本文成文于2025年9月中，我在翻资料的时候想了下，之前专栏提到的导热材料原厂不喜欢拿芯片实测导热性能和对应的导热材料抗泵出性能难以准确的量化测试，其本质原因都是一个，量产芯片内部的温度不太好测准。

自问自答1：导热材料原厂们为啥不喜欢用实际芯片测导热性能？​

自问自答3（下）：导热材料抗泵出能力咋测？略矛盾，通行方法太间接，实测的又不够准​

既然量产芯片不太好解决测温精度，那专门为解决此问题开发一款专用芯片呢？我查了下资料，好像还真可以。

首先自问自答两个简单的问题：

问题1：大多数芯片是如何测温的？

答：使用芯片内部的测温二极管或者热敏电阻。高性能芯片中用测温二极管的居多，因为测温二极管可以把面积控制的很小，对于芯片来说，面积=钱。

具体方法有知乎老哥写了不错的回答，简而言之，通过测芯片内部BJT或者热敏电阻上的电压电流可以推出来的。

Thermal diode测量onchip温度

问题2：芯片内部测温为什么不准？

答：在之前的专栏里，我当时只是了解了芯片内测温不准，但为啥不准，我后来找到了点资料。这其实分为好几个方面。

硬件上，前面说了测温度的方法还是测特定器件的电压电流，对于数字芯片，肯定没法直接获取这些模拟量，所以必须加ADC来进行模数转换。

而在芯片内部，难以吃到制程红利来降低面积（成本）的外设有两个，一个是SRAM缓存，另一个就是模拟相关电路。所以片内的ADC性能就别太指望。我查到的一个altera的FPGA芯片内部的相关测温电路相关数据，能给个分辨率是10bit的ADC已经算非常好的了，至于ADC的那些各种性能，别太指望。得到的电压电流就不可能准。

软件上的问题相对简单，校正不足。由于内部温度主要做保护使用，所以厂商对提升精度的意愿不强烈，所以对于测温二极管特性并不会细致的逐台校正。一般也就拿小批量时候取得的平均校正数据套一下就算了。大批量生产中，内部器件特性肯定没法一致，只用一张通用表，肯定无法很准确。

硬件上无法采集准确的电压电流，软件上没有准确和细致的校正表，所以得到的温度肯定不太准确。所以有些厂子（比如TI）会出特定的专用芯片，从外部接入测温二极管，来做精细温度测量。

反过来说，使用外部测量电路+精确校正下，芯片内部的温度是能够准确获取的，这为后面的工作提供了基础。

了解完毕芯片内的温度如何测，就可以开始讨论如何测的准。答案简而言之，专门设计能精准发热，也能精准测温的芯片，它们有个专业的名字——Thermal Test Chip，热测试芯片，简称TTC。

我在查询资料的时候，发现两家厂子对自家产品的介绍比较到位，一家来自美国，叫Thermal Engineering Associates，简称TEA，另一家叫Berliner Nanotest und Design GmbH，来自德国的。下面的内容绝大多数就是他们自家的产品介绍的截取。

这个行业做的最早无疑是美国的TEA，它2000年就成立了，而且其CTO可是个半导体届的大牛——上官东恺博士，他是IEEE的Fellow，写了不少论文，做先进封装相关的研究不少。

它家的TTC的样子如下图：

稍微看下大家就知道其原理并不难，图中展示的是单个Cell的结构，每个Cell由两个发热电阻和一个测温的二极管组成，通过外部电源就可以调节发热的功率，通过测通电状态下的二极管的电流和电压，就可以知道对应点的温度。

当然这只是单个的Cell，实际的芯片是多个Cell的组合排列得到的，比如右图里面的3X3的阵列。

另一家Nanotest的TTC也大同小异。

两家最大的不同可能是测温传感器的方式，TEA用测温二极管，强调这样比较小，比较真实。

而Nanotest喜欢用电阻。

而到了用上述的TTC搭建“热测试模组”（TTV，我之前的专栏提到过的）的时候，两家的思路的不同就能比较明显的展示出来了。

TEA公司由于产品做的太早（2010年前后），所以TTV上的芯片的大小都是很小的，最大也在144mm^2,拿到现在芯片越来越大的GPU和CPU（500-900mm^2）,明显不合适。

而Nanotest由于后发优势，所以标准TTV就可以按照新时代的潮流，变得更大，更拟真。

比如现在Nanotest的主力产品TTV10，面积就有约625mm^2,拿来验证最近的大芯片，更有说服力。

除此之外，还可以模仿芯片内的主发热区+热点的模式，确实比较符合现在芯片的特点，而且这样的局部高热密度的配置，拿来测试导热的抗泵出效果也是不错的。

唯一的槽点可能是测温点不太够，这么大的芯片才16个，只能算是勉强够用。

除了TTV本体外，对应的测温工装也很重要，这工装主要是给发热点供电的电源+测温检测电路+上位机软件，这部分来说，新开发的nanotest优势更大了。

甚至连USB都是typec的，操作系统装的win11，确实很“现代”

而tea的测温工装嘛，只能说充满了时代的味道。。。。

至于TTV+ETB+控制单元咋用的，nanotest给了个例子。

我之前专栏里讨论的导热材料原厂不用芯片测性能的2个障碍——功率测量和温度测量，此TTV可以一起解决掉，所以既可以拿它评估散热器，也可以拿它评估导热材料。

实际用法上来说，上面留了intel的固定孔，可以怼intel那些标准的散热器

比如举的例子中，nanotest就玩了一招DIY高端玩家整的骚操作——核心开盖直触+分体水冷。

然后做了600次热循环，特意为了加大压力，除了主发热区外，人造了两个热点发热区，热点发热区的热密度非常大，整体发热特性有点像大CPU中的P核在跑重载。

循环中还会同步采集测试数据，很容易就能发现热点温度从90°上升到了110°。对应的导热材料应该遇到了非常强烈的泵出问题。测试的材料估计是设计年代较早的硅脂，抗泵出能力比较差。

除此以外，nanotest还画了个大饼，今年还会发布热密度更高的TTV16，这拿来测试本代和下一代的导热材料的抗泵出能力绝对是足够了的。

然后我发现竟然已经有导热材料厂开始用它做测试了，就是本频道的常客——莱尔德，已经拿它测试Tpcm7000了，当然功率150W，有点太低了。只能说下一代相变导热材料的角逐又要开始，这次希望莱尔德别又落后了。

此外希望其他做抗泵出导热材料的厂子也弄个这样的高热密度TTV进行测试，让其性能和耐久都更进一步吧