液冷赋能AI芯片/模块老化测试的技术-高算力芯片水冷测试治具实践-鸿怡AI处理器芯片水冷测试治具原创

叶冷赋能下AI芯片模块老化测试的技术突破与适配测试之具实践液冷技术，AI芯片高负荷老化测试的核心支撑。AI芯片在老化测试过程中需在高温高负荷工况下持续运行，以加速暴露潜在缺陷。传统风冷散热方式受限于热交换效率，难以应对高功率AI芯片的散热需求，常出现局部过热、温度分布不均等问题，导致测试结果失真甚至损坏芯片。液冷技术凭借其优异的热传导性能，成为解决这一痛点的最优方案，为老化测试带来三大核心优势，易精准控温，保障测试环境稳定性。液冷技术通过冷却液的循环流动实现高效热交换，能快速带走芯片运行产生的巨额热量。相较于风冷，液冷的温控精度提升显著，可将老化测试环境温度稳定控制在130°C的目标区间，温度波动幅度控制在0.1°C以内。

这种稳定的高温环境能精准模拟芯片长期运行的应力条件，确保老化失效机制的充分激发，让测试结果更具参考价值。例如，台积电直接硅基液冷方案通过微流到设计，可在150°C高温测试环境下实现稳定散热，其密封系统通过了千小时高温验证，为AI芯片极端条件下的老化测试提供了可靠保障。二、提升测试效率，缩短验证周期高功率密度AI芯片在老化测试中，散热效率直接决定测试周期。液冷技术的高效散热能力允许芯片在更高功率负荷下进行测试，从而加速老化进程。数据显示，采用液冷方案的老化测试周期可从传统风冷的48小时缩短至24小时，测试效率提升50%以上。同时，液冷系统可支持多芯片并行测试，通过精准的流量分配，实现多气件均匀散热，进一步提升测试。

吞土量，契合AI芯片量产验证的规模化需求。三、保护芯片性能，降低测试损耗。传统风冷散热的局部过热问题易导致芯片封装变形、引角、氧化等不可逆损伤，增加测试损耗。液冷技术通过痊域均匀散热，可有效降低芯片温差，减少热应力对芯片封装和互联结构的影响。如微软与瑞士公司合作研发的仿生液冷技术，通过发丝及微管将冷却液直接输送至芯片内部，散热效率提升300%，芯片温度直接下降65%，大幅延长了芯片在测试过程中的使用寿命。这种温和的散热方式在保障测试有效性的同时，显著降低了测试成本。AI芯片模块核心测试参数解析BGA4000加片角与400KHC测试频率，AI芯片的超高算力需求驱动其封装技术向高密度方向发展。BGA球炸阵列封装应具备高互联密度、UE信号完整性等优势，成为高端AI芯片的主流封装形式，而400KHC测试频率的选择则是平衡测试精度与效率的关键设计，二者共同构成了老化测试的核心技术基础。一BGA4000加片角的特性与测试挑战BGA4000加片角封装通过在芯片底部布置超大规模球阵列实现互联。相较于传统周边引角封装，其核心特性体现在三个方面，一是超高集成度，在45mm2的紧凑封装面积内，可实现4000个以上引角布局，引角间距缩小至0.4~0.5mm，能满足AI芯片海量信号传输需求。二是优异的电器性能。短距离的焊球互联，减少了信号延迟和衰减，提升了信号完整性，适配高频率数据传输场景。三是良好的机械可靠性，网格状分布的焊球可均匀分散热应力和机械应力。

提升芯片抗震动、抗冲击能力。与此同时，BGA4000加片角的高密度特性也带来了严峻的测试挑战。一方面，银角数量多、间距小，极易出现引角接触不良、错配等问题，对测试制距的定位精度提出极高要求，另一方面，高密度互联导致银角间电磁干扰风险增加，需在测试过程中做好屏蔽防护，避免干扰测试信号。此外，大量引角的同时工作会加剧芯片发热，进一步放大了散热需求，对液冷系统的适配性提出更高要求。二、400KHC测试频率的设计逻辑与优势。

老化测试中测试频率的选择需结合芯片工作特性和失效机制、检测需求综合确定。400KHC的中高频测试频率是针对AI芯片BGA4000+P角特性的精准适配，其设计逻辑主要基于两点，一是精准检测细微缺陷。中高频段测试对芯片互联结构的细微缺陷如银角、氧化、焊球、空洞等具有高敏感性。根据频率响应分析原理，400KHC频率区间可有效捕捉银角间绝缘老化、互联电阻变化等异常信号，避免早期失效器件遗落。

二是平衡测试效率与稳定性。相较于高频测试，MHC级400KHC测试频率对测试制距的信号屏蔽和抗干扰能力要求更为可控，可降低测试系统复杂度和成本。同时相较于低频测试，K射以下，其测试效率提升显著，能在短时间内完成全引角的老化验证。红一电子水冷测试制具精准适配AI芯片老化测试的技术实践。针对AI芯片模块老化测试的核心需求，红衣电子研发的AI芯片模块水冷测试之具通过针对性的结构设计和功能集成，实现了对BGA4000加片角、400KHC测试频率及130°C老化环境的完美适配，同时具备自动化测试能力，为高效精准的老化测试提供了关键支撑。其核心设计特点如下，一片角识别点防呆设计，规避高密度引角错配风险。针对BGA4000加。

片角高密度、小间距的测试痛点制距采用精准的片角识别点防呆设计，通过在制距测试接口处设置多组定位消和识别标记，与芯片封装上的基准点精准匹配，实现芯片的快速定位和防灾防错。这种设计可有效避免因人工操作失误导致的引角错配、接触不良等问题，定位精度可达微米级，确保4000加片角均能实现可靠接触。同时制具的银角接触探针采用弹性设计，可适应微小的封装偏差，进一步提升接触稳定性。二、S设计保障测试过程芯片安全AI芯片的精密电路对静电极为敏感，S静电放电防护式测试制具的核心安全设计，红一电子水冷测试制具通过三重S防护设计构建安全屏障。一是在制具接口处集成S防护器件，可快速泄放静电电荷。二是采用全金属屏蔽外壳，减少外。

再部电磁干扰和静电感应。三是优化接地设计，确保静电电荷通过安全路径导出，避免对芯片引角和内部电路造成损伤。该设计可满足AI芯片对静电防护的严苛要求，有效降低测试过程中的芯片损坏率。三、130°C老化环境适配与水冷散热集成制具内置高效水冷散热模块，与整体测试系统协同工作，精准适配130°C老化测试环境。其核心设计包括，一是采用直贴式冷头设计，将微流到冷头直接贴合芯片封装表面，减少热传导阻力，热阻低至0.03°C c emm DB u可快速带走芯片在130°C高温下产生的巨额热量。二是配备高精度温度传感器和流量控制模块，实时监测芯片温度和冷却液流量，通过闭环控制确保芯片温度稳定在130°C目标值。三是采用抗老。

化密封材料在130°C高温环境下，具备良好的密封性和耐腐蚀性，避免冷却液泄露风险，通过了千小时高温浸泡验证。四、400KHC测试频率适配与自动化测试实现制距内部采用高频优化的信号传输路径设计，通过阻抗、匹配、屏蔽、隔离等技术，确保400KHG测试信号的稳定传输，减少信号衰减和串扰，保障测试精度。同时，制据预留标准化自动化接口，可无缝对接自动化测试系统，实现芯片上料、定位、测试、下料的全流程自动化。自动化测试不仅提升了测试效率，还避免了人工操作带来的误差，可实现24小时连续测试，契合量产芯片的规模化验证需求。此外，制具还支持测试数据的实时采集和上传，便于工程师对测试过程进行监控和数据分析，提升测试管理效率。