“兩年前第一次聽到IVR的概念時，我大為震驚，它可以說打開了我的想象空間，顛覆了我的認知。”在電源行業深耕了十年的Empower Semiconductor（以下簡稱Empower）中國區技術負責人符再興這樣描述他與Empower核心技術的相遇。

但這份震撼的源頭，在Empower全球副總裁馮波看來，源于一個更深刻的行業現實：AI算力爆炸正將能源效率逼向臨界點——當單顆芯片電流突破千安級，傳統電源12毫米的供電路徑損耗72瓦功率，500納秒響應延遲迫使新品降頻自保，電源，這個曾經的幕后角色，已成為影響AI進化速度的瓶頸。

Empower Semiconductor，誕生于硅谷，由一群平均擁有25年以上模擬IC設計經驗的“電源老兵”創立。他們的目標直指AI算力爆發的核心矛盾：如何為吞噬數千安電流的芯片高效供電？

傳統的電源架構在百安時代尚可應付，但當電流躍升至千安、萬安級別，路徑損耗和瞬態響應滯后就成為了無法承受之重，嚴重制約了芯片性能的釋放和系統效能的提升。

在這樣的困局下，Empower推出IVR（集成電壓穩壓器）與硅電容的集成技術方案。

Empower的顛覆性方案，本質是將傳統分立電源系統重構為芯片級雙核架構。一方面，IVR（集成電壓穩壓器）通過FinFET工藝實現百MHz級高頻開關，將數十個分立元件集成至單顆IC，使PCB面積縮減并實現納秒級瞬態響應；另一方面，硅電容采用半導體光刻技術制造，以pH級等效電感和零偏置衰減特性，在百MHz頻段提供純凈濾波保障。  

二者的協同如同“超高速水泵+納米級凈水器”：IVR以千倍提速精準調控電壓，硅電容則消除高頻噪聲，共同解決千安級電流下的路徑損耗與電壓跌落難題。  

將電源系統壓縮至芯片級的構想，團隊經歷十年攻堅，過程中亦是困難重重。實現芯片級供電，團隊跨越了三重技術難關。

首先是突破高頻開關損耗壁壘，傳統電源工作在數百KHz頻率，而IVR需要提升至百KHz級別。團隊則創新性地應用FinFET工藝到功率器件，歷經多年的研發和多次的失敗，最終通過專利FinFAST技術實現百MHz開關頻率下的高效轉換。接著再克服納秒級精密控制難題，由于傳統采樣技術在高頻段完全失效，而團隊開發出獨特控制算法，在納秒級完成千安電流的精準采樣，其精密相當于用毛筆在指甲蓋上臨摹《清明上河圖》。最后，依托硅電容革命，團隊以pH級超低等效電感破解高頻濾波，使紋波電壓穩定在10mV以下。

這三重突破，成功將電源系統壓縮至芯片級尺寸。

Empower破解千安供電難題的關鍵，源于其構建的“三維核心競爭力”：

頂尖人才密度：創始團隊人均25年模擬IC設計經驗，半數成員參與過英特爾/TI的里程碑式電源項目。他們將處理器級的FinFET工藝創造性遷移至功率器件，這種跨界技術基因是FinFAST專利誕生的土壤。

極致創新文化：企業倡導的“成功屬于團隊，失敗也不會歸咎在某一個人”機制，使團隊能承受十年試錯。長期主義的堅守，讓納秒級千安電流采樣等技術最終落地。  

生態級產品思維：Empower提早布局硅電容技術，并非單純追求器件性能，而是預見到IVR需要配套pH級ESL濾波方案。這種以系統效能為終局的思維，使其方案能直接嵌入巨頭的全棧供電鏈路，形成“IVR定義供電標準，硅電容守護信號完整性”的生態閉環。  

這場供電革命正推動硬件生態重構。設計解放方面 ，即貼即用的IVR方案讓工程師擺脫復雜的電源設計；空間革命釋放的PCB區域可增配關鍵元器件；封裝進化領域，隨著英特爾等巨頭突破3D封裝散熱瓶頸，IVR與算力芯片的榮合已經顯現曙光。

同時產業協同效應同樣顯著，Empower與Marvell共建從AC輸入到芯片供電的全棧方案，在中國市場，本土團隊加速研發與供應鏈建設，推動IVR-PLUS國產化進程。正如馮波強調的開放戰略：真正的壁壘不是封閉，而是持續創新的速度。

充電頭網總結

當指甲蓋大小的IVR承載千安電流，其顛覆性遠超技術參數本身。Empower的實踐更揭示：在算力爆炸時代，真正的創新從不在聚光燈下誕生，而是在最基礎的能源命題中破土。正如中國團隊推動IVR-PLUS國產化的速度所證：打破供電瓶頸之日，即是算力自由之時。

充電頭網：請簡單介紹一下Empower Semiconductor的基本情況。

Empower全球副總裁馮波：Empower Semiconductor的成立是為了解決數據密集型應用的電源交付中的基本問題，給AI，數據中心等有密集算力需求的系統供電賦能。

公司總部位于加利福尼亞州硅谷，由一支經驗豐富的電源專家和高管團隊領導。技術團隊人均25年以上的模擬IC設計經驗，擁有100多項先進的國際專利。

Empower Semiconductor中國區成立于2023年，團隊具有豐富的市場和應用經驗，并致力于立足中國本土，推動中國本土研發團隊和供應鏈的建設，充分發揮產業協同效應。

充電頭網：企業目前的產品線布局是怎樣的？

馮波：主要包含以下兩個板塊：一是IVR-Integrated Voltage Regulator（集成式的穩壓器）。Empower Semiconductor的獲得專利的IVR技術通過使用單個IC來提高效率，并減少PCB面積10倍，從而消除了數十個分立組件，結果是提供了前所未有的簡單性，速度，準確性和無分立組件的電源；

再就是E-cap Silicon Capacitor (硅電容): 迄今為止性能最高，尺寸最小和可配置最多的電容器技術平臺。Empower E-CAP™是電容器行業的革命性新產品，是一種性能卓越的電容器，遠遠超過了之前在行業領先的多層陶瓷電容器（MLCC）。E-CAP™技術具有出色的穩定性，不會降低DC或AC偏置，不會降低溫度，并且不會產生明顯的老化影響。結合超低ESL（1pH），E-CAP™為系統設計人員提供了高度簡化和可靠的解決方案。這種高度差異化的高性能技術可提供高達40µF的容值配置。

充電頭網：Empower提出“IVR+硅電容是AI時代最理想電源方案”，這里面的核心依據是什么？

Empower中國區技術負責人符再興：核心依據來自于IVR和硅電容的硬核技術對配電網絡性能的大幅提升。要說清楚這個問題，首先得知道在AI時代傳統的配電方案遇到了什么問題。

其實問題很簡單，就是AI時代芯片性能越來越強，所消耗的電流也越來越大，電流已經從百安培來到幾千安培的級別了，這給傳統的PDN帶來了巨大挑戰。傳統的電源方案，DCDC開關頻率很低，所以個頭很大，只能放置在離SOC比較遠的地方，這就會導致路徑上存在一定的阻抗。電流小的時候，這點阻抗帶來的損耗還能接受，但當電流去到千安、萬安級后，這個損耗就是系統不能承受之重了。

就好比運鮮果，自己買一車鮮果回家吃，運輸過程中壞了一點也沒關系，大家都能接受，但如果大企業海量采購鮮果，我們就必須控制好每車的損耗，否則那么多車加起來，損耗巨大，利潤空間都被運損占了。

由此產生的另一個問題是DCDC的帶寬不夠，導致瞬態響應不夠。這也是SOC因為性能大幅引發的。與傳統運營商不同，數據中心經常要處理突發請求，SOC不停在空滿載間來回切換，導致瞬態電流跳變高達千安，而跳變時間只有幾十納秒。由于DCDC離SOC比較遠，路徑上存在較大的ESL，ESL抑制電流突變，這剛好與系統的需求相悖，就會導致電源的電無法及時送達負載處。還是以剛運送時令水果為例，時令水果大量上市時，如果你只有一臺車往返運輸，顯示無法滿足市場需求，等運完時估計果子都爛了，也就賣不出去了。那怎么辦？只能多派車運送，多派車就是我們說的加大系統帶寬。而IVR和硅電容都因為高頻特性好，天生就尺寸小、帶寬高，在解決了帶寬這個運力問題后，還能靠近負載，也就是將種植園種在市場附近，自然能完美解決AI時代面臨的電源問題，所以我們說IVR和硅電容是AI時代最理想的電源方案。

充電頭網：作為全球首家量產大電流IVR，企業是如何定義“大電流”這個概念的？這對AI硬件（如GPU/TPU）有何顛覆性價值？

符再興：馬斯克說過，Anyway, they're running out of transformers to run transformers.在數據密集時代，不斷增大的功率需求對電源設計提出了空前的挑戰。而我們的IVR方案可以覆蓋單路從100A到三萬安的場景，這個電流應該夠大吧？不過也不光大電流，百來安的電流也能搞定。至于帶來的價值，就像我們剛剛提的，首先是解決了AI時代面臨的路徑損耗大及瞬態傳輸受阻的兩個問題。其次我們通過IVR的高頻特性，使電源的集成度達到了業界最高的水平，我們的單芯片封裝內包含了電源的所有功能模塊，真正實現了即貼即用，讓電源設計更簡單，關鍵是尺寸還很小。

充電頭網：與傳統電源方案相比，Empower的IVR技術實現“零分立元件、10倍面積縮減”的關鍵突破點在哪？

符再興：把開關頻率提高百倍阻力重重，我們公司也花了十年時間摸索。IVR能實現是多方面技術突破的結果，主要包括高頻下的控制技術、高頻功率器件、高頻的磁材和電容等，這一系列技術的突破才使IVR成為可能。通過專利的FinFAST技術，我們將用于高性能計算的FinFET技術創造性的用于功率處理上，使開關頻率提高百倍情況下效率無明顯下降，這是IVR的基石。同時通過獨特的控制技術，我們實現了超高頻、大電流下的穩定采樣，實現了精彩且快速的控制。同時得益于硅電容和高頻電感技術，我們在百兆頻率下仍能有效濾波，在實現超低紋波的同時，效率保持不變。臺上一分鐘，臺下十年功，正是這十年通過對各難點的追個擊破，我們才有機會實現零分立元件、10倍面積縮減。

充電頭網：IVR的高帶寬如何為AI芯片節省50%能耗？可以用實際場景來進行簡單說明嗎？

符再興：以0.8V/750A的SOC應用為例，也就是600W負載。這是傳統方案的損耗情況，可以看到從48V輸入到SOC的BGA位置，總損耗高達145W，也就是說輸入功率為745W?？梢钥吹接幸话氲膿p耗分布在PCB上，也就是我們之前提過的路徑損耗。如果換成我們的IVR方案，從48V輸入到SOC的BGA位置，總損耗將減少至95W，降幅達50W。降幅的來源主要得益于IVR的小尺寸及高帶寬特性，使IVR能直接放置在負載下面，這樣路徑損耗從72W降至14W。同時又得益于高帶寬優勢，IVR方案下芯片面對瞬態時電壓跌落也會大幅縮小。在設計優化的情況下，IVR方案有望將跌幅降低50mV，這就意味著芯片的工作電壓可以有機會下調50mV，也即載荷降低35W。在這種情況下，使用IVR方案的輸入總功率是660W。可以看到損耗降了不止一半呢。

充電頭網：硅電容與傳統電容的本質差異是什么？在HPC領域有哪些價值？

符再興：這個問題我也思考過很久。硅電容與MLCC的基本原理是一樣的，仍然符合初中物理對電容的定義，也就是將正負極材料面對面放置但不短路，形成電容。但我們知道硅電容的ESL只有MLCC的百分之一甚至更低，所以說硅電容特別適合高頻濾波或者說優化PDN的高頻阻抗，使芯片的電源更穩定、更干凈。

那到底是什么讓硅電容擁有這么好的高頻特性呢？我思考的答案是工藝的提升。眾所周知，ESL與路徑的長短、粗線相關。所以如果能縮小電容器內電流的等效路徑長度，那ESL一定就能顯著縮小。那如何縮小等效路徑長度呢，自然是采用更先進的工藝加工。譬如鋁電解電容，個頭大，工藝相對來講比較粗糙，處理的都是毫米級的工藝，電容直徑最小也在幾毫米，自然ESL很大。從鋁電解到MLCC，工藝精度提升了，我們感知的尺寸也開始用微米描述了，尺寸比鋁電解大幅減小，因此正負電極到電容端子路徑變短了，ESL自然大幅縮小。硅電容相比MLCC，工藝精度再次大幅提升，硅電容采用納米級的光刻工藝，電極到端子的等效路徑也達到了納米級，因此能實現pH級的ESL。當然，硅電容所用的介電材料也有別于MLCC，使硅電容具有更穩定而不受電壓、溫度等影響的容值。這些很重要，但硅電容給業界帶來的最大驚喜我認為還是ESL、ESR的大幅降低，使硅電容更接近理想電容器。

充電頭網：為什么說硅電容是IVR的最佳搭檔？

符再興：我們知道IVR的工作頻率在百來兆，而大部分MLCC的諧振頻率只有幾兆，或者十幾兆，頻率再高時，MLCC已經表現為電感了。DCDC的輸出通常采用LC濾波。如果在目標頻率下，C變成了L，又如何能有效濾波，抑制電源噪聲呢？所以我們綜合考量下來，只有硅電容能滿足IVR的需求。

充電頭網：IVR和硅電容直接集成到SoC封裝內的價值，目前存在哪些阻礙？

符再興：將電源集成進封裝是這幾年先進封裝領域的熱點，包括臺積電、英特爾等業界巨頭都在研究。英特爾在幾年前曾推出過他們的FIVR，也就是將IVR至于他們的CPU內。采用FIVR后，系統設計據說大幅降低，因為電源變得太簡單了。但英特爾后面又暫緩了他們的FIVR技術，具體有哪些原因我們不得而知，但聽說散熱是其中一方面原因。我們的很多客戶幾年前也評估過將我們的IVR集成到SOC封裝內，但散熱也是一大阻礙。好在這幾年在各大巨頭的攻堅克難之下，有了很多創新的散熱方案提出，我相信不久我們就能看到IVR再進到封裝內。

充電頭網：Empower為何能率先突破IVR量產難題？可以分享一個技術攻堅的關鍵故事嗎？

馮波：首先，做出一款卓越的產品就需要一個卓越的團隊，最卓越的人才。Empower對于人才的追求永遠是不遺余力的，因為在芯片設計的關鍵之處，往往靠的是天才的靈感。

同時，在這個過程中，管理團隊需要不遺余力地創造團隊自由和開放創新的企業文化環境。任何一個顛覆性的技術和產品，不是一朝一夕能夠突破的。我們的團隊經歷了大量的學習試錯才成功量產了IVR，并且經過4年，已經將IVR成功迭代到第三代。

充電頭網：未來3年，團隊計劃在哪些高增長AI場景（如邊緣計算/自動駕駛）優先構建技術壁壘？

馮波：關于構建技術壁壘，其實我們首先想到的是打破壁壘，創造合作共贏的機會。AI的場景在未來十年都是高速爆發的態勢，Empower作為一家創業型公司，在這個大市場下，我們還很渺小，只有充分的跟產業鏈的上下游供應商通力合作，才能真正意義的上成為AI場景不可或缺的一部分。真正的壁壘，來自于不斷創新的能力，在于不斷領先行業的意識，在于打破已有成就的決心。在未來的三年，算力供電將是我們的重心，比如服務器市場，我們會著重在國內外的頭部客戶，并且與行業最頭部的合作伙伴通力配合，完成AI電源革命的使命。

充電頭網：面對萬億級AI芯片市場，Empower有何生態布局計劃？

馮波：如之前所說，我們還是一家創業型的公司，與其說布局生態，倒不如說，我們和合作伙伴如何共建生態。Empower的優勢是在給芯片供電的最后一級，構建一個完整的電源生態還需要和前兩級電源的供應商無間合作。比如我們在最近Marvell就公布了和Empower共同打造全集成電源解決方案的計劃。我們會在未來兩三年致力于和行業頭部的合作伙伴，打造一系列可靠性高，能效好，設計簡潔的參考設計，為客戶提供強力的支持