EXFO與趨勢共舞，領(lǐng)頭PIC測試的五大市場預(yù)測

  ICC訊 光子集成電路（PIC）的測試要求非常復(fù)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(zhǔn)度、速度和可重復(fù)性。EXFO 的測試與測量專家不斷探索能夠讓測試系統(tǒng)符合未來發(fā)展方向的方法，以便在待測設(shè)備的數(shù)量增加時(shí)，EXFO 的測試平臺(tái)能夠隨之?dāng)U展。

  EXFO 產(chǎn)品線經(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(xiàn)在面臨著光子器件的量產(chǎn)問題，這是因?yàn)楦餍懈鳂I(yè)各類應(yīng)用對光子器件的需求出現(xiàn)激增。鑒于這些應(yīng)用的性質(zhì)比較特別，因此不管面臨多大的生產(chǎn)壓力，廠商都必須保證產(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)的瓶頸問題。例如，在設(shè)計(jì)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(zhàn)，需要支持下一代測試的可擴(kuò)展測試平臺(tái)。

  總的來說，PIC廠商需要在研發(fā)和生產(chǎn)環(huán)境中都能夠使用自己的測試設(shè)備進(jìn)行測試。這些測試設(shè)備必須能夠進(jìn)行速度快、可重復(fù)性和可靠性很高的測試。需要有靈活、模塊化的方法來擴(kuò)大生產(chǎn)，同時(shí)滿足不斷變化的要求，從而在未來幾年內(nèi)將資本支出（CAPEX）的回報(bào)最大化。

  為了達(dá)到這樣的測試性能，各大公司紛紛開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)各方在早期開發(fā)階段就開始合作，共同開發(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應(yīng)對新挑戰(zhàn)——這些解決方案非常靈活、可擴(kuò)展且面向未來。

  歸根結(jié)底，需要明智地進(jìn)行設(shè)備投資，以確保這些投資無論現(xiàn)在還是未來，都正確合理。

  隨著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(xiàn)一些了重大趨勢，涵蓋從設(shè)計(jì)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

  · 為了解決瓶頸問題，生產(chǎn)制造商開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(yù)計(jì)高速數(shù)據(jù)中心和5G網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用中將采用大量的集成光子器件，從而帶來了迫切的自動(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，并避免花費(fèi)大量的時(shí)間和成本組裝有缺陷的器件。PIC的測試過程必須快速、可靠且完全可擴(kuò)展，以便通過自動(dòng)化工具與設(shè)計(jì)來滿足更多的相關(guān)測試要求。

  只要有全面的自動(dòng)化工具，用戶就可以控制測試設(shè)備，并將其集成到研究測試或產(chǎn)線測試系統(tǒng)中。這么做的目標(biāo)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、可靠的通過或未通過判定結(jié)果。

  趨勢二   針對測試設(shè)計(jì)

  · 從設(shè)計(jì)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(jié)省寶貴的時(shí)間，并簡化測試流程，從而最大限度地提高投資回報(bào)。

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

  今年出現(xiàn)的另一個(gè)重大趨勢是思維方式的轉(zhuǎn)變，即從將測試當(dāng)作組裝和封裝階段的附帶操作，轉(zhuǎn)變?yōu)閺淖钤绲脑O(shè)計(jì)規(guī)劃階段就開始考慮測試，從而強(qiáng)化晶圓和裸片級測試能力。

  在器件設(shè)計(jì)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(nèi)容。

  針對測試進(jìn)行設(shè)計(jì)而不是在生產(chǎn)后再考慮測試還可以簡化任務(wù)，使經(jīng)過培訓(xùn)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，可以通過減少對準(zhǔn)要求和允許同時(shí)測試來節(jié)約成本，從而顯著加快測試流程。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(shù)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(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

  因此，測試需要非常全面，無論在哪里進(jìn)行測試，都需要采用端到端的解決方案，以提供可重復(fù)和精準(zhǔn)的測試結(jié)果。

  趨勢三   定制化

  · 每個(gè)PIC都獨(dú)一無二，為特定的應(yīng)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，以優(yōu)化測試流程。

  網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商（NEM）等廠商正朝著開發(fā)定制化解決方案的方向發(fā)展，以滿足每種設(shè)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模塊化無源光器件測試平臺(tái)，不管被測設(shè)備具備什么樣的光譜特性，該平臺(tái)都可以在整個(gè)電信波長范圍內(nèi)提供可靠、高質(zhì)量的插損（IL）、回?fù)p（RL）或偏振相關(guān)損耗（PDL）測量。它可以結(jié)合EXFO的T100S-HP系列掃頻可調(diào)諧激光器，在幾秒鐘內(nèi)完成這些測量。

  憑借其模塊化配置，CTP10被用來鑒定在5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和PIC中越來越常見的大端口數(shù)器件。CTP10可安裝多個(gè)熱插拔模塊并配備強(qiáng)大的圖形用戶界面，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(dǎo)出和分析所有采集的光譜曲線。

  借助該儀表，光器件生產(chǎn)制造商可以專注于產(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

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

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

  為了簡化光子前端的集成，EXFO的PIC測試平臺(tái)被設(shè)計(jì)成集成到PIC測試處理系統(tǒng)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(zhǔn)優(yōu)化。

  趨勢五   協(xié)作

  · 為了提供靈活、可擴(kuò)展且面向未來的端到端解決方案以保護(hù)資本支出，行業(yè)參與者開始攜手合作，共同創(chuàng)新。如果順應(yīng)這些趨勢，就可以在需要的時(shí)候?yàn)?A href="http://m.odinmetals.com/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=PIC&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">PIC生態(tài)系統(tǒng)帶來創(chuàng)新、成本更低的解決方案。

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

  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(jié)合起來，應(yīng)對光器件測試帶來的挑戰(zhàn)。

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

  所設(shè)計(jì)出來的定制化解決方案為PIC設(shè)計(jì)和測試的未來發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

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

  許多致力于推動(dòng)該行業(yè)向前發(fā)展的廠商，包括EXFO在內(nèi)，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(xù)發(fā)展。它通過維護(hù)強(qiáng)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)充滿活力的光子生態(tài)系統(tǒng)。

  EPIC 研發(fā)經(jīng)理Ana González博士說：

  “光子集成電路通過在單個(gè)芯片中集成不同的設(shè)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?yàn)槿绱耍?A href="http://m.odinmetals.com/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=PIC&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">PIC在醫(yī)療、環(huán)境和光通信等不同領(lǐng)域得到了應(yīng)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)量的工藝尚未開發(fā)出來，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(fù)雜的芯片測試問題并推動(dòng)光器件發(fā)展，是光通信市場的一個(gè)重要突破。”

  有遠(yuǎn)見的廠商開始根據(jù)從 EPIC 等行業(yè)聯(lián)盟獲得的共識(shí)制定未來 PIC 測試發(fā)展的技術(shù)路線圖，使器件生產(chǎn)制造商能夠?yàn)榻裉旌臀磥碜龀鲎罴堰x擇。