技術_垂直供電VPD
定義
垂直供電(VPD,Vertical Power Delivery)是將 AI 晶片電源模組從「die 四周橫向引入」改為「die 正下方垂直上傳」的封裝架構革命。AI 加速器核心電流已達千安培級(sub-1V × 1000W+),傳統橫向從板邊 VRM 拉電流橫穿載板數十 mm,I²R 損耗與 PDN 阻抗嚴重惡化,且佔用 beachfront 空間與訊號互連競爭。
VPD 把整個電源路徑「立起來」:電源模組放 die 正下方(載板背面),路徑從 cm 縮到 mm,損耗降一個數量級,並釋放板邊 beachfront 給訊號走線——這是 AI 晶片訊號互連從平面走向垂直的同一條故事線的電力版本。
圖解
flowchart LR A[電網 22.8/33kV AC] --> B[SST/HVDC<br/>轉換] B --> C[機架 busbar<br/>800V / ±400VDC] C --> D[板邊 VRM<br/>48/12V→0.8V<br/>多相 DrMOS] D --> E[垂直供電段] E --> E1[① 背面電源模組<br/>48V→0.8V 貼載板背面] E --> E2[② 嵌入式基板<br/>DTC/MIM/IPD/C2iM] E --> E3[③ iVR 整合穩壓<br/>埋進封裝/die] E --> E4[④ BSPDN<br/>供電網路做到晶圓背面] E1 & E2 & E3 & E4 --> F[GPU die<br/>千安培 @0.8V] classDef power fill:#a5d8ff,stroke:#1c7ed6,color:#111 classDef vertical fill:#fff3bf,stroke:#e67700,color:#111 classDef die fill:#d0bfff,stroke:#7048e8,color:#111 class A,B,C,D power class E1,E2,E3,E4 vertical class E,F die
圖說:VPD 的四條實作路線由外到內遞進——背面模組是最快落地的方案,BSPDN 是製程級終局;矽電容在每一層都是去耦核心。
技術原理
| 路線 | 內容 | 狀態 | 代表公司/產品 |
|---|---|---|---|
| ① 背面電源模組 | 48V→0.8V 兩級轉換模組貼載板背面,正對 die 投影區 | Rubin 世代導入中 | 2308_台達電(市)、2301_光寶科(市)、6282_康舒(市) |
| ② 嵌入式基板 | 電容/電感/功率晶片埋入載板(C2iM、DTC、MIM、ALF/xQFN)縮短最後一哩 | 量産爬坡中 | 6920_恆勁科技(市)(C2iM/ALF 已量産) |
| ③ IVR 整合穩壓 | 穩壓器整合進封裝/die(Intel 路線);48V 直達封裝 | 部分產品化 | 6531_愛普(市)(SiCap iVR) |
| ④ BSPDN 背面供電 | 供電網路做到晶圓背面——訊號正面、電力背面徹底分家 | 2026-27 量産 | Intel PowerVia(18A 已量産)、TSMC A16 SPR(2026H2)、Samsung SF2Z(2027) |
與訊號互連的同構性: 訊號互連在「水平→垂直」演化(2.5D→3D),供電也走一模一樣的路——從板邊橫進,變成從背面直上。兩者搶的是同一個資源:die 下方與周邊的立體空間。封裝設計正式從 2D 平面配置變成 3D 體積配置。
關鍵參數 / 判斷指標
| 指標 | 意義 | 投資觀察 |
|---|---|---|
| EMIB-T 橋內 TSV 壓降改善 | -68~80%(ECTC 2026 量化) | 橋不只傳訊號也傳電,TSV 供電走廊是 VPD 關鍵節點 |
| EMIB-T MIM 電容 PDN 阻抗 | -82%(ECTC 2026) | 技術_矽電容 需求的技術根源 |
| A16 SPR 量産時程 | TSMC 2026H2 量産目標 | BSPDN 納入量産製程即可觀測到遷移速度 |
| 矽力/杰華特 Rubin BOM 相數佔比 | 多相 DrMOS 在 Rubin 設計中的份額 | 板邊 VRM 能否守住 vs 背面模組加速侵蝕 |
| 恆勁 C2iM 認證進度 | 嵌入式基板方案進入量産的信號 | 台灣廠唯一已量産 C2iM 者 |
產業動能
- 千安培時代來臨: Hopper→Blackwell→GB300→Rubin 核心電流逐代升至千安培級,VRM 相數爆量,橫向供電物理上撐不住。來源:報告_先進封裝技術發展方向_20260722,2026-07-22
- NVIDIA Rubin 同步推 800VDC: 供電鏈從機房(SST/HVDC)到封裝內(VPD)整條重構,2308_台達電(市) Computex 2026 展示 800VDC 列間電源系統為機房端標的。
- EMIB-T 垂直供電工程: Intel EMIB-T 橋內 TSV(壓降 -68~80%)+ MIM 電容(PDN 阻抗 -82%)本質是 VPD 工程延伸進封裝橋。
概念股 / 族群
| 類型 | 廠商 | 角色 | 觀察點 |
|---|---|---|---|
| 電源模組系統 | 2308_台達電(市) | SST/800VDC/±400VDC 電源櫃 + 板上模組 | 機房端 + 封裝端雙重受惠 |
| 電源模組系統 | 2301_光寶科(市) 6282_康舒(市) | 板上電源模組 | 穩定出貨 |
| 嵌入式基板/功率封裝 | 6920_恆勁科技(市) | C2iM/ALF/xQFN 已量産;厚銅柱 + molding 載板可埋晶片與被動元件 | VPD 最直接台股結構受惠 |
| 矽電容/iVR | 6531_愛普(市) | SiCap 整合 iVR;2-3 家 CSP 驗証中 | 放量週期 2-3 年 |
| 矽電容代工 | 6770_力積電(市) | DRAM 溝槽式矽電容;Intel EMIB 認證 | 2026/27/28E 佔營收 3%/5%/9% |
| DrMOS/多相 DCDC | 矽力-KY (6415)(已入多代 NVIDIA 參考設計) | Vcore VRM | 下一波漲價方向(專家調研 2026-05) |
| 測試 | 2360_致茂(市) | 電源測試 | SLT/power/metrology/CPO 四引擎 |
信心水準
台達電/光寶/康舒電源模組已量産出貨(高信心)。恆勁 C2iM/ALF 已量産(高信心)。矽力 Rubin 設計入選已有多代參考設計記錄(高信心)。愛普 CSP 驗証進行中(中信心)。BSPDN TSMC A16 SPR 量産時程為官方路線圖(高信心)。
技術瓶頸 / 風險
- 架構翻新是雙面刃: 板邊 VRM BOM 若快速縮減,多相 DrMOS 用量可能下滑;追 DrMOS 同時要追嵌入式/C2iM 受惠者。
- ±400VDC 先行風險: 800VDC 最終架構尚未定案,±400VDC 可能先行——機房改建成本與標準化進度是瓶頸。
- BSPDN 製程整合複雜: BSPDN 屬前段製程,良率要求等同先進製程,OSAT 難直接切入,利台積電。
相關技術
- 技術_矽電容(VPD 每一層都依賴矽電容去耦)
- 技術_CoWoS與先進封裝(EMIB-T 橋內 TSV 供電是 VPD 的封裝層實作)
- 技術_800VDC供電架構(機房端 HVDC/SST 是 VPD 的上游)
- 技術_ABF載板(C2iM/嵌入式電容以載板為載體)
來源
- 報告_先進封裝技術發展方向_20260722 — 定錨產業筆記講座,2026-07-22