“两年前第一次听到IVR的概念时，我大为震惊，它可以说打开了我的想象空间，颠覆了我的认知。”在电源行业深耕了十年的Empower Semiconductor（以下简称Empower）中国区技术负责人符再兴这样描述他与Empower核心技术的相遇。

　　但这份震撼的源头，在Empower全球副总裁冯波看来，源于一个更深刻的行业现实：AI算力爆炸正将能源效率逼向临界点——当单颗芯片电流突破千安级，传统电源12毫米的供电路径损耗72瓦功率，500纳秒响应延迟迫使新品降频自保，电源，这个曾经的幕后角色，已成为影响AI进化速度的瓶颈。

　　Empower Semiconductor，诞生于硅谷，由一群平均拥有25年以上模拟IC设计经验的“电源老兵”创立。他们的目标直指AI算力爆发的核心矛盾：如何为吞噬数千安电流的芯片高效供电？

　　传统的电源架构在百安时代尚可应付，但当电流跃升至千安、万安级别，路径损耗和瞬态响应滞后就成为了无法承受之重，严重制约了芯片性能的释放和系统效能的提升。

　　在这样的困局下，Empower推出IVR（集成电压稳压器）与硅电容的集成技术方案。

　　Empower的颠覆性方案，本质是将传统分立电源系统重构为芯片级双核架构。一方面，IVR（集成电压稳压器）通过FinFET工艺实现百MHz级高频开关，将数十个分立元件集成至单颗IC，使PCB面积缩减并实现纳秒级瞬态响应；另一方面，硅电容采用半导体光刻技术制造，以pH级等效电感和零偏置衰减特性，在百MHz频段提供纯净滤波保障。

　　二者的协同如同“超高速水泵+纳米级净水器”：IVR以千倍提速精准调控电压，硅电容则消除高频噪声，共同解决千安级电流下的路径损耗与电压跌落难题。

　　将电源系统压缩至芯片级的构想，团队经历十年攻坚，过程中亦是困难重重。实现芯片级供电，团队跨越了三重技术难关。

　　首先是突破高频开关损耗壁垒，传统电源工作在数百KHz频率，而IVR需要提升至百KHz级别。团队则创新性地应用FinFET工艺到功率器件，历经多年的研发和多次的失败，最终通过专利FinFAST技术实现百MHz开关频率下的高效转换。接着再克服纳秒级精密控制难题，由于传统采样技术在高频段完全失效，而团队开发出独特控制算法，在纳秒级完成千安电流的精准采样，其精密相当于用毛笔在指甲盖上临摹《清明上河图》。最后，依托硅电容革命，团队以pH级超低等效电感破解高频滤波，使纹波电压稳定在10mV以下。

　　顶尖人才密度：创始团队人均25年模拟IC设计经验，半数成员参与过英特尔/TI的里程碑式电源项目。他们将处理器级的FinFET工艺创造性迁移至功率器件，这种跨界技术基因是FinFAST专利诞生的土壤。

　　极致创新文化：企业倡导的“成功属于团队，失败也不会归咎在某一个人”机制，使团队能承受十年试错。长期主义的坚守，让纳秒级千安电流采样等技术最终落地。

　　生态级产品思维：Empower提早布局硅电容技术，并非单纯追求器件性能，而是预见到IVR需要配套pH级ESL滤波方案。这种以系统效能为终局的思维，使其方案能直接嵌入巨头的全栈供电链路，形成“IVR定义供电标准，硅电容守护信号完整性”的生态闭环。

　　这场供电革命正推动硬件生态重构。设计解放方面 ，即贴即用的IVR方案让工程师摆脱复杂的电源设计；空间革命释放的PCB区域可增配关键元器件；封装进化领域，随着英特尔等巨头突破3D封装散热瓶颈，IVR与算力芯片的荣合已经显现曙光。

　　同时产业协同效应同样显著，Empower与Marvell共建从AC输入到芯片供电的全栈方案，在中国市场，本土团队加速研发与供应链建设，推动IVR-PLUS国产化进程。正如冯波强调的开放战略：真正的壁垒不是封闭，而是持续创新的速度。

　　当指甲盖大小的IVR承载千安电流，其颠覆性远超技术参数本身。Empower的实践更揭示：在算力爆炸时代，真正的创新从不在聚光灯下诞生，而是在最基础的能源命题中破土。正如中国团队推动IVR-PLUS国产化的速度所证：打破供电瓶颈之日，即是算力自由之时。

　　Empower全球副总裁冯波：Empower Semiconductor的成立是为了解决数据密集型应用的电源交付中的基本问题，给AI，数据中心等有密集算力需求的系统供电赋能。

　　公司总部位于加利福尼PG电子如何选择亚州硅谷，由一支经验丰富的电源专家和高管团队领导。技术团队人均25年以上的模拟IC设计经验，拥有100多项先进的国际专利。

　　Empower Semiconductor中国区成立于2023年，团队具有丰富的市场和应用经验，并致力于立足中国本土，推动中国本土研发团队和供应链的建设，充分发挥产业协同效应。

　　冯波：主要包含以下两个板块：一是IVR-Integrated Voltage Regulator（集成式的稳压器）。Empower Semiconductor的获得专利的IVR技术通过使用单个IC来提高效率，并减少PCB面积10倍，从而消除了数十个分立组件，结果是提供了前所未有的简单性，速度，准确性和无分立组件的电源；

　　再就是E-cap Silicon Capacitor (硅电容): 迄今为止性能最高，尺寸最小和可配置最多的电容器技术平台。EmpowerE-CAP™是电容器行业的革命性新产品，是一种性能卓越的电容器，远远超过了之前在行业领先的多层陶瓷电容器（MLCC）。E-CAP™技术具有出色的稳定性，不会降低DC或AC偏置，不会降低温度，并且不会产生明显的老化影响。结合超低ESL（1pH），E-CAP™为系统设计人员提供了高度简化和可靠的解决方案。这种高度差异化的高性能技术可提供高达40µF的容值配置。

　　充电头网：Empower提出“IVR+硅电容是AI时代最理想电源方案”，这里面的核心依据是什么？

　　Empower中国区技术负责人符再兴：核心依据来自于IVR和硅电容的硬核技术对配电网络性能的大幅提升。要说清楚这个问题，首先得知道在AI时代传统的配电方案遇到了什么问题。

　　其实问题很简单，就是AI时代芯片性能越来越强，所消耗的电流也越来越大，电流已经从百安培来到几千安培的级别了，这给传统的PDN带来了巨大挑战。传统的电源方案，DCDC开关频率很低，所以个头很大，只能放置在离SOC比较远的地方，这就会导致路径上存在一定的阻抗。电流小的时候，这点阻抗带来的损耗还能接受，但当电流去到千安、万安级后，这个损耗就是系统不能承受之重了。

　　就好比运鲜果，自己买一车鲜果回家吃，运输过程中坏了一点也没关系，大家都能接受，但如果大企业海量采购鲜果，我们就必须控制好每车的损耗，否则那么多车加起来，损耗巨大，利润空间都被运损占了。

　　由此产生的另一个问题是DCDC的带宽不够，导致瞬态响应不够。这也是SOC因为性能大幅引发的。与传统运营商不同，数据中心经常要处理突发请求，SOC不停在空满载间来回切换，导致瞬态电流跳变高达千安，而跳变时间只有几十纳秒。由于DCDC离SOC比较远，路径上存在较大的ESL，ESL抑制电流突变，这刚好与系统的需求相悖，就会导致电源的电无法及时送达负载处。还是以刚运送时令水果为例，时令水果大量上市时，如果你只有一台车往返运输，显示无法满足市场需求，等运完时估计果子都烂了，也就卖不出去了。那怎么办？只能多派车运送，多派车就是我们说的加大系统带宽。而IVR和硅电容都因为高频特性好，天生就尺寸小、带宽高，在解决了带宽这个运力问题后，还能靠近负载，也就是将种植园种在市场附近，自然能完美解决AI时代面临的电源问题，所以我们说IVR和硅电容是AI时代最理想的电源方案。

　　充电头网：作为全球首家量产大电流IVR，企业是如何定义“大电流”这个概念的？这对AI硬件（如GPU/TPU）有何颠覆性价值？

　　符再兴：马斯克说过，Anyway, theyre running out of transformers to run transformers.在数据密集时代，不断增大的功率需求对电源设计提出了空前的挑战。而我们的IVR方案可以覆盖单路从100A到三万安的场景，这个电流应该够大吧？不过也不光大电流，百来安的电流也能搞定。至于带来的价值，就像我们刚刚提的，首先是解决了AI时代面临的路径损耗大及瞬态传输受阻的两个问题。其次PG电子如何选择我们通过IVR的高频特性，使电源的集成度达到了业界最高的水平，我们的单芯片封装内包含了电源的所有功能模块，真正实现了即贴即用，让电源设计更简单，关键是尺寸还很小。

　　充电头网：与传统电源方案相比，Empower的IVR技术实现“零分立元件、10倍面积缩减”的关键突破点在哪？

　　符再兴：把开关频率提高百倍阻力重重，我们公司也花了十年时间摸索。IVR能实现是多方面技术突破的结果，主要包括高频下的控制技术、高频功率器件、高频的磁材和电容等，这一系列技术的突破才使IVR成为可能。通过专利的FinFAST技术，我们将用于高性能计算的FinFET技术创造性的用于功率处理上，使开关频率提高百倍情况下效率无明显下降，这是IVR的基石。同时通过独特的控制技术，我们实现了超高频、大电流下的稳定采样，实现了精彩且快速的控制。同时得益于硅电容和高频电感技术，我们在百兆频率下仍能有效滤波，在实现超低纹波的同时，效率保持不变。台上一分钟，台下十年功，正是这十年通过对各难点的追个击破，我们才有机会实现零分立元件、10倍面积缩减。

　　充电头网：IVR的高带宽如何为AI芯片节省50%能耗？可以用实际场景来进行简单说明吗？

　　符再兴：以0.8V/750A的SOC应用为例，也就是600W负载。这是传统方案的损耗情况，可以看到从48V输入到SOC的BGA位置，总损耗高达145W，也就是说输入功率为745W。可以看到有一半的损耗分布在PCB上，也就是我们之前提过的路径损耗。如果换成我们的IVR方案，从48V输入到SOC的BGA位置，总损耗将减少至95W，降幅达50W。降幅的来源主要得益于IVR的小尺寸及高带宽特性，使IVR能直接放置在负载下面，这样路径损耗从72W降至14W。同时又得益于高带宽优势，IVR方案下芯片面对瞬态时电压跌落也会大幅缩小。在设计优化的情况下，IVR方案有望将跌幅降低50mV，这就意味着芯片的工作电压可以有机会下调50mV，也即载荷降低35W。在这种情况下，使用IVR方案的输入总功率是660W。可以看到损耗降了不止一半呢。

　　符再兴：这个问题我也思考过很久。硅电容与MLCC的基本原理是一样的，仍然符合初中物理对电容的定义，也就是将正负极材料面对面放置但不短路，形成电容。但我们知道硅电容的ESL只有MLCC的百分之一甚至更低，所以说硅电容特别适合高频滤波或者说优化PDN的高频阻抗，使芯片的电源更稳定、更干净。

　　那到底是什么让硅电容拥有这么好的高频特性呢？我思考的答案是工艺的提升。众所周知，ESL与路径的长短、粗线相关。所以如果能缩小电容器内电流的等效路径长度，那ESL一定就能显著缩小。那如何缩小等效路径长度呢，自然是采用更先进的工艺加工。譬如铝电解电容，个头大，工艺相对来讲比较粗糙，处理的都是毫米级的工艺，电容直径最小也在几毫米，自然ESL很大。从铝电解到MLCC，工艺精度提升了，我们感知的尺寸也开始用微米描述了，尺寸比铝电解大幅减小，因此正负电极到电容端子路径变短了，ESL自然大幅缩小。硅电容相比MLCC，工艺精度再次大幅提升，硅电容采用纳米级的光刻工艺，电极到端子的等效路径也达到了纳米级，因此能实现pH级的ESL。当然，硅电容所用的介电材料也有别于MLCC，使硅电容具有更稳定而不受电压、温度等影响的容值。这些很重要，但硅电容给业界带来的最大惊喜我认为还是ESL、ESR的大幅降低，使硅电容更接近理想电容器。

　　符再兴：我们知道IVR的工作频率在百来兆，而大部分MLCC的谐振频率只有几兆，或者十几兆，频率再高时，MLCC已经表现为电感了。DCDC的输出通常采用LC滤波。如果在目标频率下，C变成了L，又如何能有效滤波，抑制电源噪声呢？所以我们综合考量下来，只有硅电容能满足IVR的需求。

　　充电头网：IVR和硅电容直接集成到SoC封装内的价值，目前存在哪些阻碍？

　　符再兴：将电源集成进封装是这几年先进封装领域的热点，包括台积电、英特尔等业界巨头都在研究。英特尔在几年前曾推出过他们的FIVR，也就是将IVR至于他们的CPU内。采用FIVR后，系统设计据说大幅降低，因为电源变得太简单了。但英特尔后面又暂缓了他们的FIVR技术，具体有哪些原因我们不得而知，但听说散热是其中一方面原因。我们的很多客户几年前也评估过将我们的IVR集成到SOC封装内，但散热也是一大阻碍。好在这几年在各大巨头的攻坚克难之下，有了很多创新的散热方案提出，我相信不久我们就能看到IVR再进到封装内。

　　充电头网：Empower为何能率先突破IVR量产难题？可以分享一个技术攻坚的关键故事吗？

　　冯波：首先，做出一款卓越的产品就需要一个卓越的团队，最卓越的人才。Empower对于人才的追求永远是不遗余力的，因为在芯片设计的关键之处，往往靠的是天才的灵感。

　　同时，在这个过程中，管理团队需要不遗余力地创造团队自由和开放创新的企业文化环境。任何一个颠覆性的技术和产品，不是一朝一夕能够突破的。我们的团队经历了大量的学习试错才成功量产了IVR，并且经过4年，已经将IVR成功迭代到第三代。

　　充电头网：未来3年，团队计划在哪些高增长AI场景（如边缘计算/自动驾驶）优先构建技术壁垒？

　　冯波：关于构建技术壁垒，其实我们首先想到的是打破壁垒，创造合作共赢的机会。AI的场景在未来十年都是高速爆发的态势，Empower作为一家创业型公司，在这个大市场下，我们还很渺小，只有充分的跟产业链的上下游供应商通力合作，才能真正意义的上成为AI场景不可或缺的一部分。真正的壁垒，来自于不断创新的能力，在于不断领先行业的意识，在于打破已有成就的决心。在未来的三年，算力供电将是我们的重心，比如服务器市场，我们会着重在国内外的头部客户，并且与行业最头部的合作伙伴通力配合，完成AI电源革命的使命。

　　冯波：如之前所说，我们还是一家创业型的公司，与其说布局生态，倒不如说，我们和合作伙伴如何共建生态。Empower的优势是在给芯片供电的最后一级，构建一个完整的电源生态还需要和前两级电源的供应商无间合作。比如我们在最近Marvell就公布了和Empower共同打造全集成电源解决方案的计划。我们会在未来两三年致力于和行业头部的合作伙伴，打造一系列可靠性高，能效好，设计简洁的参考设计，为客户提供强力的支持