金海通巩钰:AI与先进封装驱动下 测试分选设备的演进与破局

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2026年5月27日,第十届集微大会核心峰会——先进封装与测试技术创新峰会在上海张江科学会堂盛大启幕。天津金海通半导体设备股份有限公司(简称“金海通”)技术副总巩钰应邀出席,并发表了题为《AI/先进封装时代,测试分选设备的升级与解决方案》的主题演讲,全面分享了金海通在高功率AI芯片测试领域的最新技术突破与系统级解决方案。

金海通技术副总巩钰

行业挑战:AI芯片功耗飙升,测试设备面临“热-机-电”协同新要求

随着AI芯片、HPC(高性能计算)及Chiplet(芯粒)集成技术的快速发展,芯片功耗持续攀升。与此同时,Chiplet架构带来的局部热点、分区发热、大尺寸封装引发的翘曲问题,正成为测试分选设备面临的核心挑战。

面对这一趋势,巩钰明确指出,传统单点控温方案已难以满足当前需求,测试分选设备正从功能验证平台,升级为热-机-电协同平台。而要理解这一升级的必要性,首先需要剖析当前AI芯片测试控温所面临的具体痛点。

三大核心痛点:高功耗、大翘曲、动态分布

巩钰在演讲中总结了当前AI芯片测试控温的三大核心痛点:

第一,整体高功耗与局部热失控并存。芯片整体功耗可达4000W以上,先进封装架构下,热点峰值功率密度远超平均水平,且随着3D集成推进,局部热点问题愈发突出。

第二,大尺寸带来的翘曲问题。芯片尺寸可达100mm级,翘曲严重,直接影响压接一致性、吸附稳定性与热路径完整性。

第三,动态功耗分布。不同工作模式下,芯片热点区域动态变化,对温控系统的响应能力提出更高要求。

巩钰强调,测试分选设备必须同时解决高功率、局部热点、多区动态功耗、大尺寸翘曲和热接触一致性等复合问题。

系统级解决方案:ATC平台五大层级深度集成

面对上述挑战,金海通持续升级迭代面向AI芯片的ATC系统级解决方案。该方案并非单一设备的升级,而是涵盖五大层级的系统级优化:

应用层:适配FT、SLT等多机型,支持三温、常高温测试场景,深度适配AI、HPC、Chiplet等高功率封装。

执行层:高功率ATC温控头,采用低流阻流道设计与高可靠吸附、压接机构,直接决定热量能否稳定进入冷却系统。

制冷层:自研与定制化Chiller平台,围绕整机布局、管路、能耗和动态响应进行专项优化。

控制层:全自研智能温控平台,软硬件全自研,策略升级和客户定制。

工程层:与Handler的节拍、空间、维护、能耗、安全互锁深度集成,实现量产级协同。

在这一系统架构中,有两个关键技术模块尤为值得关注:ATC温控头与智能温控平台。它们分别从硬件执行和算法控制两个维度,构成了金海通解决方案的核心竞争力。

持续升级迭代ATC温控头 + 智能温控平台

ATC温控头是一个多层、多模块高度集成的结构,同时解决热交换、压力传递、结构刚度、浮动适应、空间集成等问题。为在有限空间内实现极致冷却能力,金海通通过多相流CFD仿真优化流道结构和热交换效率,并在设计阶段引入控制动态仿真,对系统动态响应进行前置验证。针对大尺寸芯片,采用浮动压接、分区适配等方式,提升面对翘曲时的贴合能力,降低热接触失效风险。

如果说温控头是系统的“肌肉”,那么智能温控平台就是系统的“大脑”。这是金海通从“硬件控温”走向“算法控温”的关键。平台支持多点控温、多区独立控温,并引入MPC多目标优化控制算法,在不同区域Tc、Tj安全边界、响应速度等多个目标之间做综合优化。这一能力,正是未来应对AI芯片复杂工况的核心所在。

演讲最后,巩钰总结道:先进封装让热问题成为测试稳定性的核心变量,传统单点方案已面临瓶颈。测试分选设备必须从单点控温升级为ATC、Chiller、压接、吸附、节拍协同的系统平台。金海通将持续围绕高功率、高响应、多区控温、整机节能等技术方向,与行业伙伴共同推进测试设备的产业协同与技术创新。


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