ロームが見る「1ラック1MW時代」のAIサーバ Si／SiC／GaNは共存へ：アナログ半導体も重要に（2/3 ページ）

AIサーバの高性能化に伴い、消費電力が急増している。ロームは、次世代AIサーバでは電源の高電圧化が進み、シリコン（Si）／炭化ケイ素（SiC）、窒化ガリウム（GaN）など異なるパワーデバイスが1つのシステム内で使われる「共存」の時代になるとみる。

[浅井涼，EE Times Japan]

Si／SiC／GaNは「共存」へ

　こうした変化を受けてロームが強調するのが、異なる材料のパワーデバイスが「役割分担ではなく共存する時代になる」という点だ。

　従来は「SiCは電気自動車（EV）、GaNは小型電源」といった形で用途ごとの役割分担が語られることも多かった。しかし、AIサーバでは1つのシステム内に電圧や電力が異なる複数の電力変換段が存在する。そのため、シリコン（Si）、SiC、GaNといった異なる材料のパワーデバイスを適材適所で組み合わせる必要がある。

　ローム マーケティング本部 AIサーバー市場担当の山口雄平氏は「各デバイスの適用範囲が重なる領域が増え、同じAIサーバの中でSi／SiC／GaNの各種パワーデバイスが共存するようになる」との見方を示した。

ロームは今後AIサーバにおいて各種パワーデバイスが「共存」するとみる［クリックで拡大］ 出所：ローム

　さらにロームは、EVとAIサーバの電源システムには共通点があると話す。EVのオンボードチャージャー（OBC）とサーバラックの電源は構成が近く、いずれも高電力／高電圧化が進む。このため、車載で培ってきたSiCなどのパワー半導体技術をAIサーバにも展開できるとする。

パワー半導体の搭載数は36倍に

　AIサーバの高電力化は、半導体の搭載数も押し上げる。ロームの想定では、既存サーバで約600個だったパワー半導体は次世代AIサーバで約2万2000個と36倍に増える。アナログ半導体も約300個から約1万7000個と56倍になる。

AIサーバへの半導体搭載数の増加予測［クリックで拡大］ 出所：ローム

　需要拡大を見込む製品の1つが、GPUに電力を供給するDrMOS（Driver-integrated MOSFET）だ。ロームによると、GPUの消費電力増加に伴い、1つのGPUに使われるDrMOSは約20個から約50個に増える可能性がある。同社は現行GPU向けの第1世代品を既に量産していて、次世代GPU向けの第2世代品も開発している。

　第2世代品では、第1世代品に比べてデバイス性能を約40％高め、電力変換効率を約0.5ポイント改善したという。「0.5ポイントという数字自体は小さく見えるかもしれないが、サーバラックが扱う電力が非常に大きいので、0.5％でも影響が大きい」（山口氏）