AI算力新基建背后的中国芯力量——中微爱芯服务器芯片国产化替代全景解读

人工智能（AI）技术正以颠覆性力量重塑全球产业图景，从深度学习的复杂模型训练到生成式AI的实时推理，其背后是海量数据与指数级增长的算力需求。随着大模型参数突破万亿级别、多模态应用场景爆发，传统计算架构已难以支撑AI技术的迭代速度。这一矛盾直接催生了AI服务器的快速发展——作为承载AI算力的核心基础设施，其本质是通过高度优化的集成电路（如GPU、TPU及定制化ASIC）将计算密度与能效比推向极致。据IDC数据显示，2023年全球AI服务器市场规模突破200亿美元，年增长率超30%。

中微爱芯围绕AI服务器控制层及信号传输链路，提供基于通用逻辑、信号链、电源、接口等产品的系列化解决方案，助力AI服务器市场快速发展。

国内最全的通用逻辑（Logic）产品解决方案

中微爱芯拥有国内最为齐全的通用逻辑产品系列，近千款逻辑产品，功能涵盖逻辑门、触发器、寄存器、缓冲器、译码器、计数器、多路复用器等。除传统封装外，中微爱芯还可提供DHVQFN、UQFN、VQFN、XSON、DFN、SOT5X3等小型化封装产品，可以满足不同的用户需求。通用逻辑产品在服务器的外设状态检测、电源控制、信号缓冲、电平转换、总线扩展等应用中起到至关重要的作用。

• 模拟开关/多路复用器（MUX）

模拟开关/多路复用器在服务器中可应用于总线扩展、传感器信号选通等应用场景，例如：

通过模拟开关/多路复用器，允许用户通过FPGA和外部接口等多种方式访问闪存。同时，FPGA通过多路复用器，也可以扩展访问多个外部存储器。由于模拟开关/多路复用器本身具有双向导通功能，因此可以同时应对以上两种应用。

中微爱芯部分模拟开关产品：

• 总线收发器（Transceiver）

逻辑电路中的总线收发器，其本质上属于缓冲器，但与缓冲器不同的是，总线收发器通常可以通过DIR端口来控制数据传输的方向，以实现总线上数据收与发的切换。总线收发器的主要作用为：

1. 控制信号的传输方向
2. 在不使能状态下实现前后端信号的隔离
3. 不同电压域总线间的电平转换
4. 增强信号驱动能力以实现较远距离的信号传输

服务器中的应用示例：

下图是BMC与FLASH通过SPI进行通讯的一种应用，该应用中需要对SPI信号进行数据的检测及校验，因此需要将SPI信号外接到其他器件进行处理。若直接将信号引出到后端，相当于在SPI总线上额外增加了负载，对于高速SPI信号来说，会影响其信号完整性，严重时会导致数据读写错误。

由于总线收发器输入阻抗大、输入电容小，且输出端为推挽输出结构，因此在总线附近增加总线收发器，既可以最大程度减小对原SPI信号的影响，又可以增强输出驱动能力，满足长线传输的要求。

中微爱芯总线收发器产品：

• 逻辑门（Logic Gate）

逻辑门是电子系统的基础功能单元之一，尽管其功能简单，但通用性和可组合性强，在服务器中的电源控制、状态管理等功能中应用广泛。

服务器中的应用示例：

以下是一种使用开漏输出的单路反相器对DC-DC控制信号进行电平转换的应用，前级控制信号高电平为1.8V，而DC-DC要求使用＞2V的高电平进行控制，因此需要进行电平转换，以满足DC-DC的使用要求。

为了能够正常识别前级控制信号，因此逻辑门电路使用1.8V进行供电，由于开漏输出的LVC系列逻辑门电路输出电压允许高于电源电压，因此可以使用上拉电阻将输出高电平上拉至3.3V。

丰富的总线接口产品解决方案及规划布局

• 电平转换（Level-shift）产品

服务器中CPU、BMC、PCH、外设组件等核心器件的工作电压域包含1.2V、1.8V、3.3V、5V等，不同器件通过I2C、I3C、SPI等通讯方式通讯时，需要将两个不同电压域的信号通过电平转换器进行电平移位，以保证通讯稳定，提高系统稳定性。

中微爱芯电平转换器产品：

• I2C总线接口产品系列规划布局

I2C总线是服务器领域中十分常用的通讯协议之一，各组件间的通讯会大量使用I2C通讯协议，其在服务器的高效、稳定运行中起到了至关重要的作用。

中微爱芯基于服务器I2C总线应用，已规划多款I2C总线接口产品，未来产品线将更加丰富，以匹配不同应用场景及用户需求。

多品类运放（Op Amp）& 比较器（Comp）解决方案

运算放大器和比较器在服务器中广泛应用于电源管理、过流保护、环境监控、测试与诊断等应用场景，服务器中使用的运放与比较器需要具备高精度、低失调、低温漂、快速相应、低噪声、强抗干扰等性能。中微爱芯可提供通用、低功耗、低噪声、高精度零漂移、高速、电流检测等多系列、上百款运放/比较器产品供客户进行选择，可满足服务器中绝大多数使用场景。

中微爱芯运放产品线

中微爱芯比较器产品线

服务器中的应用示例：

下图是一种使用AiP8199检流专用运放对服务器板上负载进行电流检测的应用，检流专用运放内部集成了输入及反馈电阻，外围极简，仅需要一个采样电阻以及电源滤波电容即可实现固定放大倍数的小信号放大，检流运放输出可通过连接其他放大器进行信号二次放大，或直接输入到BMC进行处理。

• LDO产品解决方案

MOS型LDO（基于MOSFET的低压差线性稳压器）在现代服务器中扮演着至关重要的角色，尤其是在对电源噪声、精度和瞬态响应要求极高的关键子系统和敏感电路上。尽管服务器主电源广泛采用高效率的开关电源（SMPS），但LDO凭借其独特的优势，在以下应用场景中不可或缺：为噪声敏感型模拟/混合信号电路供电、待机/常开电源域、辅助电源轨和局部电源、后级滤波与稳压、冗余电源模块的协调供电。

中微爱芯可为用户提供不同电压、电流的MOS型LDO，产品矩阵如下：

除以上系列化解决方案外，中微爱芯还可提供看门狗复位、EEPROM等产品。 中微爱芯将矢志深耕数字浪潮，以客户需求为创新原点，始终与行业紧密相连。在算力时代的新征程中，我们愿为合作伙伴打造兼具高可靠性与卓越性能的

注：带*号的为研发中产品