垂直供電 AI 晶片吃電吃到 2,000 安培，電要從哪裡送進去？

垂直供電 VPD：把最後一級降壓，搬到晶片正下方

1. 驅動力是電流，不是功率：GB300 已超過 1,000A，Rubin 世代上看 2,000A
2. 板級模組是唯一量產的形態：目前真正大量部署的只有 Google TPU
3. 電從下面進，熱也要從下面出：開腔 PCB 加雙面水冷板成為必要配套
4. 封裝級、晶片級接著來：IVR、嵌入式被動、台積電 A16 晶背供電
5. 元件量價比架構更早動：SPS 漲價、TLVR 電感 2027 年預判缺貨

VPD 不是單一產品，而是一條路線光譜：從板子、封裝到晶片本身，三層可以疊加，越往下越難。

問題是電流，不是功率

電壓不動，功率翻倍就等於電流翻倍。

• ~875A：H100：700W ÷ 0.8V
• ~2,400A：Rubin 級：1,800W ÷ 0.75V

損耗跟電流的「平方」成正比（P = I² × R）：

過了 1,000A，五個瓶頸一起惡化：

1. I²R 損耗：電流橫走幾公分，損耗隨平方放大
2. IR drop 壓降：sub-1V 的電壓裕度被吃掉
3. BGA 焊球上限：加焊球就加面積、加成本
4. 瞬態與寄生電感：負載每微秒跳數千安培
5. 面積搶位：和 HBM、CPO 高速訊號搶封裝周邊

加相數、加銅厚，已經撐不住了，所以垂直供電從 Google 的小眾選擇，變成全產業路線圖。

電怎麼走：橫向 vs 垂直

同一顆晶片，兩種供電路徑：

• 橫向供電（現役主流）：電流從旁邊的模組下到 PCB，橫走好幾公分，再經焊球爬進晶片。
• 垂直供電（模組搬到晶片正下方）：電流直接往上走，晶片周邊讓給 HBM 等高速訊號。

垂直供電把電源搬到晶片正下方，路徑從數公分縮到 PCB 板厚，頂層空間留給高速訊號。

垂直化的三個層級

板子、封裝、晶片，三層可以疊加：

系統端從 800V 一路降到晶片：800V（機櫃匯流排）→ 50V（16:1 IBC）→ 12.5V（4:1／8:1 IBC）→ <1V（>1,000A）。

VPD 處理的是最後一段。上游電壓再高，降到 1V 以下的巨大電流還是得在離晶片最近的地方產生。三層一起看，才是端到端的垂直供電；越往下路徑越短，但難度與不可返修的風險越高。

封裝級與晶片級

把穩壓搬進封裝，或乾脆做在晶圓背面。

• IVR 整合穩壓器：整個轉換器做進封裝。Empower 可擴到 3,000A 以上、高度 1–2mm；Ferric 35.5mm² 矽面積出 160A。難處：損耗搬進封裝吃熱預算，還要過晶圓廠認證。
• 嵌入式被動：轉換器不動，先把電容、電感埋進基板縮短路徑。Murata iPaS 2027 年量產，目標 18 個月內年營收 500 億日圓；矽電容厚 60–100µm。門檻較低、落地較快。

晶片級：台積電 A16 晶背供電（相較 N2P）：

2026Q4 量產。每顆晶片要 2 片晶圓、CMP 步驟多 20–30%，矽晶圓和研磨耗材跟著受惠。

Intel PowerVia 也已驗證：測試晶片頻率提升 5% 以上、標準單元利用率超過 90%；電源線原本佔掉正面佈線約 20%，搬到背面後全部讓給訊號。

嵌入式被動先落地，IVR 要過熱與認證兩關；晶背供電是垂直化的最後一段：正面走資料、背面走能量。

VPD 模組長什麼樣

三種形態：多相模組、客製模組、封裝級 IVR。

• Infineon TDM2454xx：4 相、280A，只有 10×9mm²。金屬屏蔽蓋底下是功率級和低剖面磁芯，可以在晶片背面一顆顆平鋪。電流密度 2 A/mm²，是 2025–26 年的業界基準。
• Flex 客製 VPD 模組：上層是排成陣列的功率級和電感，下層是對準處理器腳位的 BGA 載板；最多 288 相、1–25 條電源軌。
• Empower Crescendo：封裝級 IVR：高度只有 1–2mm，直接貼在處理器正下方，取代原本的電容庫。

模組越做越薄、越能平鋪，才塞得進晶片背面；板級模組已量產，封裝級 IVR 還要過熱與認證兩關。

板級 VPD：兩派路線

目前真正量產部署的只有 Google TPU。

• 4–6 顆：TPU8 每顆晶片（每顆模組 24 相）
• 3 家：合格供應商（IFX／瑞薩／MPS）
• 2 倍：MPS 模組 vs IC（連模組一起賣）
• 2A/mm²：電流密度基準（2025–26 年）

大型雲端業者選 B 派：供應商多、可返修；A 派靠效率取勝，但單一供應商風險高。

電從下面進，熱也要從下面出

VPD 最核心的物理矛盾。雙面水冷板疊構（依緯穎展品）由上到下是：上冷板、液態金屬導熱層、AI 晶片、Cavity PCB（開腔）、VPD 模組（沉進凹腔）、下冷板。

• 為什麼要開腔？AI 伺服器 PCB 厚 2.5–4mm。模組沉進凹腔，通孔可縮短 50–70%，冷板也才能平貼。
• 雙面冷板：業界已支援 4kW 以上、朝 6kW 走；單價約單面的 1.5–2 倍。
• 代價：凹腔深度公差嚴、受熱容易翹曲、不良難返修。所以看 VPD 落地，不能只看電源 IC，也要看 PCB 開腔與雙面冷板成熟度。
• 業界實例：緯穎在 Computex 2026 展出 6kW 雙面冷板＋液態金屬導熱＋開腔 PCB；奇鋐、雙鴻都有平台在研發，AWS、AMD 也在評估。

這是 VPD 從 2016 年用到現在才普及的主因：背面模組自己也發熱，FR-4 板材幾乎不導熱。

元件量價比架構先動

VRM 物料清單占比：

• ~$1.20：功率級單價（原預期 0.8–0.9）
• 16 週：TLVR 電感交期（鐵心式，2027 缺貨）
• 1kV：高壓 MLCC（需求來自 ASIC）

為什麼 ASIC 先、GPU 後：

ASIC 的板子自己定義、對電費敏感，所以先上；NVIDIA 橫向生態太成熟，要等電流再上一階才動。

對應到台灣供應鏈

依受惠層次分四類：

• 直接受惠（新品項、新單價）：奇鋐、雙鴻（雙面水冷板）、台達電＋乾坤（VPD 模組）、恆勁（嵌入式載板）、愛普／力積電（矽電容）
• 間接受惠（量增但形態改變）：三集瑞、臺慶科、乾坤（電感）、禾伸堂、日電貿（高壓 MLCC）
• 長期受惠（晶片級）：台積電（A16）、中砂、頌勝（CMP 耗材）、環球晶（矽晶圓）
• 結構受壓（板上分立元件）：以板上分立 DrMOS 為主的供應商，顆數會被模組吸收

接下來要盯的訊號：

1. Meta gen4、NVIDIA Feynman 是否確認 VPD
2. 雙面冷板量產平台數與單價
3. AMD MI500 是否導入 IVR
4. TLVR 缺貨與功率級 2027 續漲

最大反證：Meta、NVIDIA 最後維持橫向供電，那 VPD 就仍是 Google 單一客戶的題材。