序言：大模型時代的物理極限與共封裝光學（CPO）的選擇

針對大模型訓練及AI推理對互聯(lián)帶寬的指數(shù)級增長需求，共封裝光學（Co-Packaged Optics, CPO）技術應運而生。CPO 通過將高密度的光引擎（Optical Engine, OE）與核心交換芯片（ASIC）或計算單元（XPU）在同一個 2.5D/3D 先進封裝基板上進行極近距離的異構集成，徹底摒棄長距離銅互聯(lián)走線，極大降低了寄生電容，顯著提升了高速信號的完整性。CPO這一革命性轉變，憑借其低功耗、高帶寬、高密度的顛覆性優(yōu)勢，將成為下一代數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)的核心方案。隨著英偉達、博通等國際頭部廠商加速推進CPO產(chǎn)業(yè)化，據(jù)Light Counting權威預測，全球CPO端口數(shù)量將在2026–2030年逐步上量，AI數(shù)據(jù)中心對3.2T/6.4T快速迭代的迫切需求，將驅動CPO整體市場規(guī)模迎來指數(shù)級增長。

然而，CPO高度集成的背后面臨的是呈幾何級數(shù)增長的容錯風險。在CPO時代，先進制程/先進封裝的成本越來越高，任何一個微小芯粒（Chiplet）及光電器件的失效，都將導致與之共封裝的、價值數(shù)萬美元的頂級算力芯片整顆報廢。因此，在組件進入最終封裝前，確保每一個裸芯片（Die）都是100%完美（Known Good Die, KGD），這更需要測試左移，嚴控良率以避免封裝后整體報廢，這成為了決定CPO產(chǎn)業(yè)能否實現(xiàn)高良率量產(chǎn)（HVM）的“生死命門”。

作為全球光通信測試解決方案的領軍者，聯(lián)訊儀器很早就敏銳地洞察到了這一產(chǎn)業(yè)痛點，憑借深耕光通信與半導體測試的深厚積淀，我們依托底層測試儀器自主研發(fā)能力，結合半導體自動化測試系統(tǒng)研發(fā)經(jīng)驗，提前布局完整CPO測試解決方案，目前已經(jīng)形成了針對CPO產(chǎn)業(yè)鏈的核心部件——CW高功率激光器、PIC硅光晶圓以及OE光引擎從晶圓廠（Fab）到封測代工廠（OSAT）再到系統(tǒng)設備商（OEM）的全棧式、端到端自動化測試解決方案。聯(lián)訊儀器在CPO測試的核心航道上，為全球HPC/AI產(chǎn)業(yè)鋪設一條堅如磐石的光電測試之橋。

01 聯(lián)訊儀器——光通信與半導體測試領域的領軍企業(yè)

在深度解析 CPO 測試技術之前，有必要全面了解聯(lián)訊儀器作為全球高端測試儀器與設備提供商的硬核實力與產(chǎn)業(yè)底蘊。

聯(lián)訊儀器的核心業(yè)務精準聚焦于光學與半導體測試解決方案。公司使命是在高性能計算與人工智能（HPC/AI）時代，以創(chuàng)新和質量提升全球新興科技行業(yè)測試效率。研發(fā)創(chuàng)新是聯(lián)訊儀器的核心競爭力。公司研發(fā)人員占比超過40%，年度研發(fā)投入持續(xù)保持在23%以上。依托在算法、軟件及硬件架構方面的深度整合，聯(lián)訊已形成高速信號測試、微弱模擬信號測試、復雜探針與分選測試三大技術平臺，累計獲得全球核心專利授權300余項。公司目前已形成高速通信測試、模擬信號測試、光芯片測試、功率半導體測試和存儲芯片測試共五大產(chǎn)品線。

02 CPO的“光動力”底座——CW高功率激光器測試

在CPO系統(tǒng)中，硅基材料本身由于是間接帶隙半導體，無法實現(xiàn)高效的受激輻射發(fā)光。因此，業(yè)界普遍采用外部激光源模塊（External Laser Source, ELS）或盲插拔光源模塊，通過磷化銦（InP）等 III-V 族化合物半導體材料制成的高功率連續(xù)波（CW）激光器，為硅光引擎提供澎湃的“光動力”。

由于CPO交換機內(nèi)部的核心ASIC發(fā)熱量極大，而激光器對高溫極其敏感（高溫會導致嚴重的波長漂移、輸出功率下降甚至災難性光學損傷），這些外部光源必須具備極端的長期可靠性。每顆激光器裸芯片及通過微光學封裝成CoC（Chip on Carrier）的光器件，均需經(jīng)過全面性能檢測與嚴苛的極限可靠性驗證。在這一至關重要的激光器前端測試環(huán)節(jié)，聯(lián)訊儀器的測試產(chǎn)品已形成突出的全球技術領先地位。

根據(jù)2025年的不完全統(tǒng)計，聯(lián)訊儀器在CW激光器裸芯片測試與CoC器件老化篩選測試產(chǎn)品市占率第一，全球頭部領先CW激光器芯片廠商都在使用聯(lián)訊儀器的設備進行大規(guī)模量產(chǎn)。展望2026年，隨著800G/1.6T光模塊、硅光需求的全面爆發(fā)及CPO的逐步量產(chǎn)，相關測試產(chǎn)品的營收也將呈現(xiàn)高速增長。

2.1 激光器裸芯片測試

為保障激光器芯片（Laser Diode）在投入后續(xù)封裝前的高良率，確保KGD交付，聯(lián)訊儀器自主研發(fā)了高度自動化的 LD 裸 Die 測試系統(tǒng)CT-820X和CT-830X系列。這些LD Die Tester測試系統(tǒng)提供了高精度 LIV（光功率-電流-電壓）極速掃描表征能力以及光譜掃描測試，可在極短時間內(nèi)完成對閾值電流、斜率效率及Kink等核心參數(shù)的精準提取。同時，系統(tǒng)內(nèi)置高分辨率光譜分析模塊，能夠靈敏捕捉高速調制下的邊模抑制比（SMSR）與中心波長漂移。在微米級純視覺定位與柔性探針技術的加持下，該設備不僅實現(xiàn)了業(yè)界領先的超高產(chǎn)出率（UPH），更確保了對脆弱 InP 裸 Die 測試過程的“零物理損傷”。

聯(lián)訊儀器的LD Die Tester測試系統(tǒng)主要有如下的關鍵特性和優(yōu)勢：

自研高耐磨高導熱的載臺，支持 -50~125℃ 的寬溫控。極致的導熱表現(xiàn)使芯片能承受比競品更高的飽和電流，精準測出真實的極限光功率，絕不誤篩任何一顆合格芯片。

搭載全自研 1μs 窄脈沖電源板卡，具備高精度輸出能力，精準滿足大功率 CW 激光器的脈沖 LIV 與脈沖光譜測試需求。

獨家專利的探針座設計，10 萬次扎針后力量偏差仍 ≤ ±0.5g。這將保障海量測試數(shù)據(jù)的高度一致性，同時大幅降低探針耗材成本與產(chǎn)線停機換針時間。

突出的UPH效率，單顆 DFB (脈沖) 測試周期低至 5.2 秒。配合 >99.5% 的 AI OCR 識別率與極低掉片率 (<0.1%) ，真正支撐起極速、全自動的規(guī)?；慨a(chǎn)。

無損視覺定位，提供四面 AOI 監(jiān)測功能，將微小瑕疵攔截在昂貴封裝前，實現(xiàn)芯片邊角的“零物理損傷” 。

2.2 CoC Burn-In系統(tǒng)

在化合物半導體領域，激光器芯片的生命周期失效率呈現(xiàn)典型的“浴缸曲線”。為有效攔截因潛在晶格缺陷導致“早期失效”的不良品，必須在高溫、大電流的高應力環(huán)境下進行加速老化（Burn-in）篩選。

聯(lián)訊儀器自主研發(fā)的 CoC（Chip on Carrier）老化與測試系統(tǒng)BI620X系列，單機可支持數(shù)千顆已貼片激光器的超大規(guī)模并發(fā)處理。系統(tǒng)搭載領先的高功率熱控制單元（Thermal Control Unit），在數(shù)百毫安的高強度恒流注入下，不僅能輸出極低紋波的純凈電流，更依托先進的散熱技術，將全場 CoC 工位的溫度波動與均勻度嚴格控制在極窄區(qū)間。該系統(tǒng)同時突破了傳統(tǒng)“盲老化”或離線測試的工藝瓶頸，創(chuàng)新性地實現(xiàn)了老化與實時原位測試（In-situ Test）的閉環(huán)，通過在老化周期內(nèi)全程高頻監(jiān)控光功率的衰減軌跡，并結合智能算法動態(tài)預測器件壽命，確保最終交付入 CPO 供應鏈的每一顆激光器均具備卓越的長期可靠性。

03 硅光晶圓級全自動測試

在共封裝光學（CPO）的制造鏈條中，晶圓廠（Fab）階段的良率控制是決定最終產(chǎn)品成本的命脈。硅光子集成電路（PIC）在進入極其昂貴的異構封裝流程前，必須在晶圓級別完成詳盡的光學與電學體檢。聯(lián)訊儀器憑借其深厚的光電測試底蘊，打造了市場領先的硅光晶圓級測試系統(tǒng)（sCT9002），近百臺的全球用戶裝機量及數(shù)萬片硅光晶圓的測試數(shù)據(jù)，展現(xiàn)出了頭部用戶對聯(lián)訊產(chǎn)品極高的認可度。

3.1 sCT9002：全自動化與全覆蓋的晶圓級測試平臺

sCT9002是一個高度集成的全自動化PIC硅光晶圓測試臺：

廣泛的晶圓兼容性：系統(tǒng)全面支持主流的 8 英寸至 12 英寸硅光晶圓，并能完美兼容 200μm 至 2000μm 的廣闊厚度范圍。

極致的自動化體驗：設備實現(xiàn)了晶圓上下料（Wafer Loading）與光學對準（Optical Alignment）的完全自動化 ，將人工干預降至最低。

寬溫距極限探測：系統(tǒng)搭載了高精度的溫度控制卡盤（Temperature-controlled chuck），支持在 25°C 至高達 150°C 的嚴苛溫度環(huán)境下進行測試 ，滿足嚴苛數(shù)據(jù)中心環(huán)境的可靠性驗證標準。

光、電、射頻三位一體：通過整合內(nèi)部資源，設備能夠在一套流程中同步完成光學（Optical）、直流電學（DC）以及高頻射頻（RF）的全面性能測試 。

3.2 高精度光學耦合技術

硅光晶圓測試的技術深水區(qū)在于納米級的光學對準。sCT9002在這一領域實現(xiàn)了全方位的技術突破：

全場景耦合支持：無論是傳統(tǒng)的表面光柵耦合（Grating Coupling, GC），還是難度極高的端面耦合（Edge Coupling, EC），系統(tǒng)均能輕松應對。同時，設備支持從單根光纖到復雜的光纖陣列（Fiber Arrays）的全面探測。

自研六軸與高精度SMU：底層硬件上，設備集成了完全自研的多通道SMU以及6自由度的 6 軸定位系統(tǒng)。

出色的耦合性能：典型尋優(yōu)對準耦合時長僅1.0秒，同時系統(tǒng)具備優(yōu)異的穩(wěn)定性和耦合重復性，且耦合重復誤差嚴格控制在0.2dB以內(nèi)，達到行業(yè)頂尖水準。

一鍵校準與極速切換：針對生產(chǎn)線頻繁的夾具更換需求，系統(tǒng)支持 FAU（光纖陣列單元，F(xiàn)iber Array Unit）的快速更換，并內(nèi)置了一鍵式自動校準功能，僅需 3 分鐘即可完成全部校準流程 ，極大提升了工廠的整體設備效率。

軟件靈活性：支持可定制的測試腳本，支持用戶自定義 Python 腳本，拖拽式 GUI 用于測試流程編輯，通過從機 (Slave) 模式進行遠程控制。

04 CPO測試——裸芯片級探針臺/分選機/ATE的整套測試解決方案提供商

在完成了激光器的嚴格篩選與硅光晶圓的良率驗證后，我們迎來了 CPO 制造工藝中最具挑戰(zhàn)性、價值密度最高的一環(huán)——光引擎（Optical Engine, OE）的測試。

光引擎通常通過臺積電的COUPE（緊湊型通用光子引擎）等 2.5D/3D 先進封裝技術，將處理光信號的PIC和驅動控制電信號的 EIC（包含 TIA 跨阻放大器、Driver驅動器等）通過微凸塊或者混合鍵合等先進封裝手段進行極細間距（Fine Pitch）的互連，最終集成高密度、全功能的超高速光電互聯(lián)系統(tǒng)，單通道速率最高可達6.4Tbps。

針對光引擎在不同封裝階段的具體形態(tài)，聯(lián)訊儀器以深入的市場調研、前瞻性的視野，重磅推出了兩款拳頭設備：適用OE AST測試的OPB8201 自動化分選機 與適用OE DLT測試的OPB8301 高精度探針臺，全面覆蓋了從“帶尾纖成品”，“帶光學插座半成品”，以及“裸晶圓切割 Die”等多種測試場景。聯(lián)訊儀器還提供配合OPB8201和OPB8301的高密度高速ATE SP9000e，聯(lián)訊儀器為極少數(shù)可以提供整套CPO OE測試解決方案的供應商。

聯(lián)訊儀器CPO OE Die測試方案已經(jīng)獲得國際頭部CPO客戶訂單。

4.1 OPB8201:CPO OE芯片級測試分選系統(tǒng)

在光引擎生產(chǎn)過程中，光引擎在進入最終的基板貼裝前，將預先安裝光學插座（Receptacle）以連接可插拔FAU (Detachable-FAU)。針對這類半成品光引擎，聯(lián)訊儀器提供了主打“全速測試”的 OPB8201 自動化分選機。

機械操控的極致藝術： 這臺龐大的自動化設備（尺寸：2750mm x 1700mm x 2180mm）擁有極高的機械柔性與精度。它采用模塊化設計，完美兼容業(yè)界標準的 Gel-Pak（凝膠盒）、定制化 Tray 盤等多種上下料載具 。其核心的 Pick & Place（拾取與放置）機械臂，在高速運轉下依然能保持驚人的10μm 定位精度。

“軟著陸”與高速電接觸的完美平衡：光引擎的基底極其脆弱，而要傳輸高達 100G 甚至 200G per lane 的高速信號，又需要探針與微凸塊之間保持足夠的接觸壓力以降低接觸電阻。OPB8201 創(chuàng)新性地引入了基于空氣阻尼設計的專屬測試插座（Air damper socket based design）。這種插座猶如極具彈性的“安全氣囊”，在提供高達 20kgf（千克力）定制化雙向接觸壓力的同時 ，實現(xiàn)了極度平滑的軟著陸，徹底杜絕了微裂紋對芯片的損傷。

極致的量產(chǎn)吞吐量與品質追溯： 設備內(nèi)部搭載了強大的測試資源矩陣，最高支持 4 個工位（Site）的絕對并行測試 。在 95% 綜合設備效率（OEE）的嚴格測算下，其單臺設備的產(chǎn)出率（UPH）高達驚人的 570 顆 。同時，測試全程處于 25℃ 至 125℃ 的寬溫距主動溫控環(huán)境中 ，結合擁有 30μm 超高分辨率的 6S AOI（自動光學檢測）系統(tǒng) ，以及遍布機臺的 QR 和 OCR 字符追蹤系統(tǒng) ，確保每一顆通過全速驗證的光引擎，都擁有一份無懈可擊、可全生命周期追溯的 KGD 電子護照。

4.2 OPB8301:CPO OE芯片級測試探針臺

當光引擎制程向最前沿演進（例如 臺積電的COUPE 架構），光引擎在完成 PIC 與 EIC 的 3D 堆疊并被切割分離（Singulated OE Die）后，往往是一個既沒有光學插座、也沒有尾纖的純粹“裸 Die”（OE Bare Die without Receptacle）。其表面的電氣微凸塊間距（Fine pitch）甚至縮小到了50μm 量級 。對這種形態(tài)的OE裸Die進行測試，被稱為晶粒級測試（Die Level Test, DLT）。

雙面探測，突破異構測試瓶頸：由于芯片極其微小，傳統(tǒng)的探針臺已無法支持光電接口異面的芯片。OPB8301 獨創(chuàng)了雙面探測技術（Dual-sided probing）：系統(tǒng)從頂部（Top）精準下壓高頻電學探針卡進行電氣互連，同時從底部（Bottom）伸出光學探頭進行光信號捕獲 。在這一過程中，通過極其精密的機械加工與動態(tài)補償算法，設備能將高難度的上下結構平面度誤差嚴格控制在20μm以內(nèi)，展現(xiàn)了令人嘆為觀止的系統(tǒng)剛性與幾何精度。

六自由度 Hexapods 與極速 FAU 耦合： 與 OPB8201 類似，OPB8301 也支持 4 工位并行測試與 20kgf 雙向接觸力 。但其真正的靈魂在于由六自由度并聯(lián)機構（Hexapods）與壓電納米平移臺（Piezo stage）組成的專屬耦合卡盤（Dedicated chuck）。

支持GC和EC耦合：OPB8301的主動耦合算法可支持EC和GC。在對準難度高、容差小的端面耦合（EC）場景下，系統(tǒng)僅需約 6 秒即可自動完成納米級對準尋優(yōu)，并將光損耗嚴格控制在小于0.3dB 以內(nèi)。

整機綜合能力：配合5μm 的電探針對準精度、常高溫、液冷及加熱墊主動熱管理系統(tǒng) ，OPB8301 為超細間距 OE 裸 Die 提供了堪稱完美的測試環(huán)境。

4.3 SP9000e: 高速高密度CPO ATE

聯(lián)訊儀器基于自身高速測試儀器的技術底蘊，結合聯(lián)訊儀器在半導體行業(yè)的設備開發(fā)經(jīng)驗，已成功開發(fā)適合CPO測試的高速高密度ATE SP9000e。

它支持最高 12 個擴展插槽（Slots），可根據(jù)客戶需求靈活配置各類高性能板卡資源，單臺機箱即可支持最高 4個測試工位的完全并行運轉 ：

極致的數(shù)字與控制資源：提供速率高達 1.6 Gbps 的數(shù)字矢量通道（0.9GVec），并內(nèi)置引腳參數(shù)測量單元（PPMU）。

澎湃的動力源（DPS）：針對 CPO 芯片內(nèi)部復雜的多核電壓域，設備可提供單通道 1.2A 乃至高達 25A 的大電流供電，甚至支持通道級聯(lián)（Ganged）以滿足極端峰值功耗測試需求。

sub-nA級的精密源表（PMU）：集成高精度源測量單元，其測量精度深達 sub-nA 級別，對任何微小的漏電流和晶體管級缺陷洞若觀火。

超高頻外部 BERT：直接在 DUT 板級提供高達 106 GBaud 的偽隨機比特序列（PRBS）碼型發(fā)生器與誤碼率（BER）捕獲能力。

另外，在 1.6Tbps 及更高速率的測試中，即使是幾厘米的同軸線纜，都會帶來不可容忍的信號衰減與相位抖動。聯(lián)訊儀器摒棄了傳統(tǒng)的“外接機柜拉線”模式，創(chuàng)新性地提出了 Tester-on-DUT-board（測試機直連待測板） 架構 。

在進行 OE DLT 測試時，其高速測試資源板塊將直接與 OPB8301 內(nèi)的探針卡實現(xiàn)高密度的硬連接（Hard docking）；在進行 OE AST 測試時，則通過極短的特制線纜與 OPB8201 內(nèi)部的 DUT 板相連 。這種“儀器貼臉”的設計，將信號鏈路的物理長度壓縮到了極致，最大程度保全了高頻射頻信號的完整性。

結語：聯(lián)訊儀器——CPO 產(chǎn)業(yè)的積極推動者

共封裝光學（CPO）正驅動半導體與光通信產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合。作為測試解決方案提供商，聯(lián)訊儀器深知在先進封裝體系中，高可靠性的測試是保障良率與控制成本的核心。聯(lián)訊儀器通過自主研發(fā)的CPO OE探針臺與分選機系統(tǒng)、高性能獨立儀表以及模塊化ATE測試平臺，覆蓋了CPO生產(chǎn)測試中的多個關鍵環(huán)節(jié)。我們致力于為全球客戶提供具備成本效益、可平滑演進的量產(chǎn)測試方案。聯(lián)訊儀器愿與全球合作伙伴同行，共同應對算力光網(wǎng)時代的測試挑戰(zhàn)。

審核編輯 黃宇