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矽光子分析測試服務

PIC 分析與 IL 檢測,精準掌握光訊號損耗與元件效能

隨著 AI 運算快速發展,資料傳輸瓶頸正逐漸從「電」轉向「光」,矽光子積體光路(Photonic Integrated Circuit, PIC)透過晶片化整合光波導、光調變器、光偵測器及耦合元件,已成為高速光通訊與共同封裝光學(CPO)的關鍵技術。

 

閎康建置業界首創的「矽光子晶圓與晶片光電分析檢測平台」,整合自動化溫控探針台、奈米級對準硬體、全波段近紅外光學影像及半導體材料分析技術,提供從 PIC 分析、晶圓級光電測試、IL 量測、光學失效定位到材料根因解析的一站式服務,協助客戶掌握矽光子元件與 CPO 封裝的效能及良率瓶頸,加速產品驗證與商業化。

什麼是矽光子?

矽光子(Silicon Photonics, SiPh)是一項以矽材料及半導體製程為基礎,將光訊號的傳輸、調製、耦合、分波與偵測等功能整合於晶片上的技術。其主要元件包括光波導、光耦合器、分光器、光調變器及光偵測器等;其中,光波導如同電子積體電路中的金屬導線,負責引導光訊號在各元件之間傳輸,當多種光學元件整合於同一晶片上,便形成光子積體電路(PIC, Photonic Integrated Circuit),作為矽光子系統進行光訊號傳輸與光電轉換的重要核心。

 

隨著人工智慧、高效能運算及資料中心的資料傳輸需求快速成長,傳統電連結逐漸面臨頻寬、傳輸延遲、功耗與發熱等瓶頸。矽光子透過光連結輔助或部分取代電連結,有助於提升資料傳輸速度與頻寬,同時降低互連產生的能耗與熱量。此外,矽光子具備高整合度、小型化、可與既有 CMOS 半導體製程相容及大規模製造等優勢,因此已成為高速光通訊、晶片間光連結及共同封裝光學(CPO)的關鍵技術。

PIC 分析與光波導插入損耗(IL)檢測
從晶圓級測試到失效根因解析

矽光子 PIC 分析與 IL 量測服務

閎康提供矽光子(Silicon Photonics, SiPh)晶圓及晶片層級的 PIC 分析與光電測試服務,涵蓋 PIC 晶圓級測試、光波導插入損耗(IL)量測、光纖與晶片耦合測試、主動光電元件測試、NIR 光損定位、OFA 光學失效分析及材料失效根因分析,協助客戶掌握矽光子元件的光學響應、訊號損耗、缺陷位置與製程異常。

 

PIC 分析與矽光子晶圓級光電測試

透過自動化溫控探針台進行 PIC 晶圓級光電測試,包含光輸入/光輸出(Optical-to-Optical, O-O)傳輸測試、波長掃描(Wavelength Scan)及不同溫度條件下的元件特性分析,掌握矽光子晶圓與晶片的光學響應、傳輸效能及溫度變化特性。

 

光波導插入損耗(IL)、偏振相關損耗(Polarization Dependent Loss, PDL)與回波損耗(RL)測試

提供光波導插入損耗量測(Insertion Loss, IL)、偏振相關損耗量測(Polarization Dependent Loss, PDL)及回波損耗量測(Return Loss, RL),分析光訊號通過耦合結構、光波導或光學元件後的功率衰減、不同偏振狀態下的損耗差異及反射情形,協助評估光訊號傳輸品質、元件效能及製程穩定性。

 

NIR 光損分析、漏光缺陷與波導異常定位

運用全波段近紅外光學影像分析(Near-Infrared Imaging, NIR Imaging),在不破壞元件的情況下進行光損分析、漏光缺陷定位及光波導異常分析,快速辨識局部漏光、異常衰減與光訊號傳輸路徑中的缺陷位置。

 

光纖與 PIC 晶片耦合測試

支援光柵耦合器(Grating Coupler, GC)測試、邊緣耦合器(Edge Coupler, EC)測試及耦合效率量測,協助評估光纖與 PIC 晶片之間的光訊號轉移效率、耦合損耗與對準品質。

 

E-O/O-E 主動光電元件測試

針對光調變器(Modulator)進行 E-O 電光轉換測試,並針對光偵測器(Photodetector)進行 O-E 光電轉換測試,分析主動光電元件的靜態與動態特性,包括眼圖(Eye Diagram)與誤碼率(BER, Bit Error Rate)測試,評估高速數位通訊與訊號完整性(Signal Integrity)時最核心的指標,掌握元件的光電轉換效能及高速訊號傳輸表現。

 

矽光子 OFA 光學失效分析

提供矽光子光學失效分析(Optical Failure Analysis, OFA),由光訊號異常、光功率衰減或漏光位置出發,結合光電量測與 NIR 光學影像分析,快速縮小 PIC 元件的失效範圍,提升後續缺陷定位與根因分析效率。

 

PIC 材料失效與製程根因分析

運用 SEM(掃描式電子顯微鏡)、FIB(聚焦離子束顯微鏡)、TEM(穿透式電子顯微鏡)、STEM(掃描穿透式電子顯微鏡)、SIMS(二次離子質譜儀)及 SCM(掃描式電容顯微鏡)等分析技術,觀察光波導側壁粗糙度、材料介面、摻雜濃度與深度分布及微結構缺陷,追溯影響 PIC 元件效能、製程穩定性與產品良率的失效根因。

矽光子 PIC 測試項目與關鍵量測指標
精準掌握光訊號損耗與元件效能

閎康矽光子分析檢測平台可針對晶圓及晶片層級的 PIC,提供自動化、高重複性的光電特性量測與失效分析服務,檢測範圍涵蓋光纖與晶片耦合介面、光波導、光調變器及光偵測器等主被動元件,其中光導插入損耗(Insertion Loss, IL)測試可量測光訊號由輸入端通過耦合結構、光波導或光學元件後的功率衰減,協助評估光耦合效率、訊號傳輸品質及製程穩定性。

 

測試分類 核心檢測對象 關鍵量測項目 (KPIs) 價值與技術亮點
光學基本功與效能分析 全晶片 / 全元件 (基本光學響應驗證)
  • 插入損耗 (IL)
  • 反射損耗 (RL)
  • 波長掃描 (Wavelength Scan)
  • 優化傳輸品質:精準量測衰減與反射,把關訊號完整性。
  • 完整光譜分析:高效掃描,掌握寬頻譜下的元件響應。
被動元件檢測
(Passive Testing)
光纖與晶片介面
  • 邊緣耦合 (EC)
  • 光柵耦合 (GC)

耦合強度 (Coupling Strength)

突破封裝對準痛點:精確評估光轉移效率,加速封裝製程優化。
光訊號傳輸通道
  • 光波導 (WG, Waveguide)

漏光位置分析 (Optical Loss Location)

良率改善利器:精確抓出波導缺陷與漏光點,快速優化晶片製程。
主動元件檢測
(Active Testing)
光電轉換核心
  • 光調變器 (Modulator)
  • 光偵測器 (Detector)

主動元件動態與靜態特性檢測

高速效能驗證:確保 200G/通道 以上的高速動態傳輸與轉換穩定性
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葛先生 YuFeng Ko

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