一、VDP垂直电源模块的应用场景 VDP（Vertical Power Delivery）垂直电源模块凭借其高功率密度和低损耗特性，已成为AI数据中心、高性能计算（HPC）及电动汽车（EV）等领域的关键技术。

在AI处理器集群中，单个ASIC芯片可能需要超过1500A的峰值电流，传统横向供电方案因PCB阻抗导致的功率损耗高达50%以上，而VDP通过垂直布局将电流倍增器（如Vicor VTM™）直接置于处理器下方，使PDN（电源分配网络）损耗降低95%。

例如，Vicor的三层集成模块DCM™（Gearbox+VTM+PRM）可实现引脚到引脚的镜像供电，满足AI芯片对低噪声和高频去耦的严苛需求。 在数据中心领域，英飞凌OptiMOS™ TDM2454xx模块通过垂直电流传输将电流密度提升至2A/mm²，支持280A四相输出，有效解决高密度服务器的散热与供电难题。

Flex Power Modules的定制VPD模块更实现了670A连续电流输出，效率达86%，其43x22x6mm的紧凑尺寸可直接嵌入GPU下方，配合液体冷板实现高效散热。

二、工作原理与技术创新 VDP模块的核心设计理念是分比式架构（FPA™），通过将电源转换功能分解为稳压与电流倍增两级优化。

以Vicor方案为例：

1. PRM™稳压器：

采用零电压开关（ZVS）升降压拓扑，将40-60V输入稳压至30-50V，峰值效率达99.3%。其宽输入范围特性可适应电网波动，同时软启动功能避免浪涌冲击。

2. VTM™电流倍增器：基于正弦振幅转换器（SAC™）技术，以1MHz以上频率实现48:1的电压转换，输出阻抗低至数百微欧，可瞬间响应1000A级电流阶跃变化。其零电流/电压开关（ZCS/ZVS）技术不仅降低开关噪声，还通过电容倍增效应（如48倍变比时输出电容等效为输入电容的2300倍）大幅减少外部去耦电容需求。

3. 垂直集成设计：三层结构（Gearbox+VTM+PRM）通过BGA焊球与处理器引脚直接互联，配合高频去耦电容层，实现信号完整性与热管理的双重优化。英飞凌模块则通过嵌入式电容层和超薄电感设计，进一步提升垂直供电的电磁兼容性。

三、关键测试项与方法 VDP模块的测试需覆盖电气性能、热管理及可靠性三大维度，以下为核心测试项及标准方法：

1. 电气性能测试

输入输出特性：

效率测试：在20%-100%负载范围内，使用电源分析仪（如Keysight N6705C）测量输入输出功率，要求典型效率≥95%。

负载调整率：通过动态负载测试台（如Chroma 63800系列）模拟0%-100%负载跳变，输出电压波动需＜±1%。

纹波与噪声：使用示波器（如Tektronix DPO70000系列）在输出端并联10μF陶瓷电容，测试20MHz带宽内纹波电压≤50mVrms。

高频信号完整性：

EMI/EMC测试：

依据CISPR 22标准，在30-1000MHz频段内，传导干扰需＜30dBμV，辐射干扰≤40dBμV/m。使用频谱分析仪（如R&S FSW）配合屏蔽室进行测试。

2. 热管理测试

热阻测试：采用双界面法（JESD51-14标准），通过液冷板（如Cooling Master Plate）控制壳温，利用热电偶测量结温变化，计算结到壳热阻（Rth(j-c)）。例如，Vicor模块在100A负载下温升需＜50℃。

温度循环测试：在-40℃至125℃范围内进行500次循环（AEC-Q100标准），验证模块在极端环境下的稳定性。

3. 可靠性测试

寿命测试：高温反偏（HTOL）测试在150℃下通电1000小时，漏电流增幅需＜20%。

机械冲击与振动：依据AEC-Q100标准，模块需承受1000g冲击（半正弦波，1ms）及10-2000Hz振动（20g峰峰值）。

四、测试标准与行业规范

汽车电子：遵循AEC-Q100标准，包括85℃/85%RH湿度测试（HAST）、-40℃至150℃温度循环（TC）及高加速应力测试（HALT）。

数据中心：满足IEEE 802.3at（PoE+）标准，支持30W以上功率输出，同时需通过IEC 62040-3的UPS兼容性测试。

通用规范：JESD51-14定义热阻测试方法，CISPR 22/EN 61800-3规范EMC性能，ISO 13485适用于医疗级模块的生物相容性测试。

五、谷易电源模块测试座的关键应用 针对VDP模块的测试需求，推出了系列高精度测试解决方案：

1. 宽温域老化测试

BGA77/144老化测试座支持-55℃至155℃温度冲击，内置热电偶实时监测结温漂移，满足AEC-Q100对汽车级模块的老化要求。其钨铜合金探针插拔寿命＞50万次，单针电阻＜10mΩ，可同时测试32工位。

2. 高频信号完整性验证

采用0.35mm间距镀金探针（接触电阻＜15mΩ）和同轴连接器设计，支持40GHz以上信号传输，阻抗匹配精度±3%，可消除射频干扰。例如，测试VTM™模块的1MHz开关噪声时，插损需控制在2dB以内。

3. 自动化生产测试

集成PMBus协议的测试座可与ATE（自动测试设备）无缝对接，实现多参数并行测试。例如，谷易的BGA104pin测试座单日测试效率达10万颗，成本仅为进口方案的1/3。其板载信号调理模块还可动态补偿-55℃至125℃范围内的时序偏差，确保宽温域测试精度。

4. 可靠性筛选

针对VDP模块的高电流特性，谷易的探针卡支持单针4A持续电流，配合AI算法动态调整探针压力，避免机械疲劳导致的接触失效。在高温老化测试中，通过碳纤维基板（CTE匹配芯片封装）将对位精度控制在±5μm以内，确保测试一致性。

VDP垂直电源模块通过垂直集成与分比式架构，突破了传统供电方案的功率密度瓶颈，而谷易电源模块测试座则为其量产与可靠性验证提供了关键支撑。从AI芯片的高频去耦到电动汽车的宽温域运行，VDP技术正推动电源系统向更高效率、更低损耗的方向演进，其测试方法与标准的完善将进一步加速这一进程。