Vertical Power Delivery Infineon plant Übernahme eines Start-ups für die Stromversorgung von KI-Chips

Mit der geplanten Übernahme von C2i Semiconductors verstärkt Infineon seine Entwicklung von Stromversorgungslösungen für KI‑Prozessoren. Im Fokus stehen digitale Mehrphasenregler und Vertical Power Delivery. Künftig könnte die Spannungsregelung sogar direkt in das Prozessorsubstrat wandern.

Infineon will den indischen Entwickler für digitale Stromversorgungen C2i Semiconductors übernehmen, wie vom Unternehmen am 24. August 2026 mitgeteilt wurde. Das Start-up C2i entwickelt softwaredefinierte Mehrphasen-Controller und intelligente Power Stages für KI-Rechenzentren und High-Performance-Computing. Der Abschluss der Transaktion ist für das dritte Quartal 2026 vorgesehen. Angaben zum Kaufpreis machte Infineon nicht.

Technisch relevant ist vor allem die Technologie, die Infineon damit ausbauen will. C2i arbeitet unter anderem an Vertical Power Delivery (VPD) – also Stromversorgungsarchitekturen, bei denen die Spannungswandler nicht mehr seitlich neben einem Prozessor sitzen, sondern möglichst direkt unter beziehungsweise im Bereich des Prozessor-Packages angeordnet werden.

Der Hintergrund sind die immer höheren Ströme moderner KI‑Beschleuniger. Gleichzeitig arbeiten deren Rechenkerne mit sehr niedrigen Spannungen. Schon heutige Stromversorgungssysteme müssen laut Infineon je nach Anwendung von 200 A bis 1.000 A liefern und dabei auf schnelle Lastwechsel reagieren.

Warum wenige Millimeter Leiterbahn zum Problem werden

Bei einer klassischen, lateralen Stromversorgung sitzen Power Stages, Induktivitäten und Kondensatoren auf dem Mainboard neben dem Prozessor. Der Strom muss anschließend über Leiterbahnen und das Package zum Rechendie gelangen. Mit zunehmendem Strom wird dieser Weg problematisch. Die ohmschen Verluste skalieren mit dem Quadrat des Stroms nach P = I²R. Wird der Strom doppelt so groß, vervierfachen sich bei gleichem Widerstand die Leitungsverluste.

Infineon beziffert den Gesamtwiderstand eines konventionellen Power Delivery Network (PDN) in einem eigenen Architekturvergleich auf etwa 90 bis 140 µΩ. Bei GPU-Strömen jenseits von rund 850 A bis 1.000 A könnten dadurch allein im PDN mehr als 100 W verloren gehen. Die Angaben stammen allerdings aus Berechnungen des Herstellers und sind deswegen nicht als unabhängige Benchmarkwerte zu verstehen. Vertical Power Delivery verkürzt entsprechend den Weg zwischen Spannungswandler und Last. Statt den Strom seitlich zum Prozessor zu führen, werden die Versorgungskomponenten unmittelbar unter dem Package angeordnet.

Vom Backside-Modul zum Spannungsregler im Substrat

Infineon unterscheidet dabei mehrere Evolutionsstufen. Bei einem Backside Vertical Module (BVM) sitzt das Power-Modul auf der Rückseite des Boards direkt unter dem Prozessor. Das Unternehmen gibt für eine solche Architektur einen PDN-Widerstand von nur noch etwa 10 bis 15 µΩ an.

Noch einen Schritt weiter geht der sogenannte Substrate Integrated Voltage Regulator (SIVR). Hier wandert ein Teil der Spannungsregelung in das Prozessorsubstrat selbst. Infineon nennt dafür einen PDN-Widerstand von etwa 7 bis 10 µΩ und sieht zusätzlich den Vorteil, dass die Strombelastung bestimmter Verbindungen innerhalb des Substrats reduziert werden kann. Genau diese nächste Entwicklungsstufe nennt Infineon ausdrücklich im Zusammenhang mit C2i. Die Technologien des übernommenen Unternehmens sollen den Weg zu künftigen substratintegrierten Spannungsreglern unterstützen.

C2i bringt digitale Regelung ins Power Delivery Network

C2i ergänzt dabei vor allem Infineons bestehende Leistungshalbleiter um die Regelungsseite. Das Unternehmen entwickelt einen softwaredefinierten Mehrphasenregler sowie intelligente Power Stages. Bei Mehrphasenwandlern teilen sich mehrere parallel betriebene Wandlerphasen den hohen Ausgangsstrom. Das reduziert die Belastung einzelner Komponenten und kann das dynamische Verhalten bei schnellen Lastwechseln verbessern. Gerade KI-Beschleuniger stellen hohe Anforderungen an diese Regelung: Innerhalb kurzer Zeit können große Teile der Recheneinheiten aktiviert oder wieder abgeschaltet werden, wodurch sich die Stromaufnahme entsprechend schnell verändert.

Die digitalen Controller von C2i sollen Regelung und Systemparameter softwaregestützt an solche Veränderungen anpassen. Infineon spricht deshalb von „Software-defined power“: Leistungshalbleiter, digitale Regelung und Algorithmen sollen gemeinsam Spannungswandlung und Systemverhalten in Echtzeit optimieren. Der Controller soll sich flexibel an unterschiedliche PDNs und Prozessoranforderungen anpassen; die Architektur ist außerdem darauf ausgelegt, die Zahl der Phasen mit steigenden Strömen skalieren zu können.

Infineon hat erste VPD-Bausteine bereits im Portfolio

Für Infineon beginnt Vertical Power Delivery allerdings nicht erst mit der Übernahme. Mit den OptiMOS TDM2454xx bietet das Unternehmen bereits Vierphasen-Powermodule an, die speziell für VPD-Architekturen ausgelegt sind. C2i könnte diese Hardware um Know-how bei digitalen Controllern und adaptiven Stromversorgungsarchitekturen ergänzen. Infineon will die Technologien zudem mit seinem Portfolio aus Silizium-, SiC- und GaN-Leistungshalbleitern kombinieren.

Die Stromversorgung rückt näher an das Prozessor-Package

Die geplante Übernahme zeigt, wie stark sich die Stromversorgung leistungsfähiger Prozessoren verändert. Bei Strömen im Kiloampere-Bereich reicht es nicht mehr aus, ausschließlich effizientere MOSFETs oder Wandler einzusetzen. Auch Position, Package, Leiterbahnwiderstände, Regelgeschwindigkeit und thermische Anbindung werden Teil der Power-Architektur. Der langfristige Trend führt dabei immer näher an den Rechendie: vom Spannungswandler neben dem Prozessor über Module unter dem Package bis hin zu Spannungsreglern innerhalb des Substrats. (sb)

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