希荻微电子推出服务器电源管理芯片解决方案

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在服务器主板上,电压通过PSU转换后,要经过多级变换和保护后,给CPU核心与DDR5内存供电,这个过程关系着算力能否稳定、高效地释放。近日,希荻微电子(证券代码:688173)推出服务器电源管理芯片解决方案:从电源输入防护、板级功率变换、内存、芯片组与外设管理等供电环节提供对应的芯片选型。

一、服务器主板的供电全景

▲ 服务器主板电源架构应用框图

在这张主板的"供电地图"上,电源的旅程清晰可辨:PSU输出的12V主电经输入防护后兵分两路——一路汇入核心算力域,一路散作板级各路轨电,末端再由精密供电器件收尾。按供电环节可归纳为四级:

输入级:PSU输出经热插拔保护与eFuse进入主板,12V母板电分为主板、CPU/内存、辅助电源等多路支路,待机轨则由PSU专路输出,独立成域。

核心算力级:350W级CPU等核心器件工作在1V级低压大电流区间,由多相控制器与功率级完成变换,是整块主板供电设计的重点与难点。

板级POL级:与核心域并联挂载于12V母线,HL75633A/HL75633B、HL75443、HL75626等同步降压变换器与HM75130功率模组,将12V母线电压变换为1.0V~3.3V的各路板上轨电。

核心器件的精密级供电:DDR终端稳压器、超低噪声LDO、负载开关与USB配电开关,覆盖芯片组、BMC、时钟电路与SSD存储等末端供电环节。

二、输入防护与供电可靠性

主板12V入口是整机供电的第一道关卡,仅CPU/内存供电一条支路的电流需求就高达64A。希荻微以HL8550E电子保险丝为核心,构建输入级防护:

大电流、低损耗:集成1mΩ导通电阻功率管,单颗50A,保护者后端核心器件的安全。

可观测、可维护:±1%精度的电流监测与故障类型指示,电源状态实时可观测,故障可定位,支撑不停机维护与在线诊断。

可并联、可扩展:支持最多20颗并联均流,从容支撑64A级CPU/内存供电入口,并为更高功率平台预留扩容空间。

完备保护:可编程限流、约200ns快速响应的短路保护(SCP)、过温保护(OTP)与可调软启动等功能,覆盖上电浪涌与常见故障场景。

从"被动熔断"到"主动管控",希荻微将输入级防护从单纯的安全件,升级为服务器可用性与可运维性的基础保障——这也是HL8550E作为公司一站式电源方案主功率入口器件,在主板方案中的进一步深化。

三、板级功率变换:高性能与高效率供电

新一代处理器采用先进工艺,核心电压低至1.0V、电流达数百安培,且随负载毫秒级突变——供电系统的动态性能直接影响算力稳定性。希荻微围绕新一代服务器主板的板级供电需求,从四个维度应对:

强瞬态:HL75626/HL75633A/HL75633B/HL75443全系POL均采用COT(恒定导通时间)控制架构,无需环路补偿即可实现快速负载阶跃响应,从容应对负载的毫秒级突变。

高精度:POL全系在全温度范围保持±1%电压基准精度,其中HL75633A/HL75633B支持差分远端采样,让各路轨电在远端负载点上依然保持精准电压。

阵容齐:HL75626(6A)、HL75633A(12A)、HL75443(12A)、HL75633B(20A)等POL产品覆盖6A~20A主流电流档位,核心域周边与板上各路轨电大多有对应选型,并可与HM75130功率模组灵活混搭。

高效率:在典型工况(12V输入、1.2V/8A输出)下,HL75633A效率可达约90%,较同类方案(约88%)效率高出2%以上、损耗低约23%;对整板数十颗POL协同工作的主板而言,效率优势将随轨数累积进一步放大。

动态跟得上、电压稳得住、档位配得齐、损耗降得下——当算力核心的每一个时钟周期都依赖稳定的供电,希荻微的POL产品阵列为服务器的稳定输出提供支撑;而每1%的效率提升,都意味着电费与散热成本的节省。

四、核心器件的精密供电与小型化

主板边缘的"小轨"数量多、空间紧、噪声敏感,同样考验设计功力。希荻微以小型化与精密供电器件覆盖"最后一厘米":

小型化SIP供电:HM75130功率模组将变换器与电感集成于3mm×2.8mm×1.4mm的LGA封装,2MHz开关频率与轻载省电模式下40μA的静态电流,显著压缩外围体积与待机功耗;HL75626采用2mm×3mm紧凑封装适配高密度布板——让供电更贴近负载、减少传输损耗。

DDR终端稳压:HL51200覆盖DDR1至DDR4各代内存的终端稳压需求,VTT=VDDQ/2跟随输出、±25mV终端精度、3A双向吸收/源出能力,仅需20μF输出电容即可保持快速瞬态;在主板方案中,为BMC的DDR4内存子系统提供终端供电。

外设轨供电:芯片组与BMC的各路待机轨、SSD存储的3.3V供电、5.1V USB配电(HL52553,1.5μs快速过流响应、无反向电流),以及规划中的I2C电平转换器件,构成末端供电管理版图的重要部分。

低噪声供电:对噪声敏感的时钟与高速模拟电路,可选用HL87233/HL87238/HL87239系列超低噪声LDO,3~7μVrms噪声与500kHz高频处仍达40dB的纹波抑制,为敏感信号链提供"静音"供电。

结语

希荻微电子高级市场经理Jacky表示:算力的持续释放,离不开稳定高效的电源支撑。从主板入口的电源守护,到各路轨电上的毫伏级精调,希荻微以精细打磨的电源芯片,为服务器构筑坚实可靠的供电底座。

责编: 爱集微
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