7/17/2025, Optical Fiber Online News, gedreven door de snelle evolutie van AI grote modellen en computing infrastructuur,Het intelligente computercentrum versnelt naar een nieuw tijdperk van interconnectie met "licht als kern"Fotonische geïntegreerde schakelingen (PIC's) zijn een belangrijke technologie geworden die high-performance computing ondersteunt vanwege hun voordelen van hoge bandbreedte, laag stroomverbruik en kleine grootte.de knelpunt die de grootschalige toepassing van PIC's beperkt, is niet in het ontwerpTraditionele modulaire testen kunnen niet langer voldoen aan de eisen voor consistentie en rendement van siliciumoptische chips.Het is een belangrijke weg geworden om de productiecapaciteit te verbeteren en de implementatie van applicaties te versnellen..

Dit artikel zal een diepgaande analyse van de ontwikkelingstrends en testuitdagingen van de PIC-interconnectie bevatten,en de toepassingsmogelijkheden van het geautomatiseerde sondeplatform EXFO OPAL onderzoeken bij het testen van de randkoppeling op waferniveau, die bijdragen tot de grootschalige en efficiënte implementatie van fotonische geïntegreerde chips.

AI-gedreven knelpunten en testproblemen

Achtergrond van de industrie
In de afgelopen jaren is de schaal van AI-grote modelparameters exponentieel toegenomen, GPU-berekeningscapaciteit is blijven stijgen, terwijl de netwerkbandbreedte slechts 1,4 keer is toegenomen,met een significant "schaarverschil"Het netwerk wordt de belangrijkste knelpunt die de efficiëntie van intelligente computercentra beperkt.met name op basis van PIC gebaseerde parallellarchitecturen voor hogesnelheid, wordt gezien als een belangrijke weg om knelpunten te doorbreken.

De grote implementatie van PIC's wordt echter geconfronteerd met ernstige uitdagingen, vooral in het testproces.de schaal van de integratie en het aantal kanalen zijn gestegen, met drie grote problemen:
Hoge fabricagekomplexiteit: een enkele chip integreert duizenden optische apparaten, met een groot gebied, meerdere kanalen en complexe functionele koppeling;

Dramatische toename van de testmoeilijkheden: de traditionele testfase op moduleniveau loopt achter, wat gemakkelijk materiaal- en procesverspilling kan veroorzaken, en het is moeilijk om een gesloten kringloop te regelen.

Verhoogd rendementsrisico: Het ontbreken van functionele verificatie van systemen op waferniveau leidt tot de blootstelling van defecte chips in de latere stadia van het proces, waardoor het tempo van de massaproductie vertraagd wordt.

Volgens de statistieken is de kosten van TAP (test, assemblage en verpakking) goed voor meer dan 80% van de productiekosten van PIC-chips.die veel hoger is dan die van traditionele elektrische chips.

Van parameterverificatie tot garantie van de systeemfunctie

Testsysteem
Om te zorgen voor een stabiele prestaties en productieopbrengst van PIC-chips in applicaties met een hoge complexiteit, verloopt optische testen het hele proces van de ontwerpverificatie tot de levering van de module.Volgens de verschillende testfasen en doeleinden, kan het worden onderverdeeld in drie fasen en twee soorten methoden.

Drie belangrijke testfasen:
Waferniveau-testen: het snijden en verpakken van chips uitvoeren om zich te concentreren op basisoptische parameters zoals insertieverlies (IL) en polarisatieverlies (PDL) om defecte chips vroegtijdig te screenen,verbetering van de opbrengst, en controle kosten.

Tests op pakketniveau: na de chipverpakking om de invloed van koppelingsdoeltreffendheid, verpakkingsspanning en andere factoren op de prestaties te verifiëren,is de belangrijkste schakel tussen front-end productie en back-end systeemintegratie.

Test op moduleniveau: voor complete modules (zoals OSFP/QSFP) wordt met de test op systeemniveau gecontroleerd op indicatoren zoals bit error rate (BER), eye diagram, TDECQ en zendvermogen.wat een laatste kwaliteitsinspectie is voordat de fabriek wordt verlaten.

Twee soorten testmethoden:
Parametertesten: met de nadruk op de structuur van het apparaat en de materiaalkenmerken, zoals bandbreedte, verlies, responssnelheid, enz., worden vaak gebruikt voor ontwerpverificatie en procesoptimalisatie;

Functioneel testen: simuleren van de werkelijke toepassingsomgeving om de algehele prestaties van de chip bij specifieke golflengten, snelheden en modulatieformaten te evalueren;zoals bitfouten en signaal-ruisverhouding.

Het wetenschappelijk opdelen van de testfasen en het matchen van passende testmethoden is een belangrijke strategie geworden om de efficiëntie en consistentie van de productie van PIC's te verbeteren.Vooral in de massaproductiefaseIn de eerste plaats is het de bedoeling van de Europese Commissie om de ontwikkeling van de technologieën op het gebied van het gebruik van wafers te bevorderen.

Functioneel testen gaat verder en de verificatie op waferniveau wordt de focus

Technologische ontwikkelingen
Met de voortdurende verbetering van PIC chip integratie, complexiteit en toepassingsscenario's,de industrie heeft een consensus gevormd dat functionele testen op systeemniveau moeten gaan van het traditionele module-stadium naar het verpakkings- en zelfs waferstadiumDeze trend is niet alleen het resultaat van de technologische evolutie, maar ook de manier om de opbrengst te garanderen, de kosten te beheersen en een kwalitatief hoogwaardige levering te bereiken.

Waarom moeten de proeven worden uitgesteld?

Door testen van tevoren te doen, kunnen functionele defecten vroeg in de productie worden geïdentificeerd, kan worden voorkomen dat defecte chips in kostbare processen terechtkomen en kunnen herwerkingen en afval fundamenteel worden verminderd.Bijzondere voordelen zijn::
Kostenbeheersing: vroegtijdige screening van defecte producten om grote verliezen in de verpakkings- en assemblagefase te verminderen;

Verbetering van de efficiëntie: stroomlijning van het testproces op moduleniveau en versnelling van de levering van producten;

Kwaliteitsborging: vroegtijdige detectie van afwijkingen op systeemniveau om de consistentie en betrouwbaarheid van de chip te verbeteren;

Proces gesloten lus: Test data feedback naar het productieproces om ontwerp en proces continue optimalisatie te helpen.

Technische uitdagingen van vooruitziende tests:
Ondanks de duidelijke trends zijn er nog steeds aanzienlijke uitdagingen bij het bereiken van functionele verificatie op waferniveau, waaronder:
Moeilijke hoge-precisie koppeling: het is noodzakelijk om een meerkanaals, grote-array en laag insetverlies randkoppeling te bereiken,waarin betere eisen worden gesteld aan de nauwkeurigheid en herhaalbaarheid van de uitlijning.

Complexe indexmeting: nauwkeurige meting van belangrijke indicatoren op systeemniveau, zoals BER, TDECQ, Q-factor, IL, RL, PDL, enz.;

Hoge platformcompatibiliteit: het testplatform moet worden aangepast aan verschillende materialen (Si, InP, LiNbO3) en verpakkingsvormen (CPO, MCM, enz.);

Hoge vraag naar automatisering en intelligentie: Het is noodzakelijk om parallelle kanaalcontrole, real-time gegevensverzameling en koppeling te ondersteunen om "testen en aanpassen" en "online optimalisatie" te bereiken.

Met de voortdurende verbetering van de kanaaldichtheid en de transmissie snelheid is functionele testen op waferniveau niet alleen een krachtig instrument om de kosten te beheersen,Het is ook een kerncapaciteit om de opbrengst en de grootschalige levering te garanderen.Voor de toekomst moet de industrie dringend een flexibel geautomatiseerd testplatform opbouwen dat multi-stage, multi-channel, multi-technologie en multi-technologie ondersteunt.en multi-couplage-formulieren om de uitgebreide modernisering van het PIC-testsysteem te bevorderen.

EXFO heeft een PIC-intelligent testplatformsysteem gebouwd

oplossing
Om te voldoen aan de behoeften van functionele test, verificatie op waferniveau en massaproductieEXFO lanceerde de OPAL-serie van geautomatiseerde sondeplatforms om een end-to-end testsysteem te bouwen van wetenschappelijke verificatie tot batchleveringHet platform beschikt over een hoge mate van automatisering, modulariteit en flexibele uitbreidingsmogelijkheden, ondersteunt multi-package vorm testen en multi-optische koppeling van single die tot 300 mm wafers,en opent de gesloten kringloop van wafer-package-module testen, dat een essentieel instrument is om fotonische chips van hoge kwaliteit te leveren.

1. Multi-pakket vorm ondersteuning: OPAL serie sonde station
OPAL-EC-testplatform voor de test van de randkoppeling op waferniveau
Speciaal gebouwd voor geautomatiseerde testen van de randkoppeling op waferniveau.Integreert nanoschaal uitlijningsmodules, bovenste en onderste dubbelcamerasystemen en autofocusnavigatiefuncties en heeft een uitlijningsresolutie van 0,5 nm en een positioneringsnauwkeurigheid van 3 nm,een aanzienlijke verbetering van de koppelingsefficiëntie en de testconsistentie.

Typische toepassingen: batchtest van apparaten op waferniveau, zoals siliciumoptische modulatoren en MRR's; grootschalige PIC-screening en verificatie van AI-, communicatie- en sensorscenario's;Vinnige verificatie van meerdere havens, een hoge dichtheid van de wafer-niveau rand koppeling.

Dit is een video, ga naar de link naar de overeenkomstige inhoud van het artikel om te bekijken
OPAL-MDŽA een multi-chip testplatform dat O&O en massaproductie verbindt
Het is geschikt voor multi-die- of complexe pakkettest (zoals MCM, CPO) en is geschikt voor proefproeven en massaproductie van spinballs in kleine hoeveelheden.Het platform ondersteunt multi-chip parallel testen, ingebouwde PILOT automatiseringsbesturingssoftware, die het gehele proces van chipleiding, kalibratie, uitvoering en gegevensanalyse omvat,en beschikt over flexibele configuratiemogelijkheden om te voldoen aan de batchverificatiebehoeften van complexe verpakkingsstructuren.

Typische toepassingen: MPW tape-out project en multi-chip geïntegreerde module evaluatie; high-speed CPO en complexe verpakkingsfunctietests; telecommunicatie modules, autonome rijvelden,enz..

OPAL-SD is een flexibel platform voor wetenschappelijk onderzoek en validatie in kleine hoeveelheden.

Een halfgeautomatiseerd sondeplatform voor universiteiten, onderzoeksinstellingen en start-upteams.geschikt voor snelle verificatie van optische/elektrische functies op één chip en in kleine partijenHet platform ondersteunt handmatige en semi-automatische bediening en is uitgerust met modulaire optische/elektrische sondes voor nauwkeurige uitlijning en flexibele schakeling.Ingebouwde PILOT-testsoftware ondersteunt basis automatische besturing, dataverwerving en -analyse, waardoor het een ideale keuze is voor de verificatie van wetenschappelijk onderzoek en de incubatie van technologie.

Typische toepassingen: vroege ontwerpbeoordeling en functionele verificatie van PIC-chips; onderwijs-experimenten, technologie-incubatie en procesonderzoek; academisch onderzoek,opstart-ontwikkelingstests met een laag volume.

Dit is een video, ga naar de link naar de overeenkomstige inhoud van het artikel om te bekijken

2. PILOT Software Platform: een op gegevens gebaseerd intelligent testcentrum

PILOT is EXFO's kernbesturingssoftware die speciaal is gebouwd voor het OPAL-sondeplatform.en bouwt een geautomatiseerdeDe modulaire architectuur en de sterke interoperabiliteit ondersteunen het volledige testproces van een enkele matrijs tot een wafer, van O&O tot de productielijn.De kerncompetenties zijn onder meer::

Procesautomatisering en gezamenlijke beheersing van apparatuur: automatisch lezen van CAD-tekening, identificeren van die lay-outs en koppelen van lasers, bitfoutmeters,meters en andere apparatuur om de gehele procesregeling van de uitlijning te bereiken, kalibratie en verwerving.

Flexibel scripting en gelijktijdige planning: de ingebouwde sequencer-module ondersteunt Python/Excel scripting, multi-threaded parallelisme en testsequence scheduling,aanpassing aan meerkanaalscenario's.

gestructureerd gegevensbeheer: ingebouwde cloud/lokale database voor het centraliseren van het beheer van testplannen, componentendefinities, configuratieparameters en testresultaten,en ondersteuning van multi-site samenwerking en traceerbare gegevensanalyse.

AI-gedreven skip test optimalisatie: PILOT is compatibel met AI-tools die modellen kunnen trainen en implementeren, defectenpatronen kunnen identificeren, resultaten kunnen voorspellen en redundante tests intelligent kunnen overslaan.een aanzienlijke verbetering van de opbrengst en de testdoeltreffendheid.

Sterk interoperabiliteits-ecosysteem: het kan naadloos worden geïntegreerd met Excel, MATLAB, Power BI en andere hulpmiddelen om gebruikers te helpen efficiënt gegevensanalyse en rapportage te voltooien.
Het PILOT-platform heeft echt de sprong gerealiseerd van "statische verificatie" naar "dynamische parameter aanpassing", van "single point testing" naar "process collaboration",en is de kern software hub die de industrialisatie van wafer-niveau PIC chip geautomatiseerd testen ondersteunt.

Gestructureerd gegevensbeheer: Gebouwd in cloud/lokale databases, dat centraal beheer van testplannen, componentdefinities, configuratieparameters en testresultaten mogelijk maakt,ondersteuning van samenwerking op meerdere locaties en analyse van traceerbare gegevens.

AI-gedreven overslaan test optimalisatie: PILOT is compatibel met AI-tools en kan modellen trainen en implementeren om defectenpatronen te identificeren, resultaten te voorspellen, redundante tests intelligent te overslaan,en de opbrengst en testdoeltreffendheid aanzienlijk verbeteren.

Sterk interoperabiliteits-ecosysteem: kan naadloos worden geïntegreerd met hulpmiddelen zoals Excel, MATLAB, Power BI, enz., waardoor gebruikers efficiënt gegevensanalyse en rapportage kunnen voltooien.
Het PILOT-platform heeft werkelijk een overgang bereikt van "statische verificatie" naar "dynamische parameter tuning" en van "single point testing" naar "process collaboration",en is de kern software hub ondersteunen van de industrialisatie van wafer niveau PIC chip automatisering testen.

3. CTP10-testplatform: functionele testmachine met hoge precisie
CTP10 is een door EXFO gelanceerd testplatform voor fotonische apparaten met hoge prestaties, speciaal ontworpen voor micro-ringresonatoren MZI、Het ontwerp voor de verificatie van parameters van passieve en actieve apparaten zoals filters en VOA's heeft de voordelen van een hoge precisieHet is een van de belangrijkste testmotoren voor de functionele verificatie van PIC.
Subpicometerresolutie: ondersteunt 20 fm spectraalscanning om te voldoen aan de precieze frequentiedomeinresponstest van high-Q micro-ringapparaten;

Ultrabreede golflengte dekking: 1240-1680 nm volle banddekking, geschikt voor meerdere toepassingsscenario's zoals telecommunicatie, datacommunicatie en biosensing;

Ultrahoog dynamisch bereik: > 70 dB dynamisch bereik voor insetverlies, in staat om meerdere parameters zoals IL, PDL en spectrale respons in één scan te meten;

Ondersteuning van een multi-kanaal-array: ondersteunt parallelle metingen van meer dan 100 kanalen, geschikt voor apparaten met een hoge dichtheid, zoals AWG en optische schakelaars;

Laserstabiliteit en traceerbaarheidskalibratie: ingebouwd in DFB-laser- en vermogenskalibratie-module, waardoor outputstabiliteit en volledige traceerbaarheid van procesgegevens worden bereikt.

CTP10 heeft een modulair ontwerp, ondersteunt dubbele besturing van SCPI commandolijn en GUI grafische interface, en integreert naadloos met PILOT software.proef- en massaproductieomgevingen, en is de benchmark-oplossing in de huidige PIC-tests die nauwkeurigheid, snelheid en schaalbaarheid combineert.

Met de voortdurende toename van de integratie en complexiteit van PIC-chips gaat het testen van de traditionele "post-validatie" naar "pre-embedding".CTP10 meetplatform, en PILOT-software voor automatisering om een intelligent testsysteem te bouwen dat wafers aan systemen omvat, met een hoge precisie koppeling, multi-kanaal parallelisme, AI-geassisteerde analyse,en op gegevens gebaseerde besluitvormingIn het kader van de trend van de teststrategie die vooruitgaat, is het mogelijk om de overstap van PIC-chips van het laboratorium naar grootschalige toepassingen te versnellen.Het testen evolueert van een hulpmiddel naar een centrale kracht die de optimalisatie van fotonproductieprocessen en samenwerking met de industrie drijft..