硅光子进入量产：Advantest推出电光测试单元

硅光子（silicon photonics）技术“即将到来”已久。Advantest（爱德万测试）认为，如今关键已转向量产。

“在晶圆代工方面，主要厂商包括台积电（TSMC）、Tower（高塔半导体）、GlobalFoundries（格芯）、STMicroelectronics（意法半导体）和三星（Samsung），”Advantest V93000 光子业务负责人 Dr. Clemens Leichtle 表示。“基本上，这五家公司拥有用于硅光子的 300 mm 产线。”

测试这些器件非常复杂，因为每一次插入（insertion）的要求都会变化。在光子 IC 晶圆上，电接触和光 I/O 位于同一侧，因此可以从单面探测。一旦电子 IC 堆叠在上方，光信号可能只能从晶圆底部触及。这就需要新型探针台，其卡盘（chuck）带有开口，使光纤能够从下方接入。封装器件的最终测试也带来自身挑战：需要自动将带有可拆卸连接器的光纤推入器件插座。

一个量产测试单元

约两年前，Advantest 与 FormFactor 合作。FormFactor 的光学探针台已在工程实验室中广泛应用。Leichtle 称，FormFactor 将光学和光纤对准功能加入 TEL 量产探针台——“我们行业中的主力设备”，从而创建了 TRITON，Advantest 则集成了其 V93000 测试机。“从我们的角度看，这是首个为量产打造的电光测试单元，”Leichtle 说。这些系统已安装在晶圆代工厂，量产已经启动。

光纤对准是一个六自由度问题（X、Y、距离、高度以及三个旋转角），并且要在不接触器件的情况下跨空气间隙完成。Advantest 的 SmarTest 软件控制整个单元，包括新发布的光学测试机架。该机架集成来自选定供应商的激光器、偏振控制器、衰减器、功率计和光谱分析仪（optical spectrum analyzer），并通过光学控制库（optical control library）进行管理。

校准是最困难的环节之一。光路中的损耗会随波长和偏振变化。Advantest 开发了一种校准方法，并已为此申请专利，以确保每根光纤尖端的功率相等。当前器件约有 40 根光纤。下一代器件的光纤数量可能翻倍，Leichtle 预计很快会出现超过 100 根光纤的器件。再加上两个或四个器件的并行测试，仪器数量会迅速膨胀。“机架中的仪器通常无法随资源数量良好扩展，”他说，而 Advantest 致力于提供可扩展的解决方案。

忙于制造

硅光子业务拓展经理 Michael Kwok 表示，这些机架目前由圣何塞（San Jose）的专门团队以交钥匙方式构建：仪器完成安装和校准，包含用于运往台湾的抗震底座，并通过 TÜV 的安全与 EMI 认证。机架支持 Class 3B 激光器，打开探针台门会触发安全联锁，从而关闭激光。“客户不想做搭建机架的生意。他们想造芯片，”他说。

他说，需求正是展会现场没有机架的原因。“我们忙着发货，根本跟不上需求，”Kwok 说。“我喜欢说，我们忙于制造，而不是夸耀。”