EXFO與趨勢共舞，領頭PIC測試的五大市場預測

  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 的測試與測量專家不斷探索能夠讓測試系統符合未來發展方向的方法，以便在待測設備的數量增加時，EXFO 的測試平臺能夠隨之擴展。

  EXFO 產品線經理

  Francois Couny

  得益于光耦合技術的最新進展，在量產環境中對集成光子器件進行晶圓級測試具備了商業可行性。但生產制造商現在面臨著光子器件的量產問題，這是因為各行各業各類應用對光子器件的需求出現激增。鑒于這些應用的性質比較特別，因此不管面臨多大的生產壓力，廠商都必須保證產品的端到端可靠性。

  目前，在生產階段存在一些與器件量產和組裝以及測試有關的瓶頸問題。例如，在設計采用新傳輸技術的光模塊時，會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。

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

  為了達到這樣的測試性能，各大公司紛紛開始將更多的器件生產流程自動化，并采用新技術和解決方案，以便最大限度地提高生產效率。有關各方在早期開發階段就開始合作，共同開發涵蓋從研發到生產各個階段的端到端解決方案來應對新挑戰——這些解決方案非常靈活、可擴展且面向未來。

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

  隨著光子器件測試不斷發展，業界注意到端到端的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，生產制造商開始盡可能地采用自動化，以降低測試任務的技術性，并在不同測試階段優化特別緊急的測試任務。

  預計高速數據中心和5G網絡等應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量和產量，并降低測試操作的技術性。

  自動化對晶圓級測試流程更為關鍵，在這個測試流程中，找出狀況良好的裸片至關重要，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計來滿足更多的相關測試要求。

  只要有全面的自動化工具，用戶就可以控制測試設備，并將其集成到研究測試或產線測試系統中。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果。

  趨勢二   針對測試設計

  · 從設計階段到生產階段，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，這些給生產制造商帶來了挑戰。

  今年出現的另一個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，轉變為從最早的設計規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，以及在生產和實際測試之前，進行“如何測試”的模擬及仿真等內容。

  針對測試進行設計而不是在生產后再考慮測試還可以簡化任務，使經過培訓的操作人員，而不僅僅是技術純熟的研發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約成本，從而顯著加快測試流程。這種優化不僅對進行裸片級測試以鑒定各個器件的參數至關重要，而且對功能測試和質量控制也至關重要，從而確保符合行業規范和標準。

  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，以提供可重復和精準的測試結果。

  趨勢三   定制化

  · 每個PIC都獨一無二，為特定的應用量身定制。測試環境必須易于定制，并能夠快速重新配置，以優化測試流程。

  網絡設備制造商（NEM）等廠商正朝著開發定制化解決方案的方向發展，以滿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提供可靠、高質量的插損（IL）、回損（RL）或偏振相關損耗（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被用來鑒定在5G網絡基礎設施和PIC中越來越常見的大端口數器件。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；它還可以方便地導出和分析所有采集的光譜曲線。

  借助該儀表，光器件生產制造商可以專注于產品生產，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測量到全功能鑒定的所有測試需求，生產制造商開始混搭使用來自不同廠商的模塊化儀表。

  生產制造商需要一種能夠無縫集成多種技術的解決方案，用于其定制化的測試設置。通常，需要將最先進的設備，如超高精度對準系統、防撞傳感器、溫度控制、機器視覺、電子測試設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化。

  趨勢五   協作

  · 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，行業參與者開始攜手合作，共同創新。如果順應這些趨勢，就可以在需要的時候為PIC生態系統帶來創新、成本更低的解決方案。

  業內的一個主要趨勢是廠商和合作伙伴密切協作，針對產線優化測試解決方案。與大多數新技術一樣，打造一款全面的解決方案需要多個領域的專業知識。

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

  EXFO 還展示了與器件制造商 AEPONYX 和集成的光電檢測系統開發商 Maple Leaf Photonics（MLP）進行PIC測試的互通性。

  所設計出來的定制化解決方案為PIC設計和測試的未來發展奠定了基礎。

歐洲光電子產業聯盟（EPIC）支持多廠商協作

  許多致力于推動該行業向前發展的廠商，包括EXFO在內，加入了多個全球聯盟，如美國制造集成光子學研究所（AIM Photonics）、歐洲光電子產業聯盟（EPIC）和LUX光子學聯合會（LUX Photonics），以開展協作。

  EPIC致力于促進光電子領域相關組織的可持續發展。它通過維護強大的網絡，并作為技術和商業進步的催化劑和促進者，培育出一個充滿活力的光子生態系統。

  EPIC 研發經理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備，增加產品的功能，降低制造成本和能耗，同時提高其性能。正因為如此，PIC在醫療、環境和光通信等不同領域得到了應用，生產制造商也紛紛將重點放在量產上。

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

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

  有遠見的廠商開始根據從 EPIC 等行業聯盟獲得的共識制定未來 PIC 測試發展的技術路線圖，使器件生產制造商能夠為今天和未來做出最佳選擇。