SiPC 2024 | MKS Newport：一站式服務(wù)方案賦能硅光耦合測(cè)試

  ICC訊 5月17日，第六屆硅光產(chǎn)業(yè)論壇在武漢光谷成功舉辦，本屆論壇匯聚了國(guó)內(nèi)外光電子行業(yè)400余人，探索光電子芯片的技術(shù)進(jìn)展和算力網(wǎng)絡(luò)光電互聯(lián)挑戰(zhàn)，以硅基光電工藝平臺(tái)建設(shè)和市場(chǎng)趨勢(shì)探討。其中，MKS | Newport(理波光電)高級(jí)應(yīng)用工程師泮懷海發(fā)表了《面向硅光子應(yīng)用的MKS解決方案(MKS Solution for Silicon Photonics)》報(bào)告，介紹硅光子技術(shù)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)和硅光芯片檢測(cè)技術(shù)，以及MKS先進(jìn)測(cè)試解決方案。

泮懷海 MKS | Newport高級(jí)應(yīng)用工程師

  人工智能(AI)、機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)、5G、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展對(duì)算力提出了更高的要求，進(jìn)而帶動(dòng)了數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模建設(shè)，推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心流量的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，這其中需要更多具有高速率、低成本、低能耗的光模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心之間海量數(shù)據(jù)的傳輸。相比于傳統(tǒng)的光模塊，采用硅光技術(shù)的光模塊，具有低能耗、低成本、高傳輸速率的特性，逐漸被應(yīng)用在800G甚至1.6T光模塊中，在技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)趨勢(shì)的推動(dòng)下，硅光模塊在800/1.6T光模塊時(shí)代迎來(lái)了大發(fā)展。

  硅光模塊的核心是硅光子芯片，LightCounting預(yù)測(cè)硅光子芯片銷(xiāo)售額將從2023年8億美元增加到2029年30億美元以上。其中，硅光子芯片使用傳統(tǒng)的CMOS制程工藝，在SOI襯底上單片集成光波導(dǎo)、濾波、信號(hào)調(diào)制、探測(cè)等功能，以及基于III-V族半導(dǎo)體材料的光源通過(guò)不同技術(shù)集成在該單片上。硅光模塊的制造主要流程分為芯片設(shè)計(jì)、流片、封測(cè)以及模塊組裝，這個(gè)過(guò)程會(huì)涉及到一系列光電測(cè)試工序，例如利用自動(dòng)耦合設(shè)備，通過(guò)光纖陣列實(shí)現(xiàn)激光光源與硅光晶圓之間的自動(dòng)耦合，即把特定波長(zhǎng)光源進(jìn)行耦入和耦出，進(jìn)而測(cè)試晶圓片上包括波導(dǎo)在內(nèi)的整個(gè)微光學(xué)結(jié)構(gòu)的光插損值，從而判斷晶圓的合格與否。 MKS | Newport針對(duì)這一應(yīng)用場(chǎng)景推出了硅光組合測(cè)試解決方案，從運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、激光光源、光電探測(cè)和隔振系統(tǒng)四個(gè)方面幫助硅光芯片客戶提高檢測(cè)效率。

  在運(yùn)動(dòng)控制方面，MKS | Newport提供一套由六軸并聯(lián)位移臺(tái)和納米級(jí)壓電位移臺(tái)組成的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)晶圓級(jí)硅光的高速率、高精度閉環(huán)耦合檢測(cè)。六軸并聯(lián)位移臺(tái)由于其具有良好的剛性，保證了耦合過(guò)程中位置的靜態(tài)穩(wěn)定性，提高了測(cè)試可靠性。 與此同時(shí)，MKS | Newport還可以提供更大行程，更高速度的高精度直線位移臺(tái)，用于硅光模塊組裝過(guò)程的耦合。

  在激光光源方面，MKS | Newport還提供高調(diào)諧速度的波長(zhǎng)掃描激光光源，掃描速度可達(dá)到20000nm/s，覆蓋全通訊波段。

  在光功率探測(cè)方面，MKS | Newport提供各種高精度高動(dòng)態(tài)范圍的光學(xué)探頭以及光功率計(jì)，實(shí)現(xiàn)快速精確的光學(xué)測(cè)量。其中，高精度、高動(dòng)態(tài)范圍的光學(xué)探頭可以在70dB動(dòng)態(tài)范圍之內(nèi)保持25KHz的帶寬，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部增益擋位之間的快速切換，保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確、高速特性。另外，臺(tái)式功率計(jì)可以實(shí)現(xiàn)高帶寬、多增益擋位切換的模擬量輸出，在光模塊耦合組裝過(guò)程中實(shí)現(xiàn)精確找光，快速耦合到最佳位置，其中光學(xué)探頭進(jìn)行了可溯源的校準(zhǔn)，具備溫度補(bǔ)償功能，實(shí)現(xiàn)測(cè)量的精準(zhǔn)性。

  在隔振方面，MKS | Newport可以提供具有被動(dòng)阻尼和主動(dòng)阻尼的光學(xué)平臺(tái)，以及各種類(lèi)型的隔振系統(tǒng)，例如氣浮隔振腿以及機(jī)械隔振腿等。MKS | Newport在光學(xué)工作站平臺(tái)上組合了運(yùn)動(dòng)控制、波長(zhǎng)可調(diào)諧光源和光電探測(cè)功能，以一站式服務(wù)滿足研發(fā)和測(cè)試人員開(kāi)展高效率、高精度的硅光耦合測(cè)試。

  伴隨著硅光子芯片和硅光模塊在800G、1.6T時(shí)代不斷擴(kuò)大的商業(yè)趨勢(shì)，低成本、高效率的生產(chǎn)、檢測(cè)方式是產(chǎn)業(yè)界孜孜追求的目標(biāo)，芯片設(shè)計(jì)、流片試片、晶圓檢測(cè)到晶圓切割以及后道封裝和模塊組裝，皆需要精準(zhǔn)測(cè)試以提升出品良率。MKS | Newport致力于為光電子、硅光子行業(yè)和光通訊產(chǎn)業(yè)客戶提供先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制、光機(jī)械、光學(xué)元件、光源、光的分析和光學(xué)平臺(tái)與隔振系列產(chǎn)品，助力客戶高性價(jià)比、高效率的產(chǎn)品測(cè)試。