一、AI 算力測試面臨的現(xiàn)實共性難題

在國內(nèi) AI 算力產(chǎn)業(yè)規(guī)模落地的過程中，環(huán)境可靠性測試環(huán)節(jié)正暴露出越來越多的現(xiàn)實問題。不少芯片設(shè)計企業(yè)、服務(wù)器廠商在實際測試中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的高低溫試驗箱、普通快溫變箱在面對 GPU、AI 服務(wù)器、高速光模塊這類高發(fā)熱、大尺寸、高價值的被測對象時，往往出現(xiàn) "測不準(zhǔn)、容易壞、放不下" 的情況，不僅影響測試效率，甚至可能造成昂貴的工程樣件損壞，拖慢產(chǎn)品研發(fā)與量產(chǎn)進(jìn)度。

作為擁有 21 年環(huán)境試驗設(shè)備制造經(jīng)驗的廣東本土企業(yè)，廣東宏展科技（Lab Companion）在服務(wù)長三角、珠三角大量算力企業(yè)的過程中，系統(tǒng)梳理了客戶在實際測試中遇到的共性問題，依托東莞制造基地的研發(fā)與生產(chǎn)能力，對快溫變試驗箱進(jìn)行了針對性的技術(shù)優(yōu)化，推出了專門面向 AI 算力設(shè)備的高發(fā)熱負(fù)載專用快溫變箱系列，從根本上解決了溫場失真、溫度過沖、空間不足三大行業(yè)痛點(diǎn)，目前已在數(shù)十家算力相關(guān)企業(yè)的實驗室投入實際使用。

二、痛點(diǎn)一：自發(fā)熱干擾導(dǎo)致溫場失真

2.1 現(xiàn)實場景中的溫場偏差問題

在實際測試工作中，測試人員經(jīng)常遇到這樣的情況：試驗箱顯示已經(jīng)到達(dá)設(shè)定溫度并穩(wěn)定，但被測 GPU 芯片的表面溫度卻比設(shè)定值高出十幾度甚至幾十度；同一臺設(shè)備，空載測試時溫度均勻度完全達(dá)標(biāo)，放入滿負(fù)載運(yùn)行的 AI 服務(wù)器主板后，箱內(nèi)不同位置的溫差超過 5℃，測試數(shù)據(jù)完全沒有參考價值。

這一問題的根源在于 AI 設(shè)備的自發(fā)熱特性：單顆 GPU 滿負(fù)載運(yùn)行時的功耗可達(dá) 700W，一塊搭載 8 顆 GPU 的服務(wù)器主板自身發(fā)熱量就超過 5kW，整柜服務(wù)器的發(fā)熱量更是達(dá)到數(shù)十千瓦。傳統(tǒng)快溫變箱的制冷量設(shè)計主要針對無自發(fā)熱或低自發(fā)熱樣品，當(dāng)被測件持續(xù)大量發(fā)熱時，制冷系統(tǒng)輸出與樣品發(fā)熱量無法匹配，就會導(dǎo)致箱內(nèi)實際溫度偏離設(shè)定值，溫場均勻性被破壞。這種情況下完成的溫度循環(huán)測試，樣品實際承受的溫度應(yīng)力與測試規(guī)范要求不符，要么應(yīng)力不足無法暴露潛在缺陷，要么應(yīng)力過大導(dǎo)致樣品提前失效，測試結(jié)果不具備可重復(fù)性。

2.2 宏展的解決方案：**高發(fā)熱負(fù)載自適應(yīng)算法

針對這一痛點(diǎn)，廣東宏展科技研發(fā)了獲得國家專li的冷端調(diào)節(jié)控制技術(shù)，從根本上解決了高自發(fā)熱樣品測試時的溫場失真問題。這套控制系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)固定參數(shù) PID 的控制模式，在試驗箱回風(fēng)口、出風(fēng)口、樣品區(qū)布置了多個高精度溫度傳感器，實時采集箱內(nèi)不同位置的溫度數(shù)據(jù)，結(jié)合制冷系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，動態(tài)計算被測樣品的實時發(fā)熱量，自動調(diào)整壓縮機(jī)輸出、電子膨脹閥開度與加熱補(bǔ)償功率，實現(xiàn)制冷量與樣品發(fā)熱量的精準(zhǔn)動態(tài)匹配。

在實際帶載測試中，即使被測件持續(xù)產(chǎn)生 50kW 的熱量，宏展快溫變箱依然可以將箱內(nèi)溫度穩(wěn)定控制在設(shè)定值，溫度偏差保持在≤±2℃的范圍內(nèi)，樣品區(qū)溫度均勻度≤±1.5℃，與空載時的溫場性能基本一致。在某 AI 芯片企業(yè)的實測中，宏展 TC-1000 型快溫變箱放入滿負(fù)載運(yùn)行的 8 卡 GPU 主板，連續(xù)運(yùn)行 72 小時溫度循環(huán)，箱內(nèi)各點(diǎn)溫度始終保持穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)備常見的溫度飄移現(xiàn)象，測試數(shù)據(jù)的重復(fù)性與一致性得到了客戶測試人員的高度認(rèn)可。

三、痛點(diǎn)二：溫度過沖導(dǎo)致高價值樣品損壞

3.1 溫度過沖造成的實際損失

溫度過沖是 AI 設(shè)備測試中另一個讓測試人員頭疼的問題，也是造成高價值樣件損壞的主要原因之一。在快速降溫過程中，傳統(tǒng)設(shè)備的制冷系統(tǒng)往往存在慣性，當(dāng)箱內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定值時，制冷輸出無法及時收住，導(dǎo)致箱內(nèi)溫度瞬間低于設(shè)定值幾度甚至十幾度；而在快速升溫過程中，加熱管的余溫也可能導(dǎo)致溫度沖高到設(shè)定值以上。

對于民用消費(fèi)電子來說，幾度的溫度過沖可能不會造成嚴(yán)重后果，但對于 GPU、HBM 顯存、高速光模塊這類高價值、高精度的半導(dǎo)體器件來說，超出設(shè)計范圍的極端溫度可能直接造成芯片擊穿、焊點(diǎn)熔化、封裝開裂等不可逆損壞。在實際研發(fā)測試中，一片流片回來的 GPU 工程樣片價值數(shù)十萬元，因為溫度過沖導(dǎo)致樣片損壞，不僅直接造成經(jīng)濟(jì)損失，還可能耽誤數(shù)周的研發(fā)進(jìn)度，這樣的案例在行業(yè)內(nèi)并不少見。

3.2 宏展的解決方案：無過沖精準(zhǔn)控溫技術(shù)

廣東宏展快溫變箱在控制系統(tǒng)中融入了模糊邏輯控制算法，結(jié)合專li冷端調(diào)節(jié)技術(shù)，實現(xiàn)了全溫域無過沖精準(zhǔn)控溫。系統(tǒng)在距離設(shè)定溫度還有一定余量時就開始逐步調(diào)整制冷與加熱輸出，提前預(yù)判溫度變化趨勢，避免到達(dá)設(shè)定溫度時出現(xiàn)慣性過沖。

實際測試數(shù)據(jù)顯示，宏展快溫變箱在以 15℃/min 的速率進(jìn)行快速升降溫時，到達(dá)設(shè)定溫度后的過沖幅度可以控制在 ±0.5℃以內(nèi)，遠(yuǎn)優(yōu)于行業(yè)普遍的 ±2℃水平，完全滿足半導(dǎo)體器件測試對溫度精度的嚴(yán)格要求。在某 GPU 企業(yè)的 1000 次溫度循環(huán)測試中，宏展設(shè)備全程沒有出現(xiàn)一次超出允許范圍的溫度過沖，總價值數(shù)百萬元的工程樣片全部**完成測試，沒有出現(xiàn)因為設(shè)備原因?qū)е碌臉悠瑩p壞。

同時，設(shè)備設(shè)置了多重獨(dú)立的超溫保護(hù)機(jī)制，除了軟件層面的溫度限值保護(hù)，還配備了獨(dú)立的硬件超溫保護(hù)器，即使控制系統(tǒng)出現(xiàn)異常，也能在溫度超出an全范圍時自動切斷加熱與制冷輸出，從多方面保障高價值被測樣品的an全。

四、痛點(diǎn)三：大尺寸設(shè)備測試空間不足

4.1 大尺寸樣品測試的現(xiàn)實困境

隨著 AI 服務(wù)器集成度越來越高，測試對象已經(jīng)從早期的單顆芯片、小塊板卡，發(fā)展到現(xiàn)在的多 GPU 模組、整臺服務(wù)器甚至 42U 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜。很多企業(yè)早期采購的 100L、225L、500L 容積的標(biāo)準(zhǔn)快溫變箱，內(nèi)部空間根本放不下整臺服務(wù)器，更不用說完整的服務(wù)器機(jī)柜。如果把服務(wù)器拆開分別測試，又無法模擬整機(jī)裝配后的真實熱環(huán)境，測試結(jié)果與實際使用場景存在差異，無法發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)級的設(shè)計問題。

除了空間尺寸的問題，傳統(tǒng)小容積試驗箱的地板承重、大門尺寸也無法滿足大尺寸重型設(shè)備的測試需求：標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器機(jī)柜重量可達(dá)數(shù)百公斤甚至上噸，小設(shè)備的底板承重不足；機(jī)柜寬度深度較大，傳統(tǒng)設(shè)備的小門根本無法推進(jìn)去。很多企業(yè)為了完成整機(jī)測試，不得不把設(shè)備送到第三方檢測機(jī)構(gòu)，不僅測試成本高、排周期長，還存在技術(shù)資料泄露的風(fēng)險。

4.2 宏展的解決方案：全尺寸覆蓋 + 定制化步入式方案

廣東宏展科技提供從 34L 臺式設(shè)備到 10000L 步入式設(shè)備的全尺寸快溫變箱產(chǎn)品矩陣，覆蓋從單芯片到整機(jī)柜的所有測試尺寸需求。其中 TC 系列立式設(shè)備提供 34L、64L、100L、180L、340L、600L、1000L 等標(biāo)準(zhǔn)容積，可滿足芯片、模組、板卡級的測試需求；CW 系列 Walk-in 步入式快溫變箱標(biāo)準(zhǔn)容積覆蓋 1000L 到 10000L，內(nèi)部凈空高度可根據(jù)客戶需求定制，標(biāo)準(zhǔn)型號可輕松容納 42U 標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器機(jī)柜。

針對客戶的特殊尺寸需求，宏展可提供完全定制化的步入式設(shè)備設(shè)計，根據(jù)客戶樣品尺寸、實驗室進(jìn)門尺寸、安裝空間量身定做設(shè)備的長寬高，不存在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備尺寸不合適的問題。步入式設(shè)備的底板采用加厚槽鋼焊接框架，鋪設(shè)防滑花紋鋼板，標(biāo)準(zhǔn)型號承重可達(dá) 1000kg 以上，大容積型號可根據(jù)需求強(qiáng)化到數(shù)噸承重，完全滿足整柜服務(wù)器、大型配電設(shè)備、整套液冷系統(tǒng)的重型樣品測試需求。設(shè)備采用雙開門或大尺寸單開門設(shè)計，開門寬度與高度可根據(jù)樣品尺寸定制，測試人員可直接將機(jī)柜推入試驗箱，無需傾斜、拆解，操作方便an全。

五、附加痛點(diǎn)解決：防凝露設(shè)計保護(hù)樣品an全

除了上述三大核心痛點(diǎn)，廣東宏展快溫變箱還解決了實際測試中經(jīng)常遇到的凝露問題。在溫度循環(huán)測試的低溫回升階段，樣品表面溫度低于空氣露點(diǎn)溫度時，空氣中的水汽就會在樣品表面凝結(jié)成水珠，也就是測試人員常說的 "結(jié)露"。這些凝露如果附著在 PCB 板、芯片引腳、連接器上，可能造成電路短路、金屬氧化腐蝕、接觸bu良等問題，嚴(yán)重時甚至?xí)跍y試過程中直接燒壞樣品。

宏展快溫變箱配備了精準(zhǔn)的濕度控制系統(tǒng)，采用低溫除濕與鍋爐加濕組合方案，可在 0℃低溫下實現(xiàn) 45% RH 的低濕環(huán)境控制，濕度控制范圍覆蓋 20% RH 到 98% RH。測試人員可根據(jù)測試需求設(shè)定合適的濕度值，在溫度回升過程中保持箱內(nèi)空氣干燥，從根本上避免凝露產(chǎn)生。在多家客戶的實際使用中，即使進(jìn)行 - 40℃到 + 125℃的大溫差溫度循環(huán)，被測樣品表面也沒有出現(xiàn)可見凝露，有效保護(hù)了被測樣品an全。

六、實際應(yīng)用中的客戶反饋

目前，廣東宏展科技的 AI 專用快溫變箱已經(jīng)在國內(nèi)數(shù)十家芯片企業(yè)、服務(wù)器廠商、光模塊制造商、第三方檢測機(jī)構(gòu)投入實際使用。從客戶實際使用反饋來看，設(shè)備投入使用后，測試數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性與重復(fù)性明顯提升，因為溫場不準(zhǔn)導(dǎo)致的測試無效問題基本消除；因為溫度過沖、凝露導(dǎo)致的樣品損壞率下降到幾乎為零，為客戶避免了大量的樣片損失與進(jìn)度延誤；整機(jī)柜級的測試能力讓客戶在自己實驗室就能完成系統(tǒng)級可靠性驗證，不用再送外檢測，大幅縮短了測試周期，降低了測試成本。

作為扎根東莞的本土制造企業(yè)，廣東宏展科技在全國設(shè)有多個服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，設(shè)備出現(xiàn)問題時技術(shù)人員可快速響應(yīng)上門，這一點(diǎn)也得到了很多客戶的認(rèn)可。相比進(jìn)口設(shè)備動輒數(shù)月的貨期與緩慢的售后響應(yīng)，宏展標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型 30 天即可交付，常用備件本地倉儲，設(shè)備故障可快速修復(fù)，最大限度減少對客戶測試工作的影響。

結(jié)語

環(huán)境可靠性測試的核心是 "準(zhǔn)確、an全、可靠"，測試設(shè)備本身的性能直接決定了測試結(jié)果的有效性。廣東宏展科技沒有盲目追求參數(shù)上的虛高指標(biāo)，而是立足客戶在實際測試中遇到的真問題，通過針對性的技術(shù)優(yōu)化，切實解決了 AI 算力設(shè)備測試中溫場失真、溫度過沖、空間不足等現(xiàn)實痛點(diǎn)，以穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品性能與快速的本地化服務(wù)，為國內(nèi) AI 算力產(chǎn)業(yè)提供了好用、夠用、用得起的環(huán)境測試設(shè)備。未來宏展將繼續(xù)扎根東莞制造，持續(xù)收集客戶實際使用中的反饋，不斷優(yōu)化產(chǎn)品性能，為中國算力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供堅實的測試設(shè)備支撐。