7/17/2025، أخبار الألياف الضوئية عبر الإنترنت، مدفوعة بالتطور السريع لنماذج الذكاء الاصطناعي الكبيرة والبنية التحتية للحوسبة،مركز الحوسبة الذكي يتسارع نحو عصر جديد من التواصل مع "الضوء كقلب"أصبحت الدوائر المتكاملة الفوتونية تقنية رئيسية تدعم الحوسبة عالية الأداء بسبب مزاياها من عرض النطاق الترددي العالي واستهلاك الطاقة المنخفض والحجم الصغير.لا يوجد في التصميم عائق يحد من تطبيق PIC على نطاق واسع، ولكن في عملية التصنيع والاختبار. لا يمكن أن تستوفي الاختبارات التقليدية على مستوى الوحدة متطلبات الاتساق والإنتاجية للشرائح البصرية السيليكونية ،وأصبحت طريقة رئيسية لتحسين القدرة الإنتاجية وتسريع تنفيذ التطبيقات.

ستقدم هذه المقالة تحليلاً متعمقاً لاتجاهات التطوير وتحديات اختبار ترابط PIC،واستكشاف قدرات تطبيق منصة المسبار الآلي EXFO OPAL في اختبار اقتران الحافة على مستوى الشريحة، مما يساعد على تحقيق تنفيذ واسع النطاق وكفء للشرائح الفوتونية المتكاملة.

اختبارات القيادة الذكية

خلفية الصناعة
في السنوات الأخيرة، ازدادت نطاق معايير نموذج الذكاء الاصطناعي الكبير بشكل كبير، واستمرت قوة الحوسبة لـ GPU في الارتفاع، في حين زاد عرض النطاق الترددي للشبكة بمقدار 1.4 مرة فقط،تشكيل "فرق مقص" كبير، ونظام الشبكة أصبح القيود الأساسية التي تحد من كفاءة مراكز الحوسبة الذكية.خاصةً البنايات المتوازية عالية السرعة القائمة على PIC، يُنظر إليها كطريق رئيسي لكسر الاختناقات.

ومع ذلك، فإن التنفيذ على نطاق واسع من PICs يواجه تحديات شديدة، وخاصة في عملية الاختبار.نطاق التكامل وعدد القنوات قد ارتفع، يجلب ثلاثة مشاكل رئيسية:
تعقيد التصنيع العالي: شريحة واحدة تتضمن الآلاف من الأجهزة البصرية ، مع مساحة كبيرة وقنوات متعددة وربط وظيفي معقد.

زيادة كبيرة في صعوبة الاختبار: مرحلة الاختبار التقليدية على مستوى الوحدة متأخرة ، مما يمكن أن يسبب بسهولة نفايات المواد والعمليات ، ومن الصعب تحقيق التحكم في الحلقة المغلقة.

زيادة خطر الإنتاج: يسبب عدم وجود التحقق الوظيفي من أنظمة مستوى الوافر تعرض الشرائح المعيبة في المراحل اللاحقة من العملية ، مما يبطئ وتيرة الإنتاج الضخم.

ووفقا للإحصاءات، فإن تكلفة TAP (الاختبار والتجميع والتغليف) تمثل أكثر من 80٪ من تكلفة تصنيع رقائق PIC،وهو أعلى بكثير من رقائق الكهرباء التقليدية.

من التحقق من المعلمات إلى ضمان وظيفة النظام

نظام الاختبار
لضمان الأداء المستقر ومستوى إنتاج رقائق PIC في التطبيقات عالية التعقيد ، يمر الاختبار البصري من خلال العملية بأكملها من التحقق من التصميم إلى تسليم الوحدة.وفقا لمختلف مراحل الاختبار والأغراض، يمكن تقسيمها إلى ثلاث مراحل ونوعين من الطرق.

ثلاث مراحل اختبار رئيسية:
اختبار مستوى الوافر: إجراء قطع الشريحة وتعبئتها للتركيز على المعلمات البصرية الأساسية مثل فقدان الإدراج (IL) والخسارة المرتبطة بالتقطيب (PDL) لفحص الشرائح المعيبة في وقت مبكر ،تحسين الغلة، وتكاليف الرقابة.

اختبار على مستوى الحزمة: إجراء اختبار بعد تعبئة الشريحة للتحقق من تأثير كفاءة التوصيل وتوتر التعبئة والعوامل الأخرى على الأداء.هي الحلقة الرئيسية التي تربط بين التصنيع الأمامي وتكامل النظام الخلفي.

اختبار مستوى الوحدة: بالنسبة للوحدات الكاملة (مثل OSFP / QSFP) ، فإنه يتحقق من مؤشرات مستوى النظام مثل معدل خطأ البت (BER) ، مخطط العين، TDECQ، وطاقة الإرسال،والتي هي فحص الجودة النهائي قبل مغادرة المصنع.

نوعان من أساليب الاختبار:
اختبار المعلمات: التركيز على هيكل الجهاز وخصائص المواد ، مثل عرض النطاق الترددي ، الخسارة ، سرعة الاستجابة ، إلخ ، غالباً ما يستخدم للتحقق من التصميم وتحسين العملية.

الاختبار الوظيفي: محاكاة بيئة التطبيق الحقيقية لتقييم الأداء العام للشريحة عند أطوال موجة معينة ومعدلات وتنسيقات تعديل،مثل معدل خطأ البت ونسبة الإشارة إلى الضوضاء.

أصبح تقسيم مراحل الاختبار علميًا ومطابقة أساليب الاختبار المناسبة استراتيجية رئيسية لتحسين كفاءة وتوافق تصنيع PIC.خاصة في مرحلة الإنتاج الضخم، أصبح الاختبار الوظيفي على مستوى الوافر نقطة انطلاق رئيسية لكسر اختبارات اختبارات وتسريع التصنيع.

التجارب الوظيفية تتقدم، وتصبح التحقق من مستوى الوافر التركيز

اتجاهات التكنولوجيا
مع التحسين المستمر لتكامل رقاقة PIC، والتعقيد،لقد شكلت الصناعة إجماع على أن الاختبار الوظيفي على مستوى النظام يجب أن يتقدم من مرحلة الوحدة التقليدية إلى مرحلة التعبئة والتغليف وحتى مرحلة الوافرهذا الاتجاه ليس فقط نتيجة للتطور التكنولوجي، ولكن أيضا وسيلة لضمان الإنتاج، والسيطرة على التكاليف، وتحقيق تسليم عالية الجودة.

لماذا يجب أن يتم تأجيل الاختبارات؟

يمكن أن يؤدي التقدم في الاختبار إلى تحديد العيوب الوظيفية في وقت مبكر من التصنيع، ومنع الشرائح المعيبة من التدفق إلى عمليات باهظة التكلفة، وتقليل إعادة العمل والنفايات بشكل أساسي.فوائد محددة تشمل:
التحكم في التكاليف: الفحص المبكر للمنتجات المعيبة للحد من الخسائر الكبيرة في مرحلة التعبئة والتجميع.

تحسين الكفاءة: تبسيط عملية الاختبار على مستوى الوحدة وتسريع وتيرة تسليم المنتج.

ضمان الجودة: اكتشاف الانحرافات على مستوى النظام في وقت مبكر لتحسين اتساق الشريحة وموثوقيتها.

حلقة مغلقة للعملية: اختبار ردود فعل البيانات لعملية التصنيع للمساعدة في تصميم العملية والتحسين المستمر.

التحديات التقنية للاختبار المسبق:
على الرغم من الاتجاهات الواضحة، لا تزال هناك تحديات كبيرة في تحقيق التحقق الوظيفي على مستوى الوافر، بما في ذلك:
الارتباط الصعب بدقة عالية: من الضروري تحقيق الارتباط متعدد القنوات والصفوف الكبيرة وانخفاض خسارة الحافة ،والذي يقدم متطلبات أفضل لدقة المواءمة ويمكن تكرارها.

قياس مؤشر معقد: قياس دقيق للمؤشرات الرئيسية على مستوى النظام مثل BER ، TDECQ ، عامل Q ، IL ، RL ، PDL ، إلخ.

التوافق العالي مع المنصة: يجب تكييف منصة الاختبار مع مجموعة متنوعة من المواد (Si ، InP ، LiNbO3) وأشكال التعبئة والتغليف (CPO ، MCM ، إلخ) ؛

الطلب الكبير على الأتمتة والذكاء: من الضروري دعم التحكم في القناة المتوازية وجمع البيانات في الوقت الحقيقي والربط لتحقيق "الاختبار والتكييف" و "التحسين عبر الإنترنت".

مع التحسين المستمر للكثافة القناة ومعدل النقل، اختبار وظيفي على مستوى رقاقة ليس فقط أداة قوية للسيطرة على التكاليف،ولكن أيضا القدرة الأساسية لضمان الإنتاجية والتسليم على نطاق واسعفي مواجهة المستقبل، تحتاج الصناعة على وجه السرعة إلى بناء منصة اختبار آلية مرنة تدعم مراحل متعددة وقنوات متعددة.ونماذج الارتباط المتعدد لتعزيز الترقية الشاملة لنظام اختبار PIC.

EXFO بنت نظام منصة اختبار ذكية PIC

محلول
لتلبية احتياجات الاختبار الوظيفي، والتحقق من مستوى الوافر والإنتاج الضخم،أطلقت المنظمة سلسلة أوبال من منصات المسبار الآلي لبناء نظام اختبار من نهاية إلى نهاية من التحقق العلمي إلى تسليم الدفعةتتمتع المنصة بدرجة عالية من الأتمتة والوحدة وقدرات التوسع المرنة، وتدعم اختبار الشكل متعدد الحزم والربط متعدد البصريات من الرقائق الواحدة إلى الرقائق 300 مم.و يفتح الحلقة المغلقة لاختبار الوافر-حزمة-وحدة، وهو أداة رئيسية لتحقيق تسليم عالية الجودة من الرقائق الفوتونية.

1دعم شكل عدة حزم: محطة المسبار من سلسلة أوبال
أوبال-إي-سي برنامج اختبار الارتباط على مستوى الحافة على مستوى الموجة
تم بناؤها خصيصاً لاختبار التوصيل الآلي للشفرة على مستوى اللوحة. تدعم المنصة ما يصل إلى 300 ملم، طاولة دوارة 105 درجة وتوصيل مواز متعدد القنوات،يدمج وحدات الموازنة على نانو المستوى، أنظمة الكاميرا المزدوجة العليا والسفلية ووظائف الملاحة بالتركيز التلقائي ، ولها دقة تحديد المواقع عند 0.5 نانومتر ودقة تحديد المواقع عند 3 نانومتر ،تحسين فعالية الارتباط وبالتزامن في الاختبار بشكل كبير.

التطبيقات النموذجية: اختبار مجموعة من الأجهزة على مستوى الشريحة مثل المنظمات البصرية السيليكونية و MRRs ؛ فحص PIC على نطاق واسع والتحقق من سيناريوهات الذكاء الاصطناعي والاتصالات والاستشعار.التحقق السريع من الموانئ المتعددة، ربط حافة مستوى الوافر عالي الكثافة.

هذا فيديو، يرجى الانتقال إلى الرابط إلى المحتوى المقابل للمقالة لمشاهدة
أوبال-إم دي جيه منصة اختبار متعددة الشرائح تربط بين البحث والتطوير والإنتاج الضخم
وهي مناسبة لاختبار حزم متعددة أو معقدة (مثل MCM ، CPO) ، وهي مناسبة لاختبار التجريبية والإنتاج الضخم للكرات الدوارة بكميات صغيرة.المنصة تدعم الاختبار المتوازي لعدة رقائق، برنامج التحكم الآلي المدمج PILOT، الذي يغطي العملية بأكملها لتوجيه الشريحة، والمعايرة، والتنفيذ وتحليل البيانات،ولها قدرات تكوين مرنة لتلبية احتياجات التحقق من المجموعات من هياكل التعبئة والتغليف المعقدة.

التطبيقات النموذجية: مشروع MPW التسجيل ومتعدد الشريحة تقييم الوحدة المتكاملة؛ CPO عالية السرعة واختبار وظيفة التعبئة المعقدة؛ وحدات الاتصالات، مجالات القيادة المستقلة،الخ.

منصة مرنة للبحث العلمي والتحقق من الصحة منخفضة الحجم

منصة استكشافية شبه أوتوماتيكية للجامعات والمؤسسات البحثية وفرق الشركات الناشئةمناسبة للتحقق السريع من الوظائف البصرية / الكهربائية على شريحة واحدة وفي دفعات صغيرة. يدعم المنصة التشغيل اليدوي والنصف التلقائي ، ومجهز بمسحات ضوئية / كهربائية وحداتية للتواء الدقيق والتبديل المرن.برنامج اختبار PILOT المدمج يدعم التحكم التلقائي الأساسي، اكتساب البيانات وتحليلها، مما يجعلها خيارًا مثاليًا للتحقق من البحث العلمي وحضانة التكنولوجيا.

التطبيقات النموذجية: تقييم التصميم المبكر والتحقق الوظيفي لرقائق PIC؛ التجارب التعليمية، حضانة التكنولوجيا، واختبار العمليات؛ البحوث الأكاديمية،اختبار التطوير منخفض الحجم في البداية.

هذا فيديو، يرجى الانتقال إلى الرابط إلى المحتوى المقابل للمقالة لمشاهدة

2منصة البرمجيات PILOT: مركز اختبار ذكي مدفوع بالبيانات

(بيلوت) هو برنامج التحكم الأساسي لـ (إكسبو) الذي تم تصميمه خصيصاً لمنصة المسبار (أوبال) والذي يعمل من خلال تكوين الاختبار، ومراقبة المعدات، وتنفيذ العمليات، وتحليل البيانات وتوليد التقارير،و يبني نظام آلي، يمكن تتبعها وتوسيع نطاق اختبار رقاقة PIC في حلقة مغلقة. معماريتها الوحيدة وتشغيلها التشغيلي القوي تدعم العملية الكاملة للاختبار من الرقاقة الواحدة إلى رقاقة ، من البحث والتطوير إلى خط الإنتاج.وتشمل اختصاصاتها الأساسية::

أتمتة العمليات والتحكم المشترك للمعدات: قراءة رسومات CAD تلقائيًا ، وتحديد تخطيطات الطلاء ، وتوصيل الليزر ، ومقاييس أخطاء البت ،عدادات الطاقة وغيرها من المعدات لتحقيق التحكم في العملية بأكملها من محاذاة، المعايرة والاكتساب.

نصوص مرنة وتخطيط متزامن: تدعم وحدة التسلسل المدمجة نصوص Python / Excel ، والتوازي متعدد الخيوط وتخطيط تسلسل الاختبار ،التكيف مع سيناريوهات متعددة القنوات.

إدارة البيانات المنظمة: قاعدة بيانات سحابية / محلية مدمجة لتركيز إدارة خطط الاختبار وتعريفات المكونات ومعلمات التكوين ونتائج الاختبار.ودعم التعاون المتعدد المواقع وتحليل البيانات القابلة للتتبع.

تحسين اختبار التخطي القائم على الذكاء الاصطناعي: PILOT متوافق بشكل أصلي مع أدوات الذكاء الاصطناعي التي يمكن أن تدرب وتستعمل النماذج وتعرف أنماط العيوب وتتوقع النتائج وتتخطى الاختبارات الزائدة بشكل ذكي ،تحسين كبير للفوائد وكفاءة الاختبار.

نظام بيئي قوي للتشغيل المشترك: يمكن دمجه بسلاسة مع Excel و MATLAB و Power BI وغيرها من الأدوات لمساعدة المستخدمين على إكمال تحليل البيانات وتوليد التقارير بكفاءة.
منصة PILOT قد أدركت حقا قفزة من "التحقق الساكن" إلى "ضبط المعلمات الديناميكية" من "اختبار نقطة واحدة" إلى "التعاون العمليات"و هو مركز البرمجيات الأساسية التي تدعم التصنيع من مستوى رقاقة PIC الاختبار الآلي.

إدارة البيانات المنظمة: تم إنشاء قواعد البيانات في السحابة / المحلية لتمكين الإدارة المركزية لخطط الاختبار وتعريفات المكونات ومعلمات التكوين ونتائج الاختبار.دعم التعاون المتعدد المواقع وتحليل البيانات القابلة للتتبع.

تحسين اختبار التخطي القائم على الذكاء الاصطناعي: PILOT متوافق بشكل أصلي مع أدوات الذكاء الاصطناعي ويمكن تدريب ونشر النماذج لتحديد أنماط العيوب وتوقع النتائج وتخطي الاختبارات الزائدة بشكل ذكي ،وتحسين فعالية الاختبار.

نظام بيئي قوي للتشغيل المشترك: يمكن دمجها بسلاسة مع أدوات مثل Excel و MATLAB و Power BI ، وما إلى ذلك ، مما يساعد المستخدمين على إكمال تحليل البيانات وتوليد التقارير بكفاءة.
لقد حققت منصة PILOT حقا الانتقال من "التحقق الساكن" إلى "تنسيق المعلمات الديناميكية" ومن "اختبار نقطة واحدة" إلى "التعاون في العملية"،و هو مركز البرمجيات الأساسي الذي يدعم صناعة اختبار أتمتة رقاقة PIC على مستوى الوافر.

3منصة اختبار CTP10: محرك اختبار وظيفي عالي الدقة
CTP10 هي منصة اختبار أجهزة فوتونية عالية الأداء أطلقتها EXFO، مصممة خصيصًا للموجات الصوتية الصغيرة MZI،تصميم التحقق من المعلمات من الأجهزة السلبية والنشطة مثل المرشحات و VOA لديها مزايا الدقة العالية، تغطية واسعة ، وقابلية كبيرة للتوسع ، وهي واحدة من محركات الاختبار الرئيسية للتحقق الوظيفي من PIC. وتشمل المزايا الأساسية:
دقة البيكومتر الفرعي: يدعم المسح الطيفي 20fm لتلبية اختبار استجابة مجال التردد الدقيق لأجهزة حلقة ميكرو عالية Q.

تغطية طول موجة واسعة للغاية: تغطية كاملة النطاق 1240-1680nm ، مناسبة لسيناريوهات تطبيق متعددة مثل الاتصالات السلكية واللاسلكية ، اتصالات البيانات ، والاستشعار الحيوي.

نطاق ديناميكي عالي للغاية: نطاق ديناميكي لفقدان الإدراج > 70 ديسيبل، قادر على قياس معايير متعددة مثل IL و PDL والاستجابة الطيفية في مسح واحد.

دعم مجموعة القنوات المتعددة: يدعم القياس المتوازي لـ 100 قناة ، مناسبة لمتطلبات اختبار مجموعة الأجهزة عالية الكثافة مثل AWG والمفاتيح البصرية.

استقرار الليزر وتعقب المعايير: بنيت في DFB الليزر وحدة معايرة الطاقة، وتحقيق استقرار الإخراج وتتبع بيانات العملية الكاملة.

CTP10 يعتمد على تصميم وحداتي، يدعم التحكم المزدوج في خط الأوامر SCPI والواجهة الرسومية GUI، ويتكامل بسلاسة مع برنامج PILOT.بيئات التجربة والإنتاج الضخم، وهو الحل المرجعي في اختبار PIC الحالي الذي يجمع بين الدقة والسرعة والقدرة على التوسع.

مع الزيادة المستمرة في التكامل وتعقيد رقائق PIC ، ينتقل الاختبار من "التحقق من صحة" التقليدية إلى "التضمين المسبق". تستخدم EXFO محطة المسبار OPAL ،منصة قياس CTP10، وبرامج التشغيل الآلي PILOT لبناء نظام اختبار ذكي يغطي رقائق إلى الأنظمة، وتحقيق الارتباط بدقة عالية، التوازي متعدد القنوات، التحليل بمساعدة الذكاء الاصطناعي،والتصميم القائم على البيانات، وتسريع انتقال رقائق PIC من المختبر إلى تطبيقات واسعة النطاق.الاختبار يتطور من أداة مساعدة إلى قوة مركزية تدفع تحسين عمليات تصنيع الفوتونات والتعاون في الصناعة.