一、AI 算力硬件測試的全層級現(xiàn)實需求
當前 AI 算力產(chǎn)業(yè)鏈正處于規(guī)?;涞仉A段,IP 核驗證、GPU 芯片封裝、多 GPU 模組集成、服務器主板制造、整機柜交付等各個環(huán)節(jié),都離不開嚴格的環(huán)境可靠性測試。在實際研發(fā)與量產(chǎn)流程中,不同測試階段對試驗設(shè)備的容積、溫變速率、負載能力、測點數(shù)量有著截然不同的要求:芯片級測試需要小容積、快溫變、高精度的設(shè)備來完成高加速應力篩選;板卡級測試需要中等容積、多測點的設(shè)備來驗證整塊主板的溫度適應性;整機柜級測試則需要大空間、強制冷能力的步入式設(shè)備來承載完整的 42U 機柜。
此前多數(shù)算力企業(yè)采用分階段采購不同品牌設(shè)備的方式,不僅采購成本高、設(shè)備占地面積大,還存在測試數(shù)據(jù)不統(tǒng)一、操作邏輯不一致、售后對接繁瑣等現(xiàn)實問題。深耕環(huán)境試驗設(shè)備領(lǐng)域 21 年的廣東宏展科技(Lab Companion),依托東莞制造基地的完整供應鏈與研發(fā)能力,打造了從芯片到整機柜的全系列快溫變試驗箱產(chǎn)品矩陣,以一套完整的測試體系覆蓋 AI 算力硬件全流程驗證需求,目前已在國內(nèi)數(shù)十家芯片設(shè)計企業(yè)、服務器制造商、光模塊廠商的實驗室與產(chǎn)線穩(wěn)定運行。
二、芯片級測試:IP 與 GPU 芯片的高加速應力篩選
在 AI 算力硬件最上游的 IP 核與 GPU 芯片測試環(huán)節(jié),測試對象多為單顆封裝芯片或小型晶圓級封裝件,樣品體積小但對溫變速率、控溫精度要求極高。廣東宏展科技 TC 系列小型快溫變試驗箱正是針對這一場景設(shè)計,標準機型溫度范圍覆蓋 - 70℃至 + 150℃,可滿足絕大多數(shù)半導體芯片的測試溫域要求;針對有更極端測試需求的車規(guī)級、jun工級芯片,還可定制 - 80℃至 + 200℃的超寬溫域。
溫變速率方面,該系列設(shè)備提供 5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min、25℃/min 五檔選擇,全部為帶載實測速率,客戶可根據(jù) JESD22-A104、GB/T 2423.22、IEC 60068-2-14 等不同測試標準靈活選擇。在實際芯片溫度循環(huán)測試中,設(shè)備溫度波動度控制在≤±0.3℃,溫度偏差≤±2℃,可精準施加設(shè)定的溫度應力,避免因溫度偏差導致的測試過應力或應力不足問題。
針對量產(chǎn)階段的芯片篩選需求,TC 系列小型快溫變箱可配置多層樣品架,單批次可容納數(shù)百顆芯片同時測試,大幅提升篩選效率。設(shè)備標配的防凝露設(shè)計可精準控制箱內(nèi)濕度,在溫度從低溫段回升時避免芯片引腳、封裝表面產(chǎn)生凝露,防止測試過程中芯片被氧化或短路。目前該系列設(shè)備已廣泛應用于 GPU、HBM 顯存、CPO 共封裝光學芯片、高速 IP 交換芯片等核心算力器件的研發(fā)驗證與量產(chǎn)篩選環(huán)節(jié)。
三、模組與板卡級測試:多 GPU 模組與服務器主板驗證
當測試對象從單顆芯片升級為多 GPU 并行模組、AI 服務器主板、IPU 板卡等中等尺寸部件時,對試驗設(shè)備的容積、測點數(shù)量、大溫度沖擊下的結(jié)構(gòu)可靠性提出了更高要求。廣東宏展科技 TC 系列中型快溫變試驗箱提供 340L、600L、1000L 等標準容積,內(nèi)部空間可完整容納標準 ATX/E-ATX 服務器主板與多 GPU 模組,無需拆解即可進行整板測試。
該系列設(shè)備在 15℃/min 溫變速率下,依然可將溫度過沖控制在 ±0.5℃以內(nèi),這一特性在服務器主板 1000 次溫度循環(huán)測試中尤為重要 —— 過沖溫度過高可能導致主板上的電容、電阻等敏感器件損壞,過沖不足則無法達到設(shè)定的測試應力。在實際測試應用中,宏展中型快溫變箱可連續(xù)完成上千次溫度循環(huán)無故障,箱內(nèi)溫度均勻度保持在≤±1.5℃,確保主板上各個位置的芯片、連接器、焊點都能承受一致的溫度應力。
針對多測點監(jiān)控需求,設(shè)備可擴展至 24 路溫度采集通道,可同時監(jiān)控主板上 CPU、GPU、供電模塊、內(nèi)存插槽等關(guān)鍵位置的真實表面溫度,實時記錄器件表面溫度與箱內(nèi)空氣溫度的差值,幫助研發(fā)人員評估主板散熱設(shè)計與溫度分布合理性。測試完成后,所有通道的溫度數(shù)據(jù)可自動生成報表并導出,滿足質(zhì)量體系對測試數(shù)據(jù)可追溯的要求。在多家服務器廠商的實際應用中,該系列設(shè)備已成功幫助客戶發(fā)現(xiàn)多起 BGA 焊點虛焊、電容低溫失效等潛在質(zhì)量問題,有效降低了產(chǎn)品上市后的bu良率。
四、系統(tǒng)級測試:Walk-in 步入式箱實現(xiàn)整機柜級驗證
AI 服務器整機柜級的系統(tǒng)測試是算力設(shè)備交付前的最后一道驗證關(guān)口,也是傳統(tǒng)試驗設(shè)備最難覆蓋的環(huán)節(jié)。廣東宏展科技 Walk-in 高發(fā)熱大負載步入式快溫變試驗箱,正是為這一場景專門開發(fā)。該系列標準容積覆蓋 1000L 至 10000L(1 立方米至 10 立方米),并可根據(jù)客戶機房、實驗室的實際空間進行完全定制化設(shè)計,標準型號內(nèi)部凈空可輕松容納 42U 標準服務器機柜,測試人員可直接將整柜滿配服務器推入試驗箱,無需拆解任何部件,測試環(huán)境完全模擬真實數(shù)據(jù)中心的部署狀態(tài)。
針對 AI 服務器滿負載運行時的巨大發(fā)熱量,該系列步入式設(shè)備具備行業(yè)**的熱負載處理能力,可在同時承載 1000kg 機械負載與 50kW 被測件自發(fā)熱的工況下,依然保持穩(wěn)定的 5-15℃/min 溫變速率與精準的控溫精度,解決了傳統(tǒng)步入式箱在測試高發(fā)熱設(shè)備時 "溫度降不下來、速率上不去" 的現(xiàn)實問題。在某頭部服務器廠商的實際測試項目中,宏展 CW2000 型步入式快溫變箱承載滿配 8 卡 GPU 服務器,連續(xù)運行超過 300 小時完成高溫高濕、低溫、溫度循環(huán)等全套測試項目,全程無溫度異常、無制冷能力衰減,順利完成了整機柜的可靠性驗證。
為適配液冷 AI 服務器的測試需求,設(shè)備可定制液冷管路穿墻密封接口,支持將外部 CDU 冷量分配單元的供回液管路引入箱內(nèi),在溫度循環(huán)測試過程中保持液冷系統(tǒng)正常循環(huán),真實模擬液冷系統(tǒng)在極端溫度下的工作狀態(tài)。箱內(nèi)設(shè)置的積液檢測與報警裝置,可在液冷管路發(fā)生泄漏時第一時間報警并采取保護措施,避免測試過程中設(shè)備被漏液損壞。
五、數(shù)據(jù)中心特殊場景測試能力
除了標準的溫度循環(huán)測試,廣東宏展快溫變試驗箱還可覆蓋 AI 數(shù)據(jù)中心多種特殊場景的驗證需求。在服務器高低溫啟動測試中,設(shè)備可將箱溫穩(wěn)定控制在 - 5℃至 45℃的服務器工作溫度范圍,模擬數(shù)據(jù)中心空調(diào)故障、極端天氣等異常工況下的設(shè)備啟動能力,幫助客戶驗證服務器在極限溫度下能否正常開機、穩(wěn)定運行。
在光模塊與 IP 交換設(shè)備測試中,設(shè)備可實現(xiàn) 15℃/min 以上的快速溫變,滿足 800G、1.6T 高速光模塊的溫度循環(huán)測試要求,驗證光模塊在寬溫度范圍下的光功率穩(wěn)定性、信號誤碼率等關(guān)鍵指標。針對數(shù)據(jù)中心備用電源、UPS、配電單元等基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備,宏展大容積步入式箱可同時容納多臺配電設(shè)備進行溫濕度耦合測試,驗證供電系統(tǒng)在極端環(huán)境下的可靠性。
設(shè)備標配的濕度控制系統(tǒng)可實現(xiàn) 20% RH 至 98% RH 的寬范圍濕度控制,可完成高溫高濕老化、低濕防靜電等測試項目,全mian覆蓋數(shù)據(jù)中心設(shè)備可能遇到的各種環(huán)境工況。所有測試程序均可提前編輯并存儲在設(shè)備中,測試人員一鍵即可調(diào)用,降低了操作門檻,減少了人為設(shè)置參數(shù)導致的測試錯誤。
六、全鏈路方案的實際應用價值
采用廣東宏展科技全系列快溫變試驗箱搭建 AI 算力測試實驗室,在實際應用中可為客戶帶來多方面的價值。首先是降低設(shè)備采購與運維成本,同一品牌的設(shè)備采用統(tǒng)一的操作邏輯與控制系統(tǒng),測試人員經(jīng)過一次培訓即可操作所有型號設(shè)備,無需學習不同品牌的操作界面;售后只需對接一個服務團隊,避免了多品牌設(shè)備出現(xiàn)問題時互相推諉的情況。
其次是測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性,從芯片級到整機柜級的測試采用一致的控溫算法與校準標準,測試數(shù)據(jù)具有可比性,研發(fā)人員可將不同階段的測試數(shù)據(jù)進行橫向?qū)Ρ?,更準確地定位問題根源。宏展在東莞、昆山、上海三地的備件倉庫儲備了全系列設(shè)備的常用易損件與核心部件,可實現(xiàn)快速更換,大幅縮短設(shè)備故障停機時間,避免因測試設(shè)備故障導致的研發(fā)與量產(chǎn)進度延誤。
在合規(guī)性方面,宏展全系列快溫變試驗箱均通過 CE 認證,設(shè)備性能滿足 GB、GJB、IEC、JESD、GR-468 等國內(nèi)外主流測試標準要求,出具的測試數(shù)據(jù)可直接用于產(chǎn)品認證、客戶驗廠等場景,幫助客戶的產(chǎn)品順利進入全球供應鏈體系。
結(jié)語
從 IP 芯片的早期篩選到整機柜的交付驗證,廣東宏展科技以完整的快溫變試驗箱產(chǎn)品矩陣,為 AI 算力行業(yè)提供了覆蓋全測試層級的環(huán)境可靠性解決方案。作為東莞本土成長起來的環(huán)境試驗設(shè)備制造商,宏展科技 21 年來始終堅持核心技術(shù)自主研發(fā),所有設(shè)備均在國內(nèi)工廠完成設(shè)計、生產(chǎn)、調(diào)試,核心部件采用國際知名品牌,在性能達到行業(yè)先進水平的同時,為客戶提供更具性價比的產(chǎn)品與更快速的本地化服務。目前宏展的快溫變試驗箱已在國內(nèi)眾多算力企業(yè)的實驗室中穩(wěn)定運行,以可靠的測試數(shù)據(jù)為 AI 算力硬件的質(zhì)量保駕護航,助力中國算力產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。