EXFO与趋势共舞，领头PIC测试的五大市场预测

4/25/2022，光纤在线讯，光子集成电路（PIC）的测试要求非常复杂，因此需要测试流程完全自动化的解决方案，以提高测试的精准度、速度和可重复性。EXFO 的测试与测量专家不断探索能够让测试系统符合未来发展方向的方法，以便在待测设备的数量增加时，EXFO 的测试平台能够随之扩展。

EXFO 产品线经理
François Couny

得益于光耦合技术的最新进展，在量产环境中对集成光子器件进行晶圆级测试具备了商业可行性。但生产制造商现在面临着光子器件的量产问题，这是因为各行各业各类应用对光子器件的需求出现激增。鉴于这些应用的性质比较特别，因此不管面临多大的生产压力，厂商都必须保证产品的端到端可靠性。

目前，在生产阶段存在一些与器件量产和组装以及测试有关的瓶颈问题。例如，在设计采用新传输技术的光模块时，会面临光子集成电路性能测试方面的挑战，需要支持下一代测试的可扩展测试平台。

总的来说，PIC厂商需要在研发和生产环境中都能够使用自己的测试设备进行测试。这些测试设备必须能够进行速度快、可重复性和可靠性很高的测试。需要有灵活、模块化的方法来扩大生产，同时满足不断变化的要求，从而在未来几年内将资本支出（CAPEX）的回报最大化。

为了达到这样的测试性能，各大公司纷纷开始将更多的器件生产流程自动化，并采用新技术和解决方案，以便最大限度地提高生产效率。有关各方在早期开发阶段就开始合作，共同开发涵盖从研发到生产各个阶段的端到端解决方案来应对新挑战——这些解决方案非常灵活、可扩展且面向未来。

归根结底，需要明智地进行设备投资，以确保这些投资无论现在还是未来，都正确合理。

随着光子器件测试不断发展，业界注意到端到端的PIC测试出现一些了重大趋势，涵盖从设计到部署的各个阶段。PIC测试的五大趋势如下：





预计高速数据中心和5G网络等应用中将采用大量的集成光子器件，从而带来了迫切的自动化测试要求。这将有助于提高集成光子器件的质量和产量，并降低测试操作的技术性。

自动化对晶圆级测试流程更为关键，在这个测试流程中，找出状况良好的裸片至关重要，从而确定每个芯片的未来，并避免花费大量的时间和成本组装有缺陷的器件。PIC的测试过程必须快速、可靠且完全可扩展，以便通过自动化工具与设计来满足更多的相关测试要求。

只要有全面的自动化工具，用户就可以控制测试设备，并将其集成到研究测试或产线测试系统中。这么做的目标是将整个流程完全自动化，以加载和测试晶圆，最终提供完整、可靠的通过或未通过判定结果。


每个阶段都需要进行高效精准的测试，这些给生产制造商带来了挑战。

今年出现的另一个重大趋势是思维方式的转变，即从将测试当作组装和封装阶段的附带操作，转变为从最早的设计规划阶段就开始考虑测试，从而强化晶圆和裸片级测试能力。

在器件设计阶段，需要考虑到测试点和测试能力是非常重要的。这包括测试需求及测试类型评估，测试和输入点位置，以及在生产和实际测试之前，进行“如何测试”的模拟及仿真等内容。

针对测试进行设计而不是在生产后再考虑测试还可以简化任务，使经过培训的操作人员，而不仅仅是技术纯熟的研发工程师也可以进行测试。

此外，可以通过减少对准要求和允许同时测试来节约成本，从而显著加快测试流程。这种优化不仅对进行裸片级测试以鉴定各个器件的参数至关重要，而且对功能测试和质量控制也至关重要，从而确保符合行业规范和标准。

因此，测试需要非常全面，无论在哪里进行测试，都需要采用端到端的解决方案，以提供可重复和精准的测试结果。


网络设备制造商（NEM）等厂商正朝着开发定制化解决方案的方向发展，以满足每种设置的特定需求。EXFO的仪表适合许多PIC测试配置，因此可以轻松地将其自动化并集成到测试解决方案中。

EXFO PIC测试解决方案的核心是CTP10模块化无源光器件测试平台，不管被测设备具备什么样的光谱特性，该平台都可以在整个电信波长范围内提供可靠、高质量的插损（IL）、回损（RL）或偏振相关损耗（PDL）测量。它可以结合EXFO的T100S-HP系列扫频可调谐激光器，在几秒钟内完成这些测量。



凭借其模块化配置，CTP10被用来鉴定在5G网络基础设施和PIC中越来越常见的大端口数器件。CTP10可安装多个热插拔模块并配备强大的图形用户界面，能够快速重新配置测试，增加新功能或测量能力；它还可以方便地导出和分析所有采集的光谱曲线。

借助该仪表，光器件生产制造商可以专注于产品生产，并减少测试配置时间。它还提供了从一个模块到另一个模块，甚至从一个器件到另一个器件的测试所需的灵活性。 


生产制造商需要一种能够无缝集成多种技术的解决方案，用于其定制化的测试设置。通常，需要将最先进的设备，如超高精度对准系统、防撞传感器、温度控制、机器视觉、电子测试设备和光子器件等都集成到一个简单易用的界面中。

为了简化光子前端的集成，EXFO的PIC测试平台被设计成集成到PIC测试处理系统中，包括基于高速光电探测器的第一束光搜索和光纤到光栅耦合器对准优化。


业内的一个主要趋势是厂商和合作伙伴密切协作，针对产线优化测试解决方案。与大多数新技术一样，打造一款全面的解决方案需要多个领域的专业知识。

因此，EXFO与Hewlett-Packard Enterprise（HPE）和 MPICorporation 联手，将先进、互通的测量技术结合起来，应对光器件测试带来的挑战。

EXFO 还展示了与器件制造商 AEPONYX 和集成的光电检测系统开发商 Maple Leaf Photonics（MLP）进行PIC测试的互通性。

所设计出来的定制化解决方案为PIC设计和测试的未来发展奠定了基础。


欧洲光电子产业联盟（EPIC）支持多厂商协作

许多致力于推动该行业向前发展的厂商，包括EXFO在内，加入了多个全球联盟，如美国制造集成光子学研究所（AIM Photonics）、欧洲光电子产业联盟（EPIC）和LUX光子学联合会（LUX Photonics），以开展协作。

EPIC致力于促进光电子领域相关组织的可持续发展。它通过维护强大的网络，并作为技术和商业进步的催化剂和促进者，培育出一个充满活力的光子生态系统。

EPIC 研发经理Ana González博士说：

“光子集成电路通过在单个芯片中集成不同的设备，增加产品的功能，降低制造成本和能耗，同时提高其性能。正因为如此，PIC在医疗、环境和光通信等不同领域得到了应用，生产制造商也纷纷将重点放在量产上。

在这种情况下，需要对大量的PIC进行测试和鉴定。然而，提高产量的工艺尚未开发出来，而目前的技术非常耗时且自动化水平很低。

EPIC 将 EXFO、AEPONYX 和 MLP 的合作视为业界的一个范例，它巧妙地解决复杂的芯片测试问题并推动光器件发展，是光通信市场的一个重要突破。”

有远见的厂商开始根据从 EPIC 等行业联盟获得的共识制定未来 PIC 测试发展的技术路线图，使器件生产制造商能够为今天和未来做出最佳选择。