这款新芯片有望大幅减少数据中心的能源浪费

这项发表于《自然·通讯》的研究提出了一种面向未来高性能计算（如AI服务器和数据中心）的新型电源转换方案。传统直流-直流（DC-DC）降压转换器广泛用于各类电子设备中，负责将电源提供的较高电压（如数据中心常用的48伏）降低至芯片所需的安全低电压（如GPU所需的1–5伏）。但随着芯片功耗增大、体积缩小，传统基于电感的转换器在应对大幅压差时效率下降、发热增加，且电感器件已接近物理与工艺极限，难以持续优化。为此，加州大学圣地亚哥分校团队另辟蹊径，采用压电谐振器——一种通过机械振动而非磁场来存储和传递能量的微型器件。虽然早期压电转换器在大压差下效率低、功率不足，但研究者创新性地将其与商用小电容组合成混合结构，构建出多通路能量传输路径，显著降低损耗并减轻谐振器负担。实测原型芯片成功将48伏输入稳定降至4.8伏（数据中心典型需求），峰值效率高达96.2%，输出电流是以往同类压电方案的约4倍，而芯片尺寸仅略微增大。不过该技术尚处早期：压电元件工作时存在物理振动，无法用常规焊接方式安装到电路板上，需开发新型集成与封装工艺；材料、电路设计和系统级封装也需协同优化。研究团队强调，它并非立即取代现有技术，而是提供了一条可持续升级的新路径，后续将在产学研合作平台（美国国家科学基金会资助的PMIC中心）支持下持续推进。