硅光芯片制造技術走向成熟，硅光晶圓測試測量全新解決方案，產業發展迎來新契機

在 AI 技術飛速發展的當下，AI 服務器對數據傳輸速率的要求急劇攀升，而融合了硅芯片工藝流程與光電子高速率、高能效優勢的硅光芯片，成為解決這一需求的關鍵所在。2025 年，從政策規劃到技術突破，再到產業化推進，多項進展清晰地顯示出硅光芯片的制造工藝正逐步走向成熟。

政策層面為硅光芯片產業發展注入了強大動力。國內多個省份紛紛出臺相關政策支持硅光芯片產業創新發展。湖南省人民政府在《加快“世界光谷” 建設行動計劃》中明確提出，到 2025 年完成 12 英寸基礎硅光流片工藝開發，形成國際領先的硅光晶圓代工和生產制造能力。《廣東省加快推動光芯片產業創新發展行動方案 (2024—2030 年)》也著重強調，支持光芯片相關部件和工藝的研發及優化，其中就包括硅光集成、異質集成等光芯片相關制造工藝的研發和持續優化，為產業發展指明了方向。

一、硅光芯片的技術創新

技術突破是硅光芯片制造工藝走向成熟的核心標志。在技術創新方面，復旦大學信息科學與工程學院張俊文研究員、遲楠教授與相關研究團隊開展合作，提出基于多維光子復用的創新范式，成功實現了在時域、空域、頻域的多維并行信號傳輸。基于此，團隊設計并研制出一款硅光集成高階模式復用器芯片，該芯片實現了每秒 38Tb 的數據傳輸速度，這意味著其可在 1 秒內完成大模型 4.75 萬億參數傳遞，極大地提升了數據傳輸效率。

國際企業在硅光芯片技術上的探索也成果顯著。英偉達在 2024 年 12 月的 IEDM 2024 上展示了與臺積電合作開發的硅光子原型。據臺積電介紹，該原型采用的 COUPE 技術使用 SoIC-X 芯片堆疊技術，將電子裸片堆疊在光子裸片上，從而在 die-to-die（裸片與裸片）接口提供更低電阻和更高能效，為硅光芯片性能提升開辟了新路徑。

同時，硅光芯片制造中的關鍵難題—— 對準瓶頸也得到了有效突破。傳統單通道對準效率低下，而新型快速多通道光子對準系統（FMPA）通過固件驅動的并行對準技術，實現 6 自由度同步優化，將對準時間從數十秒大幅縮短至 250-400 毫秒，且精度達到納米級，這一突破成功解決了硅光子晶圓級測試與封裝的規模化難題。目前，該技術已集成至 Cascade Microtech 等廠商的探針臺，有力推動了硅光子從實驗室走向量產。

二、硅光測試技術和設備

在硅光芯片制造技術逐步成熟的進程中，測試技術與設備發揮著舉足輕重的作用，它們是保障芯片性能與質量、推動產業從實驗室走向大規模商用的關鍵支撐。

1，國內進展

從國內來看，諸多企業和機構在硅光芯片測試領域取得了顯著進展。

• 武漢普賽斯電子股份有限公司作為國內唯一一家實現光通信裝備垂直整合的專精特新“小巨人” 企業，深耕半導體測試領域長達 15 年 。其自主研發的光芯片檢測設備，憑借微秒級精度，能夠對光芯片完成功率檢測、電性能驗證等全流程測試，覆蓋了國內 80% 的光通信企業。在硅光技術方面，普賽斯聯合高校開發了偏振控制與檢測等光學儀器，歷經兩年成功攻克技術難題，目前相關技術已步入產業化階段 。

• 思儀科技則針對 800G/1.6T 高速光模塊、光芯片的測試需求，推出了具備 145GHz 大帶寬、pm 級高測試精度且覆蓋 350nm - 2500nm 寬波長范圍的測試解決方案 。該方案可應用于硅光芯片、電光調制器、WSS 等光器件的測試，能夠實現高精度光信號產生、光譜特性分析、復雜光電網絡參數測試、相干激光特性測試、偏振相關控制與測試以及光器件微米級診斷，為光通信設備制造商、運營商以及科研機構提供了有力的測試支持 。

• 在測試設備方面，聯合微電子中心有限責任公司擁有自主研發的芯片自動測試系統 。該系統可在無人操控的情況下，對硅光芯片展開自動化測試，極大地提升了測試效率與準確性。并且，其打造的國內首個全流程的硅基光電子封裝測試平臺，實現了高密度光纖陣列與硅光芯片的耦合封裝等技術，在業內率先發布《硅基光電子芯片封裝規則》，為硅光芯片的封裝測試提供了重要的標準參考 。

• 北京電子城 IC/PIC 創新中心的光電芯片封裝測試驗證平臺，以硅光技術為核心，為光電芯片設計的初創企業、高校和研究院所團隊，提供從光電芯片到模塊的一站式定制化封裝和測試驗證服務 。該平臺有效縮短了芯片封測周期，將原本需要 9 個月才能完成的芯片到封裝好的模塊原型的時間，縮短至 3 個月 。

2，國際進展

在國際舞臺上，眾多企業和研究機構在硅光芯片測試技術與設備領域各展所長，推動著行業的進步。

• 美國的是德科技聯合 FormFactor 與新加坡的 CompoundTek Pte Ltd，共同開發出硅光晶圓上測試解決方案。該方案具備自動對準功能，還能同步進行光信號和光電器件測試 。其中，FormFactor 的 CM300xi - SiPh 擁有自動晶圓級光信號定位能力，搭配是德科技符合行業標準的 IL/PDL 引擎和 N7700A 光通信應用套件（PAS），在 1240nm 到 1650nm 的雙向掃描中，重復波長精度可達 ±1.5pm，掃描速度最高達 200nm/s，確保了從 O 波段到 L 波段測試的精度與可重復性 。是德科技的 N4373E 67GHz 光波元器件分析儀，在光接收機和光發射機測試中展現出出色帶寬，保障了電光 S 參數測量的規范性與設備的可追溯性 。同時，FormFactor 的 SiPh 軟件實現了自動校準和對齊，并簡化了與是德科技 PathWave 軟件平臺及光通信儀器的集成，提升了使用的便捷性 。

  CompoundTek Pte Ltd 還在新加坡啟動了東南亞首個硅光子測試服務中心，該中心測試服務獨立于代工服務，非 CompoundTek 客戶也能使用其開放式測試平臺 。中心內的設備可實現快速且可重現的光學耦合，涵蓋 6 軸探針位置優化和偏振對準功能，能進行光學領域常規 DC 和 RF 電氣測試的晶圓探測，同時支持 O 波段和 C 波段，還可測試高達 67GHz 的電光組件，適用于 400Gbit/s 及以上的電光組件 。

  

  
  

全自動集成硅光探測系統-CM300xi-SiPH

• 美國推出的全球首款全硅八通道雪崩光電探測器芯片，采用標準硅光子工藝制造，與標準多項目晶圓運行完全兼容 。在對該芯片的測試中，其八個通道均展現出卓越的性能與一致性，響應度達 0.4AW^-1，暗電流低至 1nA，帶寬高達 40GHz，每通道支持 160Gbs^-1 的數據傳輸速率，總數據傳輸速率高達 1.28Tbs^-1，相鄰通道之間的串擾低于 - 50dB 。這樣的測試結果為未來高速、低成本光網絡的構建奠定了基礎。

• 德國的 ficonTEC 作為光電子封測行業重要的設備提供商，在硅光芯片測試設備方面技術領先 。其生產的設備廣泛應用于硅光芯片的晶圓測試、耦合封裝等環節，特別是在硅光、CPO 及 LPO 耦合、封裝測試領域，能夠為相關技術提供整體工藝解決方案 。ficonTEC 憑借在全自動耦合設備等領域建立的技術壁壘，與英特爾、思科、博通、英偉達等世界知名企業在數據中心、AI 等眾多應用領域展開了廣泛合作 。

  
  

總體而言，硅光芯片測試技術與設備正朝著高精度、高速度、自動化以及標準化的方向發展 。隨著技術的不斷創新，從高精度測試儀器到自動化測試平臺，從針對特定芯片的性能測試到涵蓋全流程的工藝解決方案，這些測試手段將在保障硅光芯片性能、加速產品迭代以及推動產業規模化發展等方面持續發揮關鍵作用 。不過，當前測試領域仍面臨著測試成本較高、部分測試標準不統一等挑戰，需要產業界和科研機構進一步探索解決方案，以推動硅光芯片產業更高效、健康地發展 。

三、硅光應用產業化

在產業化方面，國內企業同樣取得了令人矚目的進展。中國信科發起成立的國家信息光電子創新中心聯合開發的 12 英寸硅光工藝線預計今年底正式建成，該工藝可支持 40 納米小尺寸硅光波導結構的生產制造，這將大幅降低開發驗證周期，保障大規模芯片交付，實現國產芯片從設計到生產的完全國產化。群發光芯也在 4 月 27 日召開了 OPA 中試線投產及產品發布會，其 OPA 中試線以低損耗厚膜氮化硅制造工藝為核心，能夠助力多種類型硅光器件加工。建成的六英寸硅光生產線具備光刻、刻蝕、成膜等全工藝流程能力，形成了具有自主知識產權的高端硅光芯片工藝解決方案。

總之，硅光芯片制造技術在政策支持、工藝開發、傳輸速率、芯片堆疊、測試技術及產業化等多方面均取得了顯著進展，正逐步走向成熟。不過，該領域仍面臨一些挑戰，如進一步降低成本、提高良品率等。隨著技術的持續創新和產業的不斷完善，硅光芯片有望在數據中心、人工智能、智能駕駛等領域得到更廣泛應用，為相關產業的發展注入強勁動力。