EXFO與趨勢共舞，領(lǐng)頭PIC測試的五大市場(chǎng)預測

  ICC訊 光子集成電路（PIC）的測試要求非常復雜，因此需要測試流程完全自動(dòng)化的解決方案，以提高測試的精準度、速度和可重復性。EXFO 的測試與測量專(zhuān)家不斷探索能夠讓測試系統符合未來(lái)發(fā)展方向的方法，以便在待測設備的數量增加時(shí)，EXFO 的測試平臺能夠隨之擴展。

  EXFO 產(chǎn)品線(xiàn)經(jīng)理

  Francois Couny

  得益于光耦合技術(shù)的最新進(jìn)展，在量產(chǎn)環(huán)境中對集成光子器件進(jìn)行晶圓級測試具備了商業(yè)可行性。但生產(chǎn)制造商現在面臨著(zhù)光子器件的量產(chǎn)問(wèn)題，這是因為各行各業(yè)各類(lèi)應用對光子器件的需求出現激增。鑒于這些應用的性質(zhì)比較特別，因此不管面臨多大的生產(chǎn)壓力，廠(chǎng)商都必須保證產(chǎn)品的端到端可靠性。

  目前，在生產(chǎn)階段存在一些與器件量產(chǎn)和組裝以及測試有關(guān)的瓶頸問(wèn)題。例如，在設計采用新傳輸技術(shù)的光模塊時(shí)，會(huì )面臨光子集成電路性能測試方面的挑戰，需要支持下一代測試的可擴展測試平臺。

  總的來(lái)說(shuō)，PIC廠(chǎng)商需要在研發(fā)和生產(chǎn)環(huán)境中都能夠使用自己的測試設備進(jìn)行測試。這些測試設備必須能夠進(jìn)行速度快、可重復性和可靠性很高的測試。需要有靈活、模塊化的方法來(lái)擴大生產(chǎn)，同時(shí)滿(mǎn)足不斷變化的要求，從而在未來(lái)幾年內將資本支出（CAPEX）的回報最大化。

  為了達到這樣的測試性能，各大公司紛紛開(kāi)始將更多的器件生產(chǎn)流程自動(dòng)化，并采用新技術(shù)和解決方案，以便最大限度地提高生產(chǎn)效率。有關(guān)各方在早期開(kāi)發(fā)階段就開(kāi)始合作，共同開(kāi)發(fā)涵蓋從研發(fā)到生產(chǎn)各個(gè)階段的端到端解決方案來(lái)應對新挑戰——這些解決方案非常靈活、可擴展且面向未來(lái)。

  歸根結底，需要明智地進(jìn)行設備投資，以確保這些投資無(wú)論現在還是未來(lái)，都正確合理。

  隨著(zhù)光子器件測試不斷發(fā)展，業(yè)界注意到端到端的PIC測試出現一些了重大趨勢，涵蓋從設計到部署的各個(gè)階段。PIC測試的五大趨勢如下：

  趨勢一   自動(dòng)化

  · 為了解決瓶頸問(wèn)題，生產(chǎn)制造商開(kāi)始盡可能地采用自動(dòng)化，以降低測試任務(wù)的技術(shù)性，并在不同測試階段優(yōu)化特別緊急的測試任務(wù)。

  預計高速數據中心和5G網(wǎng)絡(luò )等應用中將采用大量的集成光子器件，從而帶來(lái)了迫切的自動(dòng)化測試要求。這將有助于提高集成光子器件的質(zhì)量和產(chǎn)量，并降低測試操作的技術(shù)性。

  自動(dòng)化對晶圓級測試流程更為關(guān)鍵，在這個(gè)測試流程中，找出狀況良好的裸片至關(guān)重要，從而確定每個(gè)芯片的未來(lái)，并避免花費大量的時(shí)間和成本組裝有缺陷的器件。PIC的測試過(guò)程必須快速、可靠且完全可擴展，以便通過(guò)自動(dòng)化工具與設計來(lái)滿(mǎn)足更多的相關(guān)測試要求。

  只要有全面的自動(dòng)化工具，用戶(hù)就可以控制測試設備，并將其集成到研究測試或產(chǎn)線(xiàn)測試系統中。這么做的目標是將整個(gè)流程完全自動(dòng)化，以加載和測試晶圓，最終提供完整、可靠的通過(guò)或未通過(guò)判定結果。

  趨勢二   針對測試設計

  · 從設計階段到生產(chǎn)階段，測試都是要首先考慮的因素，以便每次測試都能節省寶貴的時(shí)間，并簡(jiǎn)化測試流程，從而最大限度地提高投資回報。

  每個(gè)階段都需要進(jìn)行高效精準的測試，這些給生產(chǎn)制造商帶來(lái)了挑戰。

  今年出現的另一個(gè)重大趨勢是思維方式的轉變，即從將測試當作組裝和封裝階段的附帶操作，轉變?yōu)閺淖钤绲脑O計規劃階段就開(kāi)始考慮測試，從而強化晶圓和裸片級測試能力。

  在器件設計階段，需要考慮到測試點(diǎn)和測試能力是非常重要的。這包括測試需求及測試類(lèi)型評估，測試和輸入點(diǎn)位置，以及在生產(chǎn)和實(shí)際測試之前，進(jìn)行“如何測試”的模擬及仿真等內容。

  針對測試進(jìn)行設計而不是在生產(chǎn)后再考慮測試還可以簡(jiǎn)化任務(wù)，使經(jīng)過(guò)培訓的操作人員，而不僅僅是技術(shù)純熟的研發(fā)工程師也可以進(jìn)行測試。

  此外，可以通過(guò)減少對準要求和允許同時(shí)測試來(lái)節約成本，從而顯著(zhù)加快測試流程。這種優(yōu)化不僅對進(jìn)行裸片級測試以鑒定各個(gè)器件的參數至關(guān)重要，而且對功能測試和質(zhì)量控制也至關(guān)重要，從而確保符合行業(yè)規范和標準。

  因此，測試需要非常全面，無(wú)論在哪里進(jìn)行測試，都需要采用端到端的解決方案，以提供可重復和精準的測試結果。

  趨勢三   定制化

  · 每個(gè)PIC都獨一無(wú)二，為特定的應用量身定制。測試環(huán)境必須易于定制，并能夠快速重新配置，以?xún)?yōu)化測試流程。

  網(wǎng)絡(luò )設備制造商（NEM）等廠(chǎng)商正朝著(zhù)開(kāi)發(fā)定制化解決方案的方向發(fā)展，以滿(mǎn)足每種設置的特定需求。EXFO的儀表適合許多PIC測試配置，因此可以輕松地將其自動(dòng)化并集成到測試解決方案中。

  EXFO PIC測試解決方案的核心是CTP10模塊化無(wú)源光器件測試平臺，不管被測設備具備什么樣的光譜特性，該平臺都可以在整個(gè)電信波長(cháng)范圍內提供可靠、高質(zhì)量的插損（IL）、回損（RL）或偏振相關(guān)損耗（PDL）測量。它可以結合EXFO的T100S-HP系列掃頻可調諧激光器，在幾秒鐘內完成這些測量。

  憑借其模塊化配置，CTP10被用來(lái)鑒定在5G網(wǎng)絡(luò )基礎設施和PIC中越來(lái)越常見(jiàn)的大端口數器件。CTP10可安裝多個(gè)熱插拔模塊并配備強大的圖形用戶(hù)界面，能夠快速重新配置測試，增加新功能或測量能力；它還可以方便地導出和分析所有采集的光譜曲線(xiàn)。

  借助該儀表，光器件生產(chǎn)制造商可以專(zhuān)注于產(chǎn)品生產(chǎn)，并減少測試配置時(shí)間。它還提供了從一個(gè)模塊到另一個(gè)模塊，甚至從一個(gè)器件到另一個(gè)器件的測試所需的靈活性。

  趨勢四   集成

  · 為了滿(mǎn)足從基本參數測量到全功能鑒定的所有測試需求，生產(chǎn)制造商開(kāi)始混搭使用來(lái)自不同廠(chǎng)商的模塊化儀表。

  生產(chǎn)制造商需要一種能夠無(wú)縫集成多種技術(shù)的解決方案，用于其定制化的測試設置。通常，需要將最先進(jìn)的設備，如超高精度對準系統、防撞傳感器、溫度控制、機器視覺(jué)、電子測試設備和光子器件等都集成到一個(gè)簡(jiǎn)單易用的界面中。

  為了簡(jiǎn)化光子前端的集成，EXFO的PIC測試平臺被設計成集成到PIC測試處理系統中，包括基于高速光電探測器的第一束光搜索和光纖到光柵耦合器對準優(yōu)化。

  趨勢五   協(xié)作

  · 為了提供靈活、可擴展且面向未來(lái)的端到端解決方案以保護資本支出，行業(yè)參與者開(kāi)始攜手合作，共同創(chuàng )新。如果順應這些趨勢，就可以在需要的時(shí)候為PIC生態(tài)系統帶來(lái)創(chuàng )新、成本更低的解決方案。

  業(yè)內的一個(gè)主要趨勢是廠(chǎng)商和合作伙伴密切協(xié)作，針對產(chǎn)線(xiàn)優(yōu)化測試解決方案。與大多數新技術(shù)一樣，打造一款全面的解決方案需要多個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識。

  因此，EXFO與Hewlett-Packard Enterprise（HPE）和 MPICorporation 聯(lián)手，將先進(jìn)、互通的測量技術(shù)結合起來(lái)，應對光器件測試帶來(lái)的挑戰。

  EXFO 還展示了與器件制造商 AEPONYX 和集成的光電檢測系統開(kāi)發(fā)商 Maple Leaf Photonics（MLP）進(jìn)行PIC測試的互通性。

  所設計出來(lái)的定制化解決方案為PIC設計和測試的未來(lái)發(fā)展奠定了基礎。

歐洲光電子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（EPIC）支持多廠(chǎng)商協(xié)作

  許多致力于推動(dòng)該行業(yè)向前發(fā)展的廠(chǎng)商，包括EXFO在內，加入了多個(gè)全球聯(lián)盟，如美國制造集成光子學(xué)研究所（AIM Photonics）、歐洲光電子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（EPIC）和LUX光子學(xué)聯(lián)合會(huì )（LUX Photonics），以開(kāi)展協(xié)作。

  EPIC致力于促進(jìn)光電子領(lǐng)域相關(guān)組織的可持續發(fā)展。它通過(guò)維護強大的網(wǎng)絡(luò )，并作為技術(shù)和商業(yè)進(jìn)步的催化劑和促進(jìn)者，培育出一個(gè)充滿(mǎn)活力的光子生態(tài)系統。

  EPIC 研發(fā)經(jīng)理Ana González博士說(shuō)：

  “光子集成電路通過(guò)在單個(gè)芯片中集成不同的設備，增加產(chǎn)品的功能，降低制造成本和能耗，同時(shí)提高其性能。正因為如此，PIC在醫療、環(huán)境和光通信等不同領(lǐng)域得到了應用，生產(chǎn)制造商也紛紛將重點(diǎn)放在量產(chǎn)上。

  在這種情況下，需要對大量的PIC進(jìn)行測試和鑒定。然而，提高產(chǎn)量的工藝尚未開(kāi)發(fā)出來(lái)，而目前的技術(shù)非常耗時(shí)且自動(dòng)化水平很低。

  EPIC 將 EXFO、AEPONYX 和 MLP 的合作視為業(yè)界的一個(gè)范例，它巧妙地解決復雜的芯片測試問(wèn)題并推動(dòng)光器件發(fā)展，是光通信市場(chǎng)的一個(gè)重要突破。”

  有遠見(jiàn)的廠(chǎng)商開(kāi)始根據從 EPIC 等行業(yè)聯(lián)盟獲得的共識制定未來(lái) PIC 測試發(fā)展的技術(shù)路線(xiàn)圖，使器件生產(chǎn)制造商能夠為今天和未來(lái)做出最佳選擇。