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/iVR6531_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

來源