“吃電狂魔”超大型AI算力中心遇到克星。

12月4日，九峰山實驗室發布最新科研成果——氮化鎵電源模塊，將其裝入一座容量1吉瓦（10億瓦）的超大型AI算力中心機柜里，一年可節省電量近3億度，約合電費2.4億元。

AI模型訓練和推理需要海量并行計算，芯片在極小體積內集成數十億晶體管，單位功率密度極高（甚至超過太陽核心），產生大量熱量，需持續供電冷卻。據測算，建設一座1吉瓦（10億瓦）的超大型AI算力中心，其年用電量可達87.6億度，其中電源模塊在電能轉換過程中的耗電就高達10億度，占總用電量的11%。單個AI機柜的功率可達600kW，遠超傳統機柜的15kW，導致散熱耗電占比高達50%。

可見，算力基礎設施的高能耗與低碳可持續發展目標間的矛盾日益尖銳。如何實現算力低能耗化，已成為推動數字經濟可持續發展的必答題。

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九峰山實驗室“智慧瓦特”團隊主導的“面向AI算力中心的高能效低成本GaN電源模塊”項目，直面AI算力中心在高性能計算場景下面臨的能耗高、供電效率低等行業共性難題，創新提出“以電換算、以GaN為AI節能”的技術路徑，致力于突破制約AI產業規模化發展的“功耗墻”瓶頸。

“智慧瓦特”團隊負責人李思超博士介紹，氮化鎵是第三代半導體材料，若把硅基氮化鎵芯片裝入電源模塊中，替代傳統電源模塊芯片使用的硅材料，可實現用電損耗降低30%，還能使模塊體積縮小30%，成本也降至硅的一半。

李思超進一步解釋說，氮化鎵半導體加工工序上千步，加工精度在納米之間，一個步驟有偏差都會導致芯片不良。團隊7名博士歷經上百次測試，終于實現了材料生長、器件加工、異質集成、模塊封裝等氮化鎵全產業鏈閉環。

“目前，氮化鎵電源模塊已完成概念驗證，即將開始中試驗證，預計3～5年內量產，屆時可滿足千億級市場需求。”李思超說，“我們將加快技術轉化落地，早日為大規模智算中心提供高效電能轉換解決方案。”

作為湖北十大實驗室之一，成立于2021年的九峰山實驗室，是湖北深化科技體制改革打造的新型研發機構。該實驗室位于武漢東湖高新區（中國光谷）。

九峰山實驗室稱，截至今年第三季度，實驗室在研項目已突破300項，合同數量同比增長50%，新增合作伙伴150余家，未來將有一批新技術成果陸續從“書架”上“貨架”。