌入式芯片封装OptiMOSTDM2454xx 模块可以提供优异的电气和散热性能同时运用创新的超薄电感设计技术不断提高 VPD 系统性能和质量的极限。此外OptiMOS TDM2454xx 的结构设计有利于模块化拼接且能改善电流传导进而提升电气、散热和机械性能。该模块在四相电源中最高支持 280A 电流并在仅 10x9 mm²的小型封装内整合了嵌入式电容层结合英飞凌的 XDP 控制器可实现稳定耐用的高电流密度功率解决方案。MPSMonolithic Power Systems在 VPD 布局也很积极有报道称 MPS 在 H100 GPU 供电方案中有相当一部分应用。不过MPS 的 VPD 方案名字不太一样叫“Z 轴供电”ZPD。Z 轴供电将稳压器放置在 PCB 底部、处理器的下方。这种方法可以显著降 PDN 损耗超过 10 倍。去年MPS 针对 AI 服务器需求推出新一代超高功率密度 AI 电源方案其核心产品 MPC24380 采用 Z 轴供电架构集成输出电容搭配 DrMOS 顶置设计优化散热具有四路 260A 高输出电流以及 2A/mm2 超高功率密度等亮眼优势同时也推出了不同规格的 MPC22158超小体积实现两路 130A 输出电流以高效率高集成度等多重优势助力 AI 芯片供电破解能源与散热困局。Vicor 在 VPD 的布局很早也是英伟达确认的合作伙伴之一在 CES 英伟达公布 Rubin 采用 VPD 架构后Vicor 成为了最大受益者股市也相当活跃。有报道指出48V AI 系统应用中Vicor 曾一度占据高达 85%市场份额合作伙伴包括英伟达、谷歌、英特尔、AMD、Cerebras、Tesla 等。Vicor 的 VPD 解决方案是一个由三层组成的集成模块下层是一个 Gearbox中间层是 VTM 电流倍增器阵列上层是 PRM 稳压器这样的三层组成了一个完整的 VPD 解决方案Vicor 称之为 DCM。Gearbox 执行两个功能一是包含高频去耦电容二是把来自 VTM 的电流重新分配形成与上面的处理器镜像一致的模式。VTM 阵列的大小取决于处理器输入电流要求PRM 的大小取决于总的功率需求。如果 GPU 或 ASIC 需要多个电源轨则 VTM 层和 PRM 层可以分别使用独立的 PRM 和 VTM 来实现其大小可以满足每个特定轨的电流和电压要求。Vicor VPD 方案通过将 MCM/GCM 电流倍增器直接置于处理器下方把 PDN 电阻进一步降至 5~7 μΩ最大化发挥 AI 处理器的算力与能效。根据 Vicor 的垂直电源传输方式可将 PDN 损耗降低 95%。TDK 也在布局 VPD。其推出的的 μPOL 直流变换器采用芯片嵌入技术 SESUB以实现最佳紧凑尺寸非常适合这些应用的 1A 至 200A 垂直电源。TDK 的 FS1525 集成了功率电感以平滑 μPOL 将功率推入负载时产生的电流纹波。这种集成通过减少寄生效应实现了更小的形态和更高的效率。通过将所有元件压缩到一个小型电源模块中DC - DC 可提供每立方厘米 127 安培的功率密度。该模块实现了一种更先进的调制方式称为自适应时间调制AOT实现超快瞬态响应并实现内部环路补偿。基于锁相环PLL该调制方案在 15 安培和 25 安培下分别实现了 91%和 89%的效率。此外I2C 和 PMBus 为工程师提供了额外的遥测选项。结语处理器和数据中心架构正在发生变化以满足运行 AI 和大型语言模型 (LLM) 的服务器的更高电压需求。曾经服务器运行时耗电量只有几百瓦。但在过去几十年里由于需要处理的数据量大幅增加以及用户要求更快处理数据情况发生了巨大变化。NVIDIA 的 Grace Blackwell 芯片消耗 5 到 6 千瓦这大约是过去服务器总功耗的 10 倍。当 AI 服务器发生变化当单板功耗迈入千瓦级谁能更高效地把电源挤进空间匮乏的板子上给更至关重要的算力芯片让出更多空间谁才能取胜。IVR、硅电容、VDP 这些技术无疑是实现这种突破的关键。ADI 的收购无疑证实了当下 AI 电源亟待需要升级改变这些技术在近几年会得到快速发展吗