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思要收场CPO居品年出货量从百万级跃升至数千万乃至上亿级，离不开安闲可靠的器件接口板、完善的数据照管体系，以及光电开辟深度集成的自动化测试系统。

将光子集成电路与电子集成电路集成至共封装光学（CPO），条目在封装级测试（也称终测）阶段具备多模态测试智力。而年出货量需从百万级攀升至数千万级，更是进一步加大了这项责任的难度。

跟着数据中心需求爆发，CPO技能约略擢升数据传输速度、裁减功耗，其价值愈发突显。但产能限制至少擢升一个数目级，也给从晶圆测试到系统级测试的整套测试坐蓐经过带来纷乱压力。CPO同期集成电子与光子芯片，因此面向封装制品的终测决议，必须兼顾两类芯片的测试需求并戒指资本。目下行业濒临的贫窭是，各样CPO瞎想均为定制化决议，专属测试单位的搭建资本居高不下。

图1先进光电芯粒共封装结构暗示图，包含光辐射机、光继承机、数据信号等组件。开头：Amkor

客不雅来看，当下芯片行业还处在居品研发同步鼓吹测试开辟研发的阶段。爱德万好意思国公司研发与风险投资副总裁Ira Leventhal线路：“针对共封装光学的封装测试，目下业内尚无竣工熟悉的责罚决议。该畛域发展日眉月异，器件形态与坐蓐经过都在抓续变化。从工程试样转向大限制量产，中枢挑战是管控各样变量，同期兼顾资本、测试效果与居品品性。咱们的研发重点是打造纯真、可推广的测试架构，适配行业技能迭代，助力居品凯旋落地量产。”

仅光引擎数目、贯穿器类型的各别，就大幅增多了测试开发与测试单位瞎想的复杂度。除此以外，行业还存在多种技能决议组合：电子电路与光电路可分开制造，也可集成在归并派晶圆上；在2.5D/3D封装器件中，电子芯片与光子芯片可并列排布，也可背靠背键合；不同贯穿器类型，对应专属的机械运作经过；光引擎数目不等（单款居品可搭载无数光引擎），顺利决定激光光源的树立数目。不仅如斯，测试单位还需适配器件搬运、热照管、测试接口板瞎想与自动测试开辟（ATE）树立等各样各别化需求。

封装模块终测安排在光子、电子芯片的晶圆级测试之后。固然可通过测试前置筛选出及格裸片（KGD），但终测才能依旧不行或缺——它能为优化封装良率提供无数灵验数据。

图2硅光芯片全经过测试节点（从晶圆测试到封装模块测试）。开头：Teradyne

自动测试开辟（ATE）可收场多项要津测试责任。Lightmatter居品工程总监Meg O’Brien说谈：“晶圆级测试能通过光栅耦合器或端面耦合器，单独对各样光学元件进行检测，匡助工程师赢得高精度测试数据，比如插入损耗（IL）、偏振联系损耗（PDL）、反应度等。这种细巧化检测属于低资骨子控妙技，可在进入高资本封装工序前筛除不良裸片。但该才能也存在局限：无法模拟元件在竣工系统中的协同责任情景。反不雅封装级与CPO模块测试，则侧重全系统性能考据，可在真实、复杂的热环境下，评估误码率（BER）、眼图、链路裕量等端到端性能筹画。尽管模块级测试约略最终考据居品功能是否达标，但一朝检出不良品，产生的资本损耗也相对更高。”

2.5D封装技能可将光芯片、电子芯片（专用集成电路/异构处理器）集成至中介层与基板上，收场CPO决议落地。这就条目封装终测单位整合光电两类测试容颜，既要考据独处元器件性能，也要检测整套CPO系统的功能竣工性，这也对光电两用的自动测试开辟（ATE）硬件、器件接口板（DIB）沙巴三公选型建议了新条目。而光学芯片搭配种类繁多的光贯穿器，也成为器件接口板瞎想的一浩劫点。

泰瑞达硅光测试高等居品司理Matt Griffin线路：“测试系统的纯真性，与器件端光功率输出需求之间存在采取。客户常常需要搭载无数激光光源，并收场光源在不同通谈间的切换与分光，但每增多一个开关、分光器件，都会引入突出插入损耗。咱们目下参加无数元气心灵攻克的贫窭，即是在保证封装级光信号质地与功率条目的前提下，均衡光学测试开辟的纯真度。”

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由于CPO集成技能尚属新兴畛域，行业在配套测试数据照管方面的参加遍及不及。若能为通盘元器件莳植惟一标志、高效整合测试数据，坐蓐中的良率问题便能得到更精确的定位与责罚。

yieldWerx首席履行官Aftkhar Aslam指出：“目下行业磋议CPO测试，大多聚焦在测试单位本身，比如测试插座、光纤瞄准机构、器件搬运开辟、工装夹具等，却疏远了测试完成后的数据处理才能。CPO居品需要同期激昂电气与光学两项筹画，良率由两项赶走共同决定，但两类测试数据常常分属不同系统：自动测试开辟输出尺度测试数据模式（STDF），光引擎生成CSV/XLS文献，光谱分析仪（OSA）领有专属模式，老化测试开辟又输出另一类数据模式。工程师即便表示举座良率下滑，也需要消费数周时候，在四五个独处数据平台中勉强单款居品的竣工测试信息。这个问题不责罚，CPO产能就无法从每年千万级迈向亿级。”

器件接口板（DIB）

器件接口板是测试单位的中枢构成部分，CPO测试的核肉痛点相聚在信号损耗上。工程团队在瞎想待测器件（DUT）专用接口决议时，需要轮廓考量多项影响身分。

Amkor制造测试技能众人Vineet Pancholi线路：“量产用器件接口板容易出现各样故障。一套瞎想完善的接口板，会预留校准与故障会诊接口。光信号来回链路会产生损耗，必须完成校准，才能保证待测器件接口的测试精度。此外，工装夹具瞎想还要充分探讨测试插座激勉的器件翘曲、共面度偏差、光耦合极端、信号骚扰等问题。一朝夹具瞎想存在劣势，整批量产居品都可能出现测试极端。”

业内其他东谈主士也强调了光纤瞄准、器件翘曲两大物理贫窭。

Meg O’Brien补充谈：“大型模块骄傲较大、易发生翘曲，同期光纤阵列（FAU）属于精密易碎部件，坐蓐搬运过程中需作念好驻扎，这些都是超越的物理挑战。要收场大限制量产，必须完成光纤瞄准自动化，并通过六摆脱度主动瞄准技能戒指偏振联系损耗。光学接口决议需兼容各样贯穿器，同期攻克瞄准贫窭。快速、可复现的光纤瞄准方式，是保险CPO测试安闲可靠的要津。如若CPO模块的光输入信号波动过大，限制化量产测试便无从谈起。”

各样贯穿器规格不一，加上不同CPO居品搭载的光引擎数目存在各别，真实每一款居品都需要定制化测试决议。

Matt Griffin说谈：“不同CPO模块的外围光贯穿器数目各不疏通，何况不同客户给与的贯穿器瞎想也莫得调节尺度。针对这类器件作念光学对接测试时，必须凭证对应贯穿器类型，定制机械瓦解与瞄准系统，以此收场高质地光贯穿，确保器件全速测试下的插入损耗筹画达标。”

光贯穿器厂商主要给与横向或纵向两种方式完成光纤与光引擎的对接，具体瞄准决议也各有分手。高瞄准精度可灵验裁减信号损耗，行业同期也但愿自瞄准结构能领有更大的症结容限。目下主流瞄准方式包括：光纤顺利战争式；玻璃桥接式；磁吸式；扩束式；精密定位式。

Ira Leventhal谈谈：“当下贯穿器品类混乱，短期内也难以变成调节的主流决议。跟着行业从技能攻关转向大限制量产，那些在瞎想阶段就充分考量可制造性、可测试性的贯穿器居品，终将成为行业主流。另外受系统架构截止，横向、纵向两类贯穿方式会永恒并存，不会出现单一贯穿器一统市集的方位。”

可安闲收场光信号对接，是居品可制造性、可测试性瞎想的中枢要点。结尾开辟的光学触点数目可达数十个，但该规格皆备无法适配量产测试场景。量产测试场景下，开辟可承受的故障前触点数目越高越好。同期，光贯穿器必须配套清洁经过，镜头名义沾染细小粉尘，都会顺利龙套光信号质地。

贯穿器故障不仅会毁伤待测器件，还会因插入损耗高潮拉低良率；贯穿器可靠性不及，也会导致器件接口板常常停机更换配件。借助合理缱绻的数据分析妙技，约略灵验改善这类问题。

Aftkhar Aslam线路：“从数据层面来看，工装夹具带来的波动（战争电阻、光纤耦合效果、偏振瞄准偏差等），常常会被误判为器件本身的性能劣势。因此良率分析模子必须关联器件接口板信息，精确定位居品经过的测试板、测试插座、光纤端口。如若无法完成数据拆分，工程团队就会花消无数元气心灵排查并非出当今CPO居品本身的问题。”

CPO终测条目测试开辟同期为待测器件提供电气与光学接口。从实验室决议落地到工场量产决议，开辟树立与接口架构也需要相应转念。目下测试工场已配备无数面向大型片上系统（SoC）的传统测试开辟，因此针对CPO测试需求，厂商濒临两种遴荐：采购全新测试开辟，或是在现存测试单位上增补硬件。后者可给与模块化器件搬运开辟决议。

图3高性能计较自动测试开辟架构，分为开辟端与器件搬运端，包含温控头、测试插座、负载板等组件。开头：Advantest

Ira Leventhal先容：“看成自动测试开辟厂商，咱们天然但愿客户全面更换全新测试单位，但本质情况是，现存开辟经过升级改进，即可激昂CPO测试需求。咱们的决议是新增一层光学负载板，它架设在测试主机、测试插座、电气负载板与器件搬运开辟之间。器件搬运开辟不仅隆重取放器件，还承担热照管功能。新增的光学负载板则隆重传输光信号、外接激光光源，并收场与各样贯穿器的机械对接。这套决议的中枢上风是兼容现存存量开辟，客户无需对成百上千台测试开辟进行大限制改进，就能开展CPO测试。”

图4搭载CPO的高性能计较自动测试开辟分层架构，分为温控机械层、光学层、电气层，各层级各司其职。开头：Advantest

光电测试开辟集成

CPO测试需要单独检测、联动检测光学与电气两类性能筹画，测试容颜涵盖种类繁多的光电激励信号与参数测量。目下光电测试开辟尚未收场深度会通，仍是行业重点研发主意。

图注：图5封装级并行测试整合经过暗示图，整合光电芯片测试链路与自动光学/电气测试开辟。开头：Amkor

Vineet Pancholi线路：“现阶段自动测试开辟遍及存在光学模块集成度不及的问题，可调谐激光器、光功率计、光开关、多路复用器、源测量单位（SMU）、矢量网罗分析仪（VNA）等开辟难以无缝协同。同期多数开辟的光学输入/输出接口数目不及，无法撑抓高效的单工位量产测试。不外现存开辟基本可粉饰O波段（1260~1360纳米）、C波段（1530~1565纳米）等主流波长区间，动态范围也妥贴条目。产业链陡立游正全力攻克上述问题，预测联系技能贫窭会缓缓责罚，目下并未发现会艰涩行业发展的致命问题。”

硬件、软件、数据照管三大维度，仍存在诸多集成贫窭。当先是硬件层面：测试开辟究竟需要树立些许套光学仪器？自动测试开辟需搭载激光光源，为各路光学通谈提供激励信号并完成测量。Matt Griffin说谈：“增补光学硬件仅仅第一步，背后还有无数复杂问题需要责罚。比如若何纯真分拨测试通谈、若何完成器件光学对接，这些都是全新挑战，不外咱们也曾入部属手鼓吹联系研发责任。”

光引擎数目越多，所需激光光源的数目与类型也随之增多。“单颗光引擎就需要4~8路激光光源，一款制品模块常常搭载16~32个光引擎，对应激光光源数目可达64~128路。若何为封装居品配套足量激光光源，是一大中枢贫窭。”他补充谈，“此外，粗波分复用（CWDM）、密波分复用（DWDM）技能缓缓普及，单根光纤可传输多路不同波长信号，进一步推高了激光光源的树立需求。”

CPO搭载更多光引擎与高性能异构处理器（XPU）后，测试数据量也会大幅增长。数据会通分析有助于快速定位良率问题，但目下数据整合经过极端繁琐。

Aftkhar Aslam说谈：“从数据角度来说，支抓光电数据调节输出的双域自动测试开辟，能大幅简化后续分析责任。如若电气、光学测试由两套独处开辟递次完成，分析团队就要依靠居品序列号、时候戳手动拼接数据，通盘这个词过程存在不小风险。因此自动测试开辟的优化主意，无意是擢升测量精度，更要津的是轨范数据输出模式。”

各大自动测试开辟厂商都执政着光电数据一体化的主意鼓吹。Matt Griffin线路：“目下咱们已在开辟软件中集成光学测试模块，支抓硅光芯片测试，可收场光电两类开辟的数据关联与同步。同期咱们也在研发全新的可视化、数据分析器用，适配光电搀杂测试数据的处理需求。”

回来

思要收场CPO居品年出货量从百万级跃升至数千万乃至上亿级，离不开安闲可靠的器件接口板、完善的数据照管体系，以及光电开辟深度集成的自动化测试系统。行业仍需抓续研发，打造高性价比、可落地的量产决议，但业内众人均以为，目下不存在艰涩技能落地的致命贫窭。

Matt Griffin回来谈：“放在一两年前，我会说这个畛域还处在无序探索阶段。但如今已有多家客户缱绻大限制量产容颜。诚然行业仍有诸多贫窭待解，但受数据中心降功耗需求启动，CPO技能落地已成势在必行。咱们能明晰看到这片市集的增长后劲与改造活力，测试测量畛域更是迎来全新发展机遇。”

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