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化的解決方案，以提高測試的精準度、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，EXFO 的測試平臺能夠隨之擴展。

  EXFO 產(chǎn)品線經(jīng)理

  Francois Couny

  得益于光耦合技術(shù)的最新進展，在量產(chǎn)環(huán)境中對集成光子器件進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，這是因為各行各業(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)計采用新傳輸技術(shù)的光模塊時，會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展測試平臺。

  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)備進行測試。這些測試設(shè)備必須能夠進行速度快、可重復(fù)性和可靠性很高的測試。需要有靈活、模塊化的方法來擴大生產(chǎn)，同時滿足不斷變化的要求，從而在未來幾年內(nèi)將資本支出（CAPEX）的回報最大化。

  為了達到這樣的測試性能，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、可擴展且面向未來。

  歸根結(jié)底，需要明智地進行設(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)計到部署的各個階段。PIC測試的五大趨勢如下：

  趨勢一   自動化

  · 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。

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

  只要有全面的自動化工具，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。這么做的目標是將整個流程完全自動化，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

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

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

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

  在器件設(shè)計階段，需要考慮到測試點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，測試和輸入點位置，以及在生產(chǎn)和實際測試之前，進行“如何測試”的模擬及仿真等內(nèi)容。

  針對測試進行設(shè)計而不是在生產(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)工程師也可以進行測試。

  此外，可以通過減少對準要求和允許同時測試來節(jié)約成本，從而顯著加快測試流程。這種優(yōu)化不僅對進行裸片級測試以鑒定各個器件的參數(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)范和標準。

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

  趨勢三   定制化

  · 每個PIC都獨一無二，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，不管被測設(shè)備具備什么樣的光譜特性，該平臺都可以在整個電信波長范圍內(nèi)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(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可安裝多個熱插拔模塊并配備強大的圖形用戶界面，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)，并減少測試配置時間。它還提供了從一個模塊到另一個模塊，甚至從一個器件到另一個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，需要將最先進的設(shè)備，如超高精度對準系統(tǒng)、防撞傳感器、溫度控制、機器視覺、電子測試設(shè)備和光子器件等都集成到一個簡單易用的界面中。

  為了簡化光子前端的集成，EXFO的PIC測試平臺被設(shè)計成集成到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優(yōu)化。

  趨勢五   協(xié)作

  · 為了提供靈活、可擴展且面向未來的端到端解決方案以保護資本支出，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，就可以在需要的時候為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領(lǐng)域的專業(yè)知識。

  因此，EXFO與Hewlett-Packard Enterprise（HPE）和 MPICorporation 聯(lián)手，將先進、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）進行PIC測試的互通性。

  所設(shè)計出來的定制化解決方案為PIC設(shè)計和測試的未來發(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

  許多致力于推動該行業(yè)向前發(fā)展的廠商，包括EXFO在內(nèi)，加入了多個全球聯(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（LUX Photonics），以開展協(xié)作。

  EPIC致力于促進光電子領(lǐng)域相關(guān)組織的可持續(xù)發(fā)展。它通過維護強大的網(wǎng)絡(luò)，并作為技術(shù)和商業(yè)進步的催化劑和促進者，培育出一個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，同時提高其性能。正因為如此，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放在量產(chǎn)上。

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

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

  有遠見的廠商開始根據(jù)從 EPIC 等行業(yè)聯(lián)盟獲得的共識制定未來 PIC 測試發(fā)展的技術(shù)路線圖，使器件生產(chǎn)制造商能夠為今天和未來做出最佳選擇。