隨著云計算的普及以及 2020 年 5G 服務的興起，除了在互聯網上傳播的文檔、圖像和音頻等既有內容之外，還會傳播視頻和游戲等內容，這也導致了數據量的大幅增加。對人工智能 (AI) 等技術進步以及大數據和物聯網 (IoT) 技術的充分運用，推動形成了數字化轉型 (DX) 的強勁趨勢。為了支持這些技術的發(fā)展，需要配備能夠處理大量數據的高性能服務器。數據中心^*1 是專門用于維護和管理存儲大量數據的服務器的設施。隨著信息量的迅速增長，功耗和電力成本的增加已成為數據中心必須面對的嚴峻問題。

數據中心能耗預測（全球）

來源：日本經濟產業(yè)省/Green IT Promotion Council（綠色 IT 促進委員會）預測 (2008)

降低服務器發(fā)熱量和數據中心功耗的技術挑戰(zhàn)

數據中心通常需要大量/高速通信環(huán)境、高級安全保證、可靠的抗震設備和內部發(fā)電機，以及放置服務器的空間。要在這些條件下維持運行，功耗是一大挑戰(zhàn)。

數據中心的功耗主要來自 IT 設備，包括服務器和用于冷卻散熱的空調。這些設備運行產生的功耗預計會進一步增加。

數據中心需要大量高性能的服務器來高速處理大量數據，這會增加功耗和發(fā)熱量，進而使數據中心溫度升高。這一情況可能會導致服務器或系統故障，因此需要冷卻降溫。但是，用于冷卻服務器的空調也需要電力，從而會進一步增加數據中心的總功耗。這是一個結構性問題。如今，隨著可持續(xù)發(fā)展目標 (SDG) 日益受到關注，需要全社會共同努力來實現節(jié)能。為順應這一發(fā)展趨勢，同時降低成本，數據中心面臨著如何降低功耗的重大挑戰(zhàn)。

雖然數據中心也在努力降低功耗，包括促進直流供電和提高整個中心的空調效率，但根本解決方案是減少服務器本身產生的熱量。為此，需要提高電子電路的功率效率，其中包括可看作服務器核心的半導體集成電路 (IC)。但是，為服務器 IC 供電的電源由于尺寸問題無法放置在 IC 附近，因此需要較長的布線，從而帶來功率損耗^*2 并且會產生熱量，這又成為了另一個挑戰(zhàn)。

實現超高電流密度

與其他同類產品相比，μPOL 提供的解決方案尺寸縮小了一半，同時提供超過 1W/mm³ 的高功率密度。

超小直流-直流轉換器解決方案降低服務器的總能耗

為了解決這個難題，TDK 近期開發(fā)了一款超小型直流-直流轉換器^*3（3.3 mm × 3.3 mm × 1.5 mm，6A 輸出電流），能夠以超小尺寸實現超高電流密度。因此可以靠近 IC 放置，避免因布線產生功耗，有助于防止服務器發(fā)熱。將超小型直流-直流轉換器靠近 IC 放置是 TDK 最初的構想，產品名稱 μPOL? 為注冊商標。POL 代表“負載點”，表示靠近放置。

除了尺寸小、密度高之外，它還具有出色的散熱特性，輸出幾乎不會受溫度變化的影響，而以往的產品在自身溫度升高到 60℃ 左右時輸出電流就會發(fā)生變化。所以該產品可以貼裝在通常很難貼裝且沒有空氣流動的^*4 電路板背部，從而顯著提高設計靈活性。因此，該產品可以節(jié)省電子電路空間，降低整個系統的功耗。

 μPOL 不僅可以高效地用于數據中心 IC，還可用于網絡、信息/電信、基站以及數碼相機等精密設備中的 IC。它還有助于串行總線^*5實現高速數據通，進而推動實現 DX。

μPOL 由美國一家從事電源 IC 設計的創(chuàng)業(yè)公司 Faraday Semi 開發(fā)的，該公司于 2018 年被 TDK 收購。這款全新解決方案通過 3D 貼裝技術^*8，將 Faraday Semi 開發(fā)的高性能 IC 與 TDK 原創(chuàng)封裝技術 SESUB^*6 以及利用磁技術的 TDK 電感器^*7融合為一體。 μPOL 以超小尺寸實現了目前業(yè)內頂尖水平的電流密度，充分體現了創(chuàng)業(yè)公司的技術實力和創(chuàng)造力以及擁有 85 年歷史的 TDK 核心技術水平。

將Faraday Semi 的 IC 嵌入 TDK 3D 封裝技術的 SESUB 基板中，然后與 TDK 的電感器集成在一起并縮小了尺寸和高度，從而最終構成了 μPOL 解決方案。

μPOL 集成了多個電子元件

全球最小的直流-直流轉換器 μPOL，3.3 mm × 3.3 mm × 1.5 mm 尺寸可實現 6A 輸出電流，5.8 mm × 4.9 mm × 1.6 mm 尺寸可實現 12A 輸出電流。請參閱TDK 產品中心 了解詳細信息。

微型直流-直流轉換器 μPOL?

術語：

1.   數據中心： 一個通用術語，表示在其中安裝和運行服務器和網絡設備等 IT 設備的設施/建筑物。在數據中心中，專用于互聯網連接的數據中心過去稱為互聯網數據中心，但隨著數據的爆發(fā)式增長，現在這些設施通常稱為數據中心。

2.   功率損耗： 在電力傳輸過程中以熱量形式損耗的部分電能。

3.   直流-直流轉換器： 將直流轉換為直流的供電設備。

4.   氣流： 指的是電子電路中的空氣流動。在設計電子電路時，通常需要考慮氣流以便對 IC 和部件進行冷卻散熱。

5.   串行總線： 在計算機或電子器件內部交換數據，以及在機器和外部設備之間進行外部數據交換的通道稱為總線。串行總線一次一位按順序傳輸數據。

6.   SESUB： 半導體嵌入式基板將 IC（即半導體）嵌入樹脂基板，對被動元件或其他元件進行三維貼裝以實現模塊化的技術。

7.   電感器： 導線線圈纏繞在磁性材料上的電子元件。它具有去除噪聲、提取目標信號、信號濾波以及穩(wěn)定電壓的作用。

8.   3D 貼裝技術： 分層放置半導體 IC 芯片以實現封裝的技術。