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广东宏展科技AI算力硬件测试三级方案:从芯片到整机柜的快温变设备选型

一、算力硬件测试的全层级现实需求

当前AI算力产业链正处于规模化落地阶段,从IP核验证、GPU芯片封装、多GPU模组集成,到服务器主板制造和整机柜交付,每个环节都离不开严格的环境可靠性测试。然而,不同测试阶段的设备需求差异显著:芯片级测试需要小容积、快温变、高精度的设备来完成高加速应力筛选;板卡级测试需要中等容积、多测点的设备来验证整块主板的温度适应性;整机柜级测试则需要大空间、强制冷能力的步入式设备来承载完整的42U机柜。

此前多数算力企业采用分阶段采购不同设备的方式,不仅采购成本高、设备占地面积大,还存在测试数据不统一、操作逻辑不一致、售后对接繁琐等现实问题。广东宏展科技(Lab Companion)位于广东省东莞市,深耕环境可靠性试验设备领域二十余年,依托东莞制造基地的完整供应链与研发能力,打造了从芯片到整机柜的三级快温变试验箱产品矩阵。

二、芯片级:小容积、快温变、高精度

芯片级测试是AI算力硬件验证的第一道关口。测试对象多为单颗封装芯片或小型晶圆级封装件,样品体积虽小,但对温变速率和控温精度的要求极高。单颗GPU满负载运行时的功耗可达700W,需要通过宽温域、快速温变的环境模拟验证其稳定性。

宏展TC系列小型快温变试验箱针对这一场景设计。温度范围覆盖-70℃至+150℃,针对车规级、**级芯片还可定制-80℃至+200℃的超宽温域。温变速率提供5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min、25℃/min五档带载实测速率,可选配液氮辅助制冷系统,降温速率可达30℃/min,满足JESD22-A104、IEC 60068-2-14等标准要求。

在控温精度方面,设备在芯片温度循环测试中温度波动度控制在≤±0.3℃,温度偏差≤±2℃,确保施加的温度应力精准可控。针对量产筛选需求,TC系列小型箱可配置多层样品架,单批次可容纳数百颗芯片同时测试。标配防凝露设计可精准控制箱内湿度,在温度从低温段回升时避免芯片引脚、封装表面产生凝露,防止测试过程中芯片被氧化或短路。

三、板卡级:中等容积、多测点、控过冲

当测试对象从单颗芯片升级为多GPU并行模组、AI服务器主板等中等尺寸部件时,设备的容积需求和测点数量要求显著提升。一块AI服务器主板搭载多颗GPU和HBM显存,单板发热量可达数千瓦,且板面温度分布不均匀,需要多点位同步监控才能准确评估整板的温度适应性。

宏展TC系列中型快温变试验箱标配400L、600L、800L、1000L等容积规格,可容纳整块服务器主板进行带电测试。设备支持多路温度采集通道扩展,可同时监控主板各关键位置的温度变化。在控温策略上,宏展采用智能PID控制算法配合电子膨胀阀调节,在15℃/min温变速率下将温度过冲严格控制在±0.5℃以内,避免大温度冲击对板卡上的精密元器件造成额外应力损伤。对于多GPU模组测试中板卡自身发热与箱内温场的耦合问题,设备通过实时采集回风口温度数据、动态调节制冷量输出的方式,保持温变速率的真实可靠。

四、整机柜级:大空间、强制冷、液冷兼容

整机柜级验证是AI服务器产品上市前测试难度最大的环节。与单主板测试不同,整柜测试需要将完整配置的42U服务器机柜整体放入试验箱,在服务器满负载运行状态下完成温度循环、高温高湿、低温存储等全套测试。当前一台搭载8块GPU的AI服务器峰值功耗已突破10kW,高密度机柜功率密度达到50kW乃至100kW以上。这对试验箱的制冷能力和温场均匀性提出了严峻挑战。

宏展Walk-in步入式快速温变试验箱系列容积覆盖1000L至10000L,可依据客户需求进行更大尺寸的非标拓展。CW系列可同时承载1000kg机械负载与50kW被测件自发热,支持-20℃至+55℃温度范围及不低于5℃/min的温变速率。针对液冷服务器测试需求,设备可定制液冷管路穿墙密封接口,支持将外部冷量分配单元的供回液管路引入箱内,在温度循环过程中保持液冷系统正常循环,接口设计确保无冷桥结露或漏风影响温场。在温场均匀性方面,多点立体送风设计配合大功率离心风机和导流板,满载工况下均匀度可控制在≤±1.5℃。

五、全链路方案的价值:数据、操作与售后统一

三级设备的参数各有侧重,但真正的效率提升来自于将三级测试纳入统一体系。在数据层面,三级设备统一采用宏展H-Touch控制系统,温变曲线、速率、驻留时间等关键数据格式一致,研发阶段芯片级筛选数据可直接与量产阶段整机柜测试数据进行比对分析,无需跨平台转换。在操作层面,同一套控制逻辑和编程方式贯穿小型箱与步入式箱,工程师在芯片测试中积累的剖面设计经验可直接迁移到整机柜测试场景,降低培训成本和人为操作差异。在售后层面,单一供应商覆盖全部设备意味着校准周期可以统一规划、备件库存可以集约管理、故障响应无需在多个厂商之间协调。

一个具有代表性的落地案例是:国内某头部AI服务器厂商在推出新一代液冷AI服务器时,宏展提供了CW2000型高发热大负载Walk-in步入式快温变试验箱方案,承载满配8卡GPU服务器,连续运行超过300小时完成高温高湿、低温、温度循环等全套测试项目,设备全程无温度异常、无制冷能力衰减,一次性通过所有测试项目。

六、一套体系,覆盖全链路

从IP核验证到GPU芯片封装,从多GPU模组集成到服务器主板制造,再到整机柜交付,AI算力硬件的每级测试都有其独特的设备需求。广东宏展科技以TC系列小型/中型快温变箱与Walk-in步入式箱构成的三级产品矩阵,在容积、温变速率、负载能力和控温精度上实现了从芯片到整机柜的连续覆盖。对于正在进行实验室建设或设备采购的算力硬件企业而言,选择一套数据统一、操作统一、售后统一的全链路测试体系,其长期价值远高于单台设备的价格差异。