A medida que los centros de datos de IA continúan creciendo, la demanda de transmisión de datos más rápida y energéticamente eficiente aumenta rápidamente.
Las interconexiones eléctricas tradicionales enfrentan limitaciones crecientes en ancho de banda, consumo de energía y latencia. Esta es una de las razones por las que la Óptica Co-empaquetada (CPO) y la fotónica de silicio están atrayendo cada vez más atención como tecnologías de interconexión de próxima generación.
Pero hay un desafío que a menudo se pasa por alto:
El CPO puede estar listo para la comercialización, pero ¿están las pruebas de CPO listas para la producción en masa?
Según TrendForce, las pruebas siguen siendo uno de los cuellos de botella clave a medida que el CPO pasa del laboratorio hacia la producción en volumen. La plataforma COUPE de TSMC también apunta a la producción en volumen en 2026, acelerando aún más el desarrollo del ecosistema CPO.
¿Qué hace que las pruebas de CPO sean tan difíciles?
A diferencia de las pruebas tradicionales de CI electrónicos, el CPO combina tecnologías eléctricas y ópticas en el mismo paquete.
Una arquitectura CPO típica integra un Circuito Integrado Fotónico (PIC) con un Circuito Integrado Eléctrico (EIC). El componente combinado a menudo se denomina Motor Óptico (OE).
El PIC puede incluir:
Acopladores ópticos
Moduladores
Fotodetectores
Filtros ópticos
Guías de onda ópticas
Esto significa que las pruebas ya no se tratan solo del rendimiento eléctrico.
Los ingenieros también necesitan medir parámetros ópticos como:
Pérdida de Inserción (IL)
Pérdida Dependiente de la Polarización (PDL)
Responsividad
Pérdida de propagación de la guía de onda
Diafonía óptica
La combinación de pruebas eléctricas, ópticas y optoelectrónicas hace que las pruebas de CPO sean significativamente más complicadas que las pruebas convencionales de CI.
El Problema de Alineación
Uno de los mayores desafíos es la alineación óptica.
La luz necesita viajar desde una fibra óptica externa hacia una guía de onda óptica extremadamente pequeña. La diferencia en tamaño físico es enorme.
Según TrendForce, el área de sección transversal del núcleo de una fibra monomodo es de aproximadamente 78,5 µm², mientras que la guía de onda óptica puede ser de alrededor de 0,099 µm².
Eso significa que el núcleo de la fibra puede ser cientos de veces más grande que la guía de onda.
Incluso un pequeño error de posicionamiento puede resultar en una pérdida de acoplamiento significativa.
Esta es la razón por la que las pruebas de CPO requieren una alineación extremadamente precisa, junto con sondas ópticas avanzadas, visión artificial y sistemas de posicionamiento automatizados.
Hoy en día, algunos de estos procesos todavía implican operaciones manuales significativas. TrendForce estima que la inspección del 100% de un solo PIC puede tomar más de 100 segundos, creando un desafío importante para la fabricación de alto volumen.
Cuatro Etapas Clave de las Pruebas de CPO
Las pruebas de CPO no ocurren en una sola etapa. El proceso generalmente se puede dividir en cuatro niveles principales.
1. Pruebas a Nivel de Oblea del PIC
La primera etapa se centra en el circuito integrado fotónico en sí.
Las mediciones típicas incluyen:
Rendimiento eléctrico de CC
Potencia óptica
Pérdida óptica
Corriente oscura
Esta etapa es especialmente importante porque los PIC defectuosos pueden identificarse antes de que se unan con EIC costosos.
2. Pruebas a Nivel de Oblea de EIC-PIC
La siguiente etapa combina pruebas eléctricas y ópticas.
Las pruebas pueden incluir:
Rendimiento electro-óptico
Rendimiento opto-eléctrico
Pruebas de alta velocidad
Mediciones de parámetros S
3. Pruebas del Motor Óptico
A nivel del Motor Óptico, las pruebas se vuelven más completas.
Puede incluir:
- Pruebas de CC
Pruebas de alta velocidad
Calibración
Pruebas de bucle óptico
Mediciones de parámetros S
Esta etapa ayuda a identificar Motores Ópticos Conocidos como Buenos (KGOE, por sus siglas en inglés) antes del ensamblaje posterior.
4. Pruebas de Paquete Avanzado y Módulo
La etapa final se centra en el módulo completo.
El objetivo es verificar:
Funcionalidad a nivel de sistema
Rendimiento óptico
Comunicación de alta velocidad
Rendimiento del bucle óptico
Por Qué la OWAT Podría Ser la Etapa Más Importante
Entre estas etapas de prueba, la Prueba de Aceptación de Oblea Óptica (OWAT, por sus siglas en inglés) es particularmente importante.
La razón es simple:
Detectar defectos tempranamente.
Los PIC generalmente se fabrican utilizando nodos de proceso relativamente maduros, mientras que los EIC pueden involucrar procesos de nodo avanzado mucho más costosos.
Si un PIC defectuoso se descubre solo después de haber sido unido con un EIC costoso, la pérdida resultante puede ser significativa.
Por lo tanto, las pruebas tempranas a nivel de oblea pueden ayudar a reducir:
Desperdicio de EIC
Pérdidas de empaquetado
Costos de prueba
Tiempo de fabricación
Para que la CPO alcance la producción en alto volumen, mejorar las pruebas ópticas a nivel de oblea y la automatización será fundamental.
¿Quién Está Construyendo el Ecosistema de Pruebas de CPO?
El mercado de pruebas de CPO está atrayendo a empresas de varias partes de la industria de equipos semiconductores.
Los líderes tradicionales de ATE como Advantest y Teradyne se están expandiendo hacia las pruebas fotónicas mediante asociaciones y adquisiciones.
Al mismo tiempo, empresas como FormFactor, Keysight, Chroma, ficonTEC y Enlitech están desarrollando soluciones de sondeo óptico, medición, alineación y pruebas de confiabilidad.
Por ejemplo, Advantest y FormFactor han trabajado en soluciones de pruebas fotónicas que incorporan capacidades avanzadas de alineación óptica.
Teradyne y ficonTEC también han desarrollado soluciones de prueba a nivel de oblea y a nivel de dado para silicio fotónico.
Mientras tanto, Keysight aporta tecnologías de medición de alta velocidad y caracterización óptica al ecosistema de pruebas de CPO.
Estos desarrollos muestran que las pruebas de CPO se están convirtiendo en un mercado multidisciplinario en lugar de un mercado de ATE tradicional únicamente.
Las Pruebas de CPO Se Están Convirtiendo en una Nueva Oportunidad para los Semiconductores
El crecimiento de la IA está impulsando a la industria de semiconductores más allá del rendimiento informático.
El rendimiento de interconexión se está volviendo igualmente importante.
A medida que los clústeres de IA se agrandan, mover cantidades masivas de datos entre GPU, switches, memoria y otros componentes crea desafíos crecientes de ancho de banda y consumo de energía.
Esta es una de las razones por las que la CPO está atrayendo atención.
TrendForce espera que los mercados de CPO y NPO se expandan significativamente a medida que la infraestructura de IA continúe escalando, con el mercado combinado proyectado a superar los US$39 mil millones para 2030.
Pero antes de que la CPO pueda alcanzar la verdadera producción en masa, la industria aún necesita resolver varios problemas críticos:
Mejor alineación.
Mayor velocidad de prueba.
Más automatización.
Menores costos de prueba.
Métodos de prueba más estandarizados.
Reflexiones Finales
La CPO ya no es solo un concepto de laboratorio.
A medida que los centros de datos de IA demandan mayor ancho de banda y menor consumo de energía, las interconexiones ópticas se están convirtiendo en una parte cada vez más importante del ecosistema de semiconductores.
Sin embargo, construir la tecnología es solo una parte del desafío.
La capacidad de probarlo de forma rápida, precisa y económica puede determinar en última instancia la velocidad con la que CPO puede escalar.
Para los fabricantes de semiconductores, proveedores de equipos, empresas de componentes y socios de la cadena de suministro, las pruebas de CPO son un área que merece un seguimiento cercano.
El próximo avance en la infraestructura de IA puede no provenir únicamente de chips más rápidos.
Puede provenir de mejores formas de probarlos y conectarlos.
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ICALLCHIP Electronics LLC ofrece soluciones integrales de abastecimiento para componentes electrónicos, apoyando a fabricantes de semiconductores y electrónica, distribuidores y equipos de ingeniería con abastecimiento de componentes, soporte de BOM y soluciones de cadena de suministro.
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