Uma leitura rápida sobre o grande ciclo de centros de dados de IA e a próxima corrida armamentista, que não é mais apenas GPU, mas Power

Centros de dados de IA estão ficando cada vez maiores, um centro de dados consome energia equivalente a uma cidade de médio porte.
No passado, centros de dados eram de 10-20kW/rack, agora já chegam a 80kW, 120kW, e até 600kW/rack. O consumo de energia de grandes clusters de IA já atingiu níveis de GW.
Além de GPU, CPU e armazenamento, os gargalos começaram a se virar para corrente, calor, distribuição de energia, perdas de cobre, eficiência de conversão de energia, conexão à rede elétrica e HVDC.
Cadeia da indústria de centros de dados de IA:
Rede elétrica → Transformador → UPS → HVDC → PSU → VRM → GPU.
Servidores tradicionais usam muito 48V, pois na era da internet tradicional, o potência do gabinete não era alta. Mas na era da IA, os problemas de sistemas de baixa tensão começam a se expor completamente. Porque:
P = VI
Para a mesma potência de 1MW, 48V precisa de mais de 20.000A de corrente, 400V cerca de 2.500A, e 800V cai para aproximadamente 1.250A.
A diminuição da corrente significa cabos de cobre mais finos, perdas de cobre menores, menos calor gerado, barras de distribuição menores, menor pressão no PSU, menor pressão na refrigeração líquida, menor dificuldade de construção e custos mais baixos.
800V é uma plataforma de alta tensão já comprovada em veículos elétricos, por que os EVs usam 800V? Porque carregamento rápido, alta potência, redução de perdas na linha e diminuição de calor.
Hoje, os centros de dados de IA enfrentam o mesmo problema. Assim, SiC, MOSFET de alta tensão, conversores DC/DC de alta tensão, PSU de alta tensão, HVDC, barras de bus, transformadores de estado sólido, que eram mais ligados à cadeia de veículos elétricos, começam a se expandir para AIDC.
Mas 800V pode ser apenas o começo, a direção real é HVDC (corrente contínua de alta tensão).
Por isso, as empresas tradicionais de energia industrial de repente estão sendo reavaliadas pelo mercado. Como Vertiv, Eaton, Schneider Electric, ABB, Siemens, que começam a se tornar beneficiários importantes na cadeia de IA.
Essa também é a razão pela qual os semicondutores de potência estão sendo reavaliados pelo mercado.
A Infineon é um exemplo clássico de uma empresa que fez a transição perfeita de semicondutores de potência voltados para automóveis para semicondutores de infraestrutura de energia.
A Infineon provavelmente é uma das poucas plataformas globais que realmente consegue “Grid-to-Core” em semicondutores de potência. Desde alta tensão na rede, HVDC, PSU, fornecimento de energia para GPU, GaN de alta frequência, drivers, controladores, MCU, até módulos de potência, MOSFET, SiC, cobre quase tudo.
Essa é também sua maior barreira competitiva.
Mais importante ainda, a Infineon não é uma empresa Fabless, mas IDM. Projetando, fabricando, encapsulando e testando por conta própria. Isso é extremamente importante na indústria de semicondutores de potência. Porque semicondutores de potência diferem de CPU/GPU. Chips lógicos dependem de EUV, FinFET, GAA, densidade de transistores. Semicondutores de potência dependem de gestão térmica, estabilidade de alta tensão, confiabilidade de longa duração, materiais, encapsulamento, epitaxia e rendimento. Especialmente porque o futuro dos centros de dados de IA envolve cargas longas, alta corrente, alta densidade de calor, alta tensão. A fabricação em si é uma questão de tecnologia.
Os ativos realmente importantes da Infineon agora incluem Villach, Dresden, Kulim. O mais crítico é a fábrica de potência de 300mm e a de SiC de 200mm. O mercado subestimou um pouco: semicondutores de potência de 300mm são realmente muito difíceis. Porque estresse térmico, rendimento, dispositivos de alta tensão, controle de defeitos são muito mais complexos do que processos convencionais. E na era da IA, a demanda por dispositivos de potência começa a entrar numa fase de expansão em grande escala. A capacidade avançada de fabricação de semicondutores de potência começa a se tornar uma barreira competitiva novamente.
Se olharmos apenas para os “players” mais puros de alta tensão de IA, são empresas como Navitas Semiconductor e Wolfspeed. Especialmente a Navitas, que é essencialmente uma plataforma de GaN + IA de alta eficiência de potência, uma Beta pura.
A Wolfspeed representa uma lógica diferente. Se os centros de dados de IA entrarem totalmente em PSU de SiC, HVDC, arquiteturas de energia de alta tensão, eles podem experimentar uma segunda curva de crescimento.
Além disso, há grandes plataformas de energia industrial, como Eaton, Schneider Electric, ABB. Porque controlam distribuição, média tensão, baixa tensão, disjuntores, gerenciamento de energia e topologias de energia de centros de dados. E esses componentes têm custos de comutação extremamente altos. No final, a IA descobrirá que GPUs podem ser substituídas, mas uma vez definida a arquitetura de energia, ela tem uma vida útil muito longa.
Em resumo, quem conseguir resolver continuamente os desafios de corrente, calor, eficiência, distribuição e conexão à rede elétrica na era de densidade de potência ultra alta de IA, poderá manter uma vantagem contínua nesse setor. Porque o próximo gargalo da IA já começou a se mover de GPU para Power. E essa cadeia industrial ainda não foi totalmente precificada pelo mercado.
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