7/17/2025, Optical Fiber Online News, didorong oleh evolusi cepat dari model besar AI dan infrastruktur komputasi,pusat komputasi cerdas mempercepat menuju era baru interkoneksi dengan "cahaya sebagai inti"Fotonik sirkuit terintegrasi (PIC) telah menjadi teknologi kunci mendukung komputasi berkinerja tinggi karena keuntungan dari bandwidth tinggi, konsumsi daya rendah, dan ukuran kecil.kemacetan yang membatasi aplikasi skala besar PIC tidak ada dalam desain, tetapi dalam proses manufaktur dan pengujian. pengujian tingkat modul tradisional tidak lagi dapat memenuhi persyaratan konsistensi dan hasil chip optik silikon,dan telah menjadi jalan utama untuk meningkatkan kapasitas produksi dan mempercepat implementasi aplikasi.

Artikel ini akan memberikan analisis mendalam tentang tren pengembangan dan tantangan pengujian interkoneksi PIC,dan mengeksplorasi kemampuan aplikasi platform probe otomatis EXFO OPAL dalam pengujian kopling tepi tingkat wafer, membantu mencapai penerapan chip terpadu fotonik secara skala besar dan efisien.

Masalah konektivitas berbasis AI dan tantangan pengujian

Latar belakang industri
Dalam beberapa tahun terakhir, skala parameter model besar AI telah meningkat secara eksponensial, daya komputasi GPU terus meningkat, sementara bandwidth jaringan hanya meningkat 1,4 kali,membentuk "perbedaan gunting" yang signifikan, dan sistem jaringan menjadi hambatan inti yang membatasi efisiensi pusat komputasi cerdas.terutama arsitektur paralel kecepatan tinggi berdasarkan PIC, dipandang sebagai jalan utama untuk memecahkan kemacetan.

Namun, implementasi skala besar PIC menghadapi tantangan yang serius, terutama dalam proses pengujian.skala integrasi dan jumlah saluran telah melonjak, membawa tiga masalah utama:
Kompleksitas manufaktur yang tinggi: satu chip mengintegrasikan ribuan perangkat optik, dengan area yang besar, beberapa saluran, dan kopling fungsional yang kompleks;

Peningkatan dramatis dalam kesulitan pengujian: tahap pengujian tingkat modul tradisional tertinggal, yang dapat dengan mudah menyebabkan limbah material dan proses, dan sulit untuk mencapai kontrol loop tertutup.

Peningkatan risiko hasil: Kurangnya verifikasi fungsional dari sistem tingkat wafer menyebabkan paparan chip cacat pada tahap akhir proses, memperlambat laju produksi massal.

Menurut statistik, biaya TAP (tes, perakitan dan kemasan) telah menyumbang lebih dari 80% dari biaya pembuatan chip PIC,yang jauh lebih tinggi dari chip listrik tradisional.

Dari verifikasi parameter ke jaminan fungsi sistem

Sistem pengujian
Untuk memastikan kinerja yang stabil dan hasil manufaktur chip PIC dalam aplikasi yang sangat kompleks, pengujian optik berjalan melalui seluruh proses dari verifikasi desain hingga pengiriman modul.Menurut tahap dan tujuan pengujian yang berbeda, dapat dibagi menjadi tiga tahap dan dua jenis metode.

Tiga tahap pengujian utama:
Pengujian tingkat wafer: Melakukan pemotongan dan pengemasan chip untuk fokus pada parameter optik dasar seperti kehilangan penyisipan (IL) dan kehilangan terkait polarisasi (PDL) untuk menyaring chip yang cacat lebih awal,Meningkatkan hasil, dan biaya kontrol.

Pengujian pada tingkat paket: Melakukan setelah kemasan chip untuk memverifikasi dampak efisiensi kopling, tekanan kemasan dan faktor lain pada kinerja,adalah tautan utama yang menghubungkan manufaktur front-end dan integrasi sistem back-end.

Pengujian tingkat modul: Untuk modul lengkap (seperti OSFP/QSFP), ia memverifikasi indikator tingkat sistem seperti tingkat kesalahan bit (BER), diagram mata, TDECQ, dan daya transmisi,yang merupakan pemeriksaan kualitas akhir sebelum meninggalkan pabrik.

Dua jenis metode pengujian:
Pengujian parameter: berfokus pada struktur perangkat dan karakteristik material, seperti bandwidth, kehilangan, kecepatan respons, dll, sering digunakan untuk verifikasi desain dan pengoptimalan proses;

Pengujian fungsional: Simulasi lingkungan aplikasi nyata untuk mengevaluasi kinerja keseluruhan chip pada panjang gelombang, kecepatan, dan format modulasi tertentu,seperti tingkat kesalahan bit dan rasio sinyal ke kebisingan.

Pembagian tahap pengujian secara ilmiah dan pencocokan metode pengujian yang tepat telah menjadi strategi kunci untuk meningkatkan efisiensi dan konsistensi pembuatan PIC.Terutama pada tahap produksi massal, pengujian fungsional pada tingkat wafer menjadi titik awal penting untuk memecahkan kemacetan pengujian dan mempercepat industrialisasi.

Pengujian fungsional bergerak maju, dan verifikasi tingkat wafer menjadi fokus

Tren teknologi
Dengan peningkatan terus-menerus dari integrasi chip PIC, kompleksitas, dan skenario aplikasi,industri telah membentuk konsensus bahwa pengujian fungsional tingkat sistem harus bergerak maju dari tahap modul tradisional untuk kemasan dan bahkan tahap waferTren ini bukan hanya hasil dari evolusi teknologi, tetapi juga cara untuk memastikan hasil, mengendalikan biaya, dan mencapai pengiriman berkualitas tinggi.

Mengapa tes harus ditunda?

Mempercepat pengujian dapat mengidentifikasi cacat fungsional pada tahap awal pembuatan, mencegah chip yang cacat mengalir ke proses yang mahal, dan secara mendasar mengurangi pengolahan ulang dan limbah.Manfaat khusus meliputi::
Pengendalian biaya: skrining awal produk cacat untuk mengurangi kerugian besar pada tahap kemasan dan perakitan;

Peningkatan efisiensi: merampingkan proses pengujian tingkat modul dan mempercepat kecepatan pengiriman produk;

Penjaminan mutu: mendeteksi penyimpangan tingkat sistem lebih awal untuk meningkatkan konsistensi dan keandalan chip;

Proses loop tertutup: Uji umpan balik data ke proses manufaktur untuk membantu desain dan proses optimasi terus menerus.

Tantangan Teknis Pengujian Ke depan:
Meskipun ada tren yang jelas, masih ada tantangan yang signifikan dalam mencapai verifikasi fungsional pada tingkat wafer, termasuk:
Kopling presisi tinggi yang sulit: diperlukan untuk mencapai kopling tepi multi-saluran, array besar, dan kehilangan rendah penyisipan,yang mengemukakan persyaratan yang lebih baik untuk akurasi keselarasan dan repeatability.

Pengukuran indeks kompleks: pengukuran akurat dari indikator utama tingkat sistem seperti BER, TDECQ, faktor Q, IL, RL, PDL, dll.;

Kompatibilitas platform yang tinggi: platform uji harus disesuaikan dengan berbagai bahan (Si, InP, LiNbO3) dan bentuk kemasan (CPO, MCM, dll.);

Permintaan yang tinggi untuk otomatisasi dan intelijen: Perlu mendukung kontrol saluran paralel, pengumpulan data secara real-time dan linkage untuk mencapai "pengujian dan penyesuaian" dan "optimasi online".

Dengan peningkatan terus-menerus kepadatan saluran dan laju transmisi, pengujian fungsional pada tingkat wafer bukan hanya alat yang ampuh untuk mengendalikan biaya,tetapi juga kemampuan inti untuk memastikan hasil dan pengiriman skala besarMenghadapi masa depan, industri sangat perlu membangun platform pengujian otomatis yang fleksibel yang mendukung multi-tahap, multi-saluran,dan formulir multi-coupling untuk mempromosikan peningkatan sistem pengujian PIC secara komprehensif.

EXFO telah membangun sistem platform pengujian cerdas PIC

larutan
Untuk memenuhi kebutuhan pengujian fungsional, verifikasi tingkat wafer dan produksi massal,EXFO meluncurkan seri platform probe otomatis OPAL untuk membangun sistem pengujian end-to-end dari verifikasi ilmiah hingga pengiriman batchPlatform ini memiliki tingkat otomatisasi, modularitas dan kemampuan ekspansi yang fleksibel, mendukung pengujian bentuk multi-paket dan kopling multi-optik dari wafer mati tunggal hingga wafer 300 mm,dan membuka loop tertutup dari wafer-package-module pengujian, yang merupakan alat kunci untuk mencapai pengiriman chip fotonik berkualitas tinggi.

1. Dukungan bentuk multi-paket: stasiun probe seri OPAL
OPAL-EC platform utama uji kopling tepi tingkat wafer
Dibangun khusus untuk pengujian otomatis kopling tepi tingkat wafer. Platform ini mendukung hingga wafer 300mm, meja putar 105 ° dan kopling paralel multi-saluran,mengintegrasikan modul penyelarasan skala nano, sistem kamera ganda atas dan bawah dan fungsi navigasi autofocus dan memiliki resolusi penyelarasan 0,5nm dan akurasi penentuan posisi wafer 3nm,Meningkatkan secara signifikan efisiensi kopling dan konsistensi uji.

Aplikasi khas: pengujian batch perangkat tingkat wafer seperti modulator optik silikon dan MRR; skrining PIC skala besar dan verifikasi skenario AI, komunikasi, dan sensing;Verifikasi cepat multi-pelabuhan, kopling tepi tingkat wafer kepadatan tinggi.

Ini adalah sebuah video, silakan pergi ke tautan ke konten artikel yang sesuai untuk melihat
OPAL-MD juga merupakan platform pengujian multi-chip yang menghubungkan R&D dan produksi massal
Ini cocok untuk pengujian multi-die atau paket kompleks (seperti MCM, CPO), dan cocok untuk pengujian percontohan dan produksi massal spinball bervolume rendah.Platform ini mendukung pengujian paralel multi-chip, software kontrol otomatisasi PILOT tertanam, yang mencakup seluruh proses panduan chip, kalibrasi, pelaksanaan dan analisis data,dan memiliki kemampuan konfigurasi yang fleksibel untuk memenuhi kebutuhan verifikasi batch dari struktur kemasan yang kompleks.

Aplikasi khas: proyek MPW tape-out dan evaluasi modul terintegrasi multi-chip; pengujian CPO berkecepatan tinggi dan fungsi kemasan yang kompleks; modul telekomunikasi, bidang mengemudi otonom,dll.

OPAL-SD Fleksibel platform untuk penelitian ilmiah dan validasi volume rendah

Sebuah platform probe semi-otomatis tingkat awal untuk universitas, lembaga penelitian, dan tim startup,cocok untuk verifikasi cepat fungsi optik/listrik pada satu chip dan dalam batch kecilPlatform ini mendukung operasi manual dan semi-otomatis, dan dilengkapi dengan probe optik/listrik modular untuk penyelarasan yang tepat dan switching fleksibel.Perangkat lunak pengujian PILOT tertanam mendukung kontrol otomatis dasar, akuisisi dan analisis data, menjadikannya pilihan ideal untuk verifikasi penelitian ilmiah dan inkubasi teknologi.

Aplikasi khas: evaluasi desain awal dan verifikasi fungsional chip PIC; eksperimen pengajaran, inkubasi teknologi, dan skrining proses; penelitian akademik,pengujian pengembangan low-volume startup.

Ini adalah sebuah video, silakan pergi ke tautan ke konten artikel yang sesuai untuk melihat

2. PILOT Software Platform: Pusat pengujian cerdas berbasis data

PILOT adalah perangkat lunak kontrol inti EXFO yang dibangun khusus untuk platform probe OPAL yang berjalan melalui konfigurasi tes, kontrol peralatan, eksekusi proses, analisis data dan pembuatan laporan,dan membangun otomatisArsitektur modular dan interoperabilitas yang kuat mendukung seluruh proses pengujian dari die tunggal ke wafer, dari R&D ke jalur produksi.Kompetensi utamanya meliputi::

Otomatisasi proses dan kontrol gabungan peralatan: secara otomatis membaca gambar CAD, mengidentifikasi tata letak Die, dan menghubungkan laser, bit error meter,power meter dan peralatan lainnya untuk mencapai seluruh proses kontrol keselarasan, kalibrasi dan akuisisi.

Fleksibel scripting dan perencanaan serentak: Modul sequencer built-in mendukung scripting Python / Excel, paralelisme multi-threaded dan perencanaan urutan tes,penyesuaian dengan skenario multi-saluran.

Manajemen data terstruktur: Database cloud/lokal terintegrasi untuk memusatkan manajemen rencana pengujian, definisi komponen, parameter konfigurasi, dan hasil pengujian,dan mendukung kolaborasi multi-situs dan analisis data yang dapat dilacak.

Optimasi tes skip berbasis AI: PILOT secara asli kompatibel dengan alat AI yang dapat melatih dan menyebarkan model, mengidentifikasi pola cacat, memprediksi hasil, dan secara cerdas melewatkan tes redundant,meningkatkan hasil dan efisiensi pengujian secara signifikan.

Ekosistem Interoperabilitas yang Kuat: Ini dapat terintegrasi dengan lancar dengan Excel, MATLAB, Power BI, dan alat lain untuk membantu pengguna secara efisien menyelesaikan analisis data dan pembuatan laporan.
Platform PILOT benar-benar menyadari lompatan dari "verifikasi statis" ke "penyesuaian parameter dinamis", dari "pengujian titik tunggal" ke "kolaborasi proses",dan adalah pusat perangkat lunak inti yang mendukung industrialisasi pengujian otomatis chip PIC tingkat wafer.

Manajemen data terstruktur: Dibangun di basis data awan / lokal memungkinkan manajemen terpusat dari rencana uji, definisi komponen, parameter konfigurasi, dan hasil uji,mendukung kolaborasi multi-situs dan analisis data yang dapat dilacak.

Optimasi tes skip yang didorong AI: PILOT secara asli kompatibel dengan alat AI dan dapat melatih dan menyebarkan model untuk mengidentifikasi pola cacat, memprediksi hasil, secara cerdas melewatkan tes redundant,dan secara signifikan meningkatkan hasil dan efisiensi pengujian.

Ekosistem interoperabilitas yang kuat: dapat terintegrasi dengan mulus dengan alat seperti Excel, MATLAB, Power BI, dll, membantu pengguna secara efisien menyelesaikan analisis data dan pembuatan laporan.
Platform PILOT benar-benar telah mencapai transisi dari "verifikasi statis" ke "penyesuaian parameter dinamis" dan dari "pengujian titik tunggal" ke "kolaborasi proses",dan merupakan pusat perangkat lunak inti yang mendukung industrialisasi pengujian otomatisasi chip PIC tingkat wafer.

3. Platform pengujian CTP10: mesin pengujian fungsional presisi tinggi
CTP10 adalah platform pengujian perangkat fotonik berkinerja tinggi yang diluncurkan oleh EXFO, yang dirancang khusus untuk resonator cincin mikro MZI、Desain verifikasi parameter perangkat pasif dan aktif seperti filter dan VOA memiliki keuntungan presisi tinggi, cakupan yang luas, dan skalabilitas yang kuat, dan merupakan salah satu mesin pengujian utama untuk verifikasi fungsional PIC. Keuntungan utamanya meliputi:
Resolusi sub pikometer: Mendukung pemindaian spektral 20fm untuk memenuhi pengujian respons domain frekuensi yang tepat dari perangkat micro ring high-Q;

Cakupan panjang gelombang ultra lebar: cakupan pita penuh 1240-1680nm, cocok untuk beberapa skenario aplikasi seperti telekomunikasi, komunikasi data, dan biosensing;

Jangkauan dinamis ultra tinggi: Jangkauan dinamis kehilangan penyisipan > 70dB, mampu mengukur beberapa parameter seperti IL, PDL, dan respons spektral dalam satu pemindaian;

Dukungan array multi-saluran: Mendukung pengukuran paralel 100+ saluran, cocok untuk persyaratan pengujian array perangkat kepadatan tinggi seperti AWG dan switch optik;

Stabilitas laser dan kalibrasi pelacakan: Dibangun dalam DFB laser dan modul kalibrasi daya, mencapai stabilitas output dan pelacakan data proses penuh.

CTP10 mengadopsi desain modular, mendukung kontrol ganda dari baris perintah SCPI dan antarmuka grafis GUI, dan terintegrasi dengan lancar dengan perangkat lunak PILOT.lingkungan produksi percontohan dan produksi massal, dan merupakan solusi acuan dalam pengujian PIC saat ini yang menggabungkan akurasi, kecepatan dan skalabilitas.

Dengan meningkatnya terus menerus integrasi dan kompleksitas chip PIC, pengujian bergerak dari tradisional "pasca validasi" untuk "pre-embedding".Platform pengukuran CTP10, dan perangkat lunak otomatisasi PILOT untuk membangun sistem pengujian cerdas yang mencakup wafer ke sistem, mencapai kopling presisi tinggi, paralelisme multi-saluran, analisis yang dibantu AI,dan pengambilan keputusan berbasis data, mempercepat transisi chip PIC dari laboratorium ke aplikasi skala besar.pengujian berkembang dari alat bantu untuk kekuatan pusat mendorong optimasi proses manufaktur foton dan kolaborasi industri.