メガワット級AIラック：2030年までのインフラの進化とワイドバンドギャップ電力半導体の機会

メガワット級AIラック - 2030年までのインフラの進化とワイドバンドギャップ電力半導体のビジネスチャンス

エグゼクティブサマリー

20年以上にわたり、データセンターの電力配電は、高度に標準化され、成熟し、変化の緩やかな工学分野として機能してきました。新世代のAIラックのアーキテクチャでは、より多くのAI GPU/ASICダイやマルチテラビット級のSerDesスイッチングファブリックが、高密度なフットプリントに統合されています。その結果、ラックの電力要件は大きなパラダイムシフトを迎えています。

NVIDIAのHopperおよびBlackwellアーキテクチャの導入がピークに達した時期には、GB300 NVL72のような個々のサーバーフレームの消費電力は、約140 kWに達しました。データセンターの展望は、まさに「Vera Rubin」および「Feynman」世代へと突き進んでいます。個々のラックの電力要件は、「Rubin Ultra」において600 kW以上に急増しており、2028年から2030年にかけて、ラックあたり1メガワット（1,000 kW）という上限を数学的に確実に超えることが確実視されています。

生成AIや大規模言語モデル（LLM）の急速な成長により、こうした想定は根本的に変化しました。現代のAIクラスターは、もはやプロセッサの性能だけで制限されるものではありません。その代わりに、システムアーキテクトは、ますますコンパクト化するラックスケールシステム内で、演算密度、メモリ帯域幅、相互接続容量、熱管理、および電力供給を同時に最適化しなければなりません。その結果、消費電力は、従来のインフラ設計の想定を大幅に上回るペースで増加しています。

目次

イントロダクション

• 800V HVDCへの進化
• 伝統的な建築様式は物理的な限界に達した
• 図1：AIラックのパワーアップがもたらす新たな課題
• 800V HVDCの利点
• 図2：800V HVDCの利点
• 800V HVDCへのアーキテクチャ移行を円滑に進める
• 図3：800V HVDCへの移行
• AIデータセンターと電力インフラにおけるワイドバンドギャップ半導体の可能性
• SiCおよびGaN関連企業が800V高圧直流送電（HVDC）サプライチェーンに参入
• 図4：NVIDIA 800V HVDCサプライチェーン
• AI電力インフラにおけるSiCとGaNの競争優位性
• 図5：AIデータセンターおよび電力インフラにおけるSiCとGaNの役割
• AIラックにおけるSi、SiC、GaNデバイスの競争力評価
• 図6：AIラック内におけるSiCおよびGaNデバイスの競争力
• AIデータセンターおよび電力インフラにおけるSiCおよびGaNデバイスの市場可能性
• 図7：SiCとGaNのAIデータセンターおよび電力インフラにおける機会

サマリー