领航CPO测试：联讯仪器在CPO测试全赛道的深度布局与技术突破

序言：大模型时代的物理极限与共封装光学（CPO）的选择

针对大模型训练及AI推理对互联带宽的指数级增长需求，共封装光学（Co-Packaged Optics, CPO）技术应运而生。CPO 通过将高密度的光引擎（Optical Engine, OE）与核心交换芯片（ASIC）或计算单元（XPU）在同一个 2.5D/3D 先进封装基板上进行极近距离的异构集成，彻底摒弃长距离铜互联走线，极大降低了寄生电容，显著提升了高速信号的完整性。CPO这一革命性转变，凭借其低功耗、高带宽、高密度的颠覆性优势，将成为下一代数据中心光互联的核心方案。随着英伟达、博通等国际头部厂商加速推进CPO产业化，据Light Counting权威预测，全球CPO端口数量将在2026–2030年逐步上量，AI数据中心对3.2T/6.4T快速迭代的迫切需求，将驱动CPO整体市场规模迎来指数级增长。

然而，CPO高度集成的背后面临的是呈几何级数增长的容错风险。在CPO时代，先进制程/先进封装的成本越来越高，任何一个微小芯粒（Chiplet）及光电器件的失效，都将导致与之共封装的、价值数万美元的顶级算力芯片整颗报废。因此，在组件进入最终封装前，确保每一个裸芯片（Die）都是100%完美（Known Good Die, KGD），这更需要测试左移，严控良率以避免封装后整体报废，这成为了决定CPO产业能否实现高良率量产（HVM）的“生死命门”。

作为全球光通信测试解决方案的领军者，联讯仪器很早就敏锐地洞察到了这一产业痛点，凭借深耕光通信与半导体测试的深厚积淀，我们依托底层测试仪器自主研发能力，结合半导体自动化测试系统研发经验，提前布局完整CPO测试解决方案，目前已经形成了针对CPO产业链的核心部件——CW高功率激光器、PIC硅光晶圆以及OE光引擎从晶圆厂（Fab）到封测代工厂（OSAT）再到系统设备商（OEM）的全栈式、端到端自动化测试解决方案。联讯仪器在CPO测试的核心航道上，为全球HPC/AI产业铺设一条坚如磐石的光电测试之桥。

01 联讯仪器——光通信与半导体测试领域的领军企业

在深度解析 CPO 测试技术之前，有必要全面了解联讯仪器作为全球高端测试仪器与设备提供商的硬核实力与产业底蕴。

联讯仪器的核心业务精准聚焦于光学与半导体测试解决方案。公司使命是在高性能计算与人工智能（HPC/AI）时代，以创新和质量提升全球新兴科技行业测试效率。研发创新是联讯仪器的核心竞争力。公司研发人员占比超过40%，年度研发投入持续保持在23%以上。依托在算法、软件及硬件架构方面的深度整合，联讯已形成高速信号测试、微弱模拟信号测试、复杂探针与分选测试三大技术平台，累计获得全球核心专利授权300余项。公司目前已形成高速通信测试、模拟信号测试、光芯片测试、功率半导体测试和存储芯片测试共五大产品线。

02 CPO的“光动力”底座——CW高功率激光器测试

在CPO系统中，硅基材料本身由于是间接带隙半导体，无法实现高效的受激辐射发光。因此，业界普遍采用外部激光源模块（External Laser Source, ELS）或盲插拔光源模块，通过磷化铟（InP）等 III-V 族化合物半导体材料制成的高功率连续波（CW）激光器，为硅光引擎提供澎湃的“光动力”。

由于CPO交换机内部的核心ASIC发热量极大，而激光器对高温极其敏感（高温会导致严重的波长漂移、输出功率下降甚至灾难性光学损伤），这些外部光源必须具备极端的长期可靠性。每颗激光器裸芯片及通过微光学封装成CoC（Chip on Carrier）的光器件，均需经过全面性能检测与严苛的极限可靠性验证。在这一至关重要的激光器前端测试环节，联讯仪器的测试产品已形成突出的全球技术领先地位。

根据2025年的不完全统计，联讯仪器在CW激光器裸芯片测试与CoC器件老化筛选测试产品市占率第一，全球头部领先CW激光器芯片厂商都在使用联讯仪器的设备进行大规模量产。展望2026年，随着800G/1.6T光模块、硅光需求的全面爆发及CPO的逐步量产，相关测试产品的营收也将呈现高速增长。

2.1 激光器裸芯片测试

为保障激光器芯片（Laser Diode）在投入后续封装前的高良率，确保KGD交付，联讯仪器自主研发了高度自动化的 LD 裸 Die 测试系统CT-820X和CT-830X系列。这些LD Die Tester测试系统提供了高精度 LIV（光功率-电流-电压）极速扫描表征能力以及光谱扫描测试，可在极短时间内完成对阈值电流、斜率效率及Kink等核心参数的精准提取。同时，系统内置高分辨率光谱分析模块，能够灵敏捕捉高速调制下的边模抑制比（SMSR）与中心波长漂移。在微米级纯视觉定位与柔性探针技术的加持下，该设备不仅实现了业界领先的超高产出率（UPH），更确保了对脆弱 InP 裸 Die 测试过程的“零物理损伤”。

联讯仪器的LD Die Tester测试系统主要有如下的关键特性和优势：

自研高耐磨高导热的载台，支持 -50~125℃ 的宽温控。极致的导热表现使芯片能承受比竞品更高的饱和电流，精准测出真实的极限光功率，绝不误筛任何一颗合格芯片。

搭载全自研 1µs 窄脉冲电源板卡，具备高精度输出能力，精准满足大功率 CW 激光器的脉冲 LIV 与脉冲光谱测试需求。

独家专利的探针座设计，10 万次扎针后力量偏差仍 ≤ ±0.5g。这将保障海量测试数据的高度一致性，同时大幅降低探针耗材成本与产线停机换针时间。

突出的UPH效率，单颗 DFB (脉冲) 测试周期低至 5.2 秒。配合 >99.5% 的 AI OCR 识别率与极低掉片率 (<0.1%) ，真正支撑起极速、全自动的规模化量产。

无损视觉定位，提供四面 AOI 监测功能，将微小瑕疵拦截在昂贵封装前，实现芯片边角的“零物理损伤” 。

2.2 CoC Burn-In系统

在化合物半导体领域，激光器芯片的生命周期失效率呈现典型的“浴缸曲线”。为有效拦截因潜在晶格缺陷导致“早期失效”的不良品，必须在高温、大电流的高应力环境下进行加速老化（Burn-in）筛选。

联讯仪器自主研发的 CoC（Chip on Carrier）老化与测试系统BI620X系列，单机可支持数千颗已贴片激光器的超大规模并发处理。系统搭载领先的高功率热控制单元（Thermal Control Unit），在数百毫安的高强度恒流注入下，不仅能输出极低纹波的纯净电流，更依托先进的散热技术，将全场 CoC 工位的温度波动与均匀度严格控制在极窄区间。该系统同时突破了传统“盲老化”或离线测试的工艺瓶颈，创新性地实现了老化与实时原位测试（In-situ Test）的闭环，通过在老化周期内全程高频监控光功率的衰减轨迹，并结合智能算法动态预测器件寿命，确保最终交付入 CPO 供应链的每一颗激光器均具备卓越的长期可靠性。

03 硅光晶圆级全自动测试

在共封装光学（CPO）的制造链条中，晶圆厂（Fab）阶段的良率控制是决定最终产品成本的命脉。硅光子集成电路（PIC）在进入极其昂贵的异构封装流程前，必须在晶圆级别完成详尽的光学与电学体检。联讯仪器凭借其深厚的光电测试底蕴，打造了市场领先的硅光晶圆级测试系统（sCT9002），近百台的全球用户装机量及数万片硅光晶圆的测试数据，展现出了头部用户对联讯产品极高的认可度。

3.1 sCT9002：全自动化与全覆盖的晶圆级测试平台

sCT9002是一个高度集成的全自动化PIC硅光晶圆测试台：

广泛的晶圆兼容性：系统全面支持主流的 8 英寸至 12 英寸硅光晶圆，并能完美兼容 200µm 至 2000µm 的广阔厚度范围。

极致的自动化体验：设备实现了晶圆上下料（Wafer Loading）与光学对准（Optical Alignment）的完全自动化 ，将人工干预降至最低。

宽温距极限探测：系统搭载了高精度的温度控制卡盘（Temperature-controlled chuck），支持在 25°C 至高达 150°C 的严苛温度环境下进行测试 ，满足严苛数据中心环境的可靠性验证标准。

光、电、射频三位一体：通过整合内部资源，设备能够在一套流程中同步完成光学（Optical）、直流电学（DC）以及高频射频（RF）的全面性能测试 。

3.2 高精度光学耦合技术

硅光晶圆测试的技术深水区在于纳米级的光学对准。sCT9002在这一领域实现了全方位的技术突破：

全场景耦合支持：无论是传统的表面光栅耦合（Grating Coupling, GC），还是难度极高的端面耦合（Edge Coupling, EC），系统均能轻松应对。同时，设备支持从单根光纤到复杂的光纤阵列（Fiber Arrays）的全面探测。

自研六轴与高精度SMU：底层硬件上，设备集成了完全自研的多通道SMU以及6自由度的 6 轴定位系统。

出色的耦合性能：典型寻优对准耦合时长仅1.0秒，同时系统具备优异的稳定性和耦合重复性，且耦合重复误差严格控制在0.2dB以内，达到行业顶尖水准。

一键校准与极速切换：针对生产线频繁的夹具更换需求，系统支持 FAU（光纤阵列单元，Fiber Array Unit）的快速更换，并内置了一键式自动校准功能，仅需 3 分钟即可完成全部校准流程 ，极大提升了工厂的整体设备效率。

软件灵活性：支持可定制的测试脚本，支持用户自定义 Python 脚本，拖拽式 GUI 用于测试流程编辑，通过从机 (Slave) 模式进行远程控制。

04 CPO测试——裸芯片级探针台/分选机/ATE的整套测试解决方案提供商

在完成了激光器的严格筛选与硅光晶圆的良率验证后，我们迎来了 CPO 制造工艺中最具挑战性、价值密度最高的一环——光引擎（Optical Engine, OE）的测试。

光引擎通常通过台积电的COUPE（紧凑型通用光子引擎）等 2.5D/3D 先进封装技术，将处理光信号的PIC和驱动控制电信号的 EIC（包含 TIA 跨阻放大器、Driver驱动器等）通过微凸块或者混合键合等先进封装手段进行极细间距（Fine Pitch）的互连，最终集成高密度、全功能的超高速光电互联系统，单通道速率最高可达6.4Tbps。

针对光引擎在不同封装阶段的具体形态，联讯仪器以深入的市场调研、前瞻性的视野，重磅推出了两款拳头设备：适用OE AST测试的OPB8201 自动化分选机 与适用OE DLT测试的OPB8301 高精度探针台，全面覆盖了从“带尾纤成品”，“带光学插座半成品”，以及“裸晶圆切割 Die”等多种测试场景。联讯仪器还提供配合OPB8201和OPB8301的高密度高速ATE SP9000e，联讯仪器为极少数可以提供整套CPO OE测试解决方案的供应商。

联讯仪器CPO OE Die测试方案已经获得国际头部CPO客户订单。

4.1 OPB8201:CPO OE芯片级测试分选系统

在光引擎生产过程中，光引擎在进入最终的基板贴装前，将预先安装光学插座（Receptacle）以连接可插拔FAU (Detachable-FAU)。针对这类半成品光引擎，联讯仪器提供了主打“全速测试”的 OPB8201 自动化分选机。

机械操控的极致艺术： 这台庞大的自动化设备（尺寸：2750mm x 1700mm x 2180mm）拥有极高的机械柔性与精度。它采用模块化设计，完美兼容业界标准的 Gel-Pak（凝胶盒）、定制化 Tray 盘等多种上下料载具 。其核心的 Pick & Place（拾取与放置）机械臂，在高速运转下依然能保持惊人的10µm 定位精度。

“软着陆”与高速电接触的完美平衡：光引擎的基底极其脆弱，而要传输高达 100G 甚至 200G per lane 的高速信号，又需要探针与微凸块之间保持足够的接触压力以降低接触电阻。OPB8201 创新性地引入了基于空气阻尼设计的专属测试插座（Air damper socket based design）。这种插座犹如极具弹性的“安全气囊”，在提供高达 20kgf（千克力）定制化双向接触压力的同时 ，实现了极度平滑的软着陆，彻底杜绝了微裂纹对芯片的损伤。

极致的量产吞吐量与品质追溯： 设备内部搭载了强大的测试资源矩阵，最高支持 4 个工位（Site）的绝对并行测试 。在 95% 综合设备效率（OEE）的严格测算下，其单台设备的产出率（UPH）高达惊人的 570 颗 。同时，测试全程处于 25℃ 至 125℃ 的宽温距主动温控环境中 ，结合拥有 30µm 超高分辨率的 6S AOI（自动光学检测）系统 ，以及遍布机台的 QR 和 OCR 字符追踪系统 ，确保每一颗通过全速验证的光引擎，都拥有一份无懈可击、可全生命周期追溯的 KGD 电子护照。

4.2 OPB8301:CPO OE芯片级测试探针台

当光引擎制程向最前沿演进（例如 台积电的COUPE 架构），光引擎在完成 PIC 与 EIC 的 3D 堆叠并被切割分离（Singulated OE Die）后，往往是一个既没有光学插座、也没有尾纤的纯粹“裸 Die”（OE Bare Die without Receptacle）。其表面的电气微凸块间距（Fine pitch）甚至缩小到了50µm 量级 。对这种形态的OE裸Die进行测试，被称为晶粒级测试（Die Level Test, DLT）。

双面探测，突破异构测试瓶颈：由于芯片极其微小，传统的探针台已无法支持光电接口异面的芯片。OPB8301 独创了双面探测技术（Dual-sided probing）：系统从顶部（Top）精准下压高频电学探针卡进行电气互连，同时从底部（Bottom）伸出光学探头进行光信号捕获 。在这一过程中，通过极其精密的机械加工与动态补偿算法，设备能将高难度的上下结构平面度误差严格控制在20µm以内，展现了令人叹为观止的系统刚性与几何精度。

六自由度 Hexapods 与极速 FAU 耦合： 与 OPB8201 类似，OPB8301 也支持 4 工位并行测试与 20kgf 双向接触力 。但其真正的灵魂在于由六自由度并联机构（Hexapods）与压电纳米平移台（Piezo stage）组成的专属耦合卡盘（Dedicated chuck）。

支持GC和EC耦合：OPB8301的主动耦合算法可支持EC和GC。在对准难度高、容差小的端面耦合（EC）场景下，系统仅需约 6 秒即可自动完成纳米级对准寻优，并将光损耗严格控制在小于0.3dB 以内。

整机综合能力：配合5µm 的电探针对准精度、常高温、液冷及加热垫主动热管理系统 ，OPB8301 为超细间距 OE 裸 Die 提供了堪称完美的测试环境。

4.3 SP9000e: 高速高密度CPO ATE

联讯仪器基于自身高速测试仪器的技术底蕴，结合联讯仪器在半导体行业的设备开发经验，已成功开发适合CPO测试的高速高密度ATE SP9000e。

它支持最高 12 个扩展插槽（Slots），可根据客户需求灵活配置各类高性能板卡资源，单台机箱即可支持最高 4个测试工位的完全并行运转 ：

极致的数字与控制资源：提供速率高达 1.6 Gbps 的数字矢量通道（0.9GVec），并内置引脚参数测量单元（PPMU）。

澎湃的动力源（DPS）：针对 CPO 芯片内部复杂的多核电压域，设备可提供单通道 1.2A 乃至高达 25A 的大电流供电，甚至支持通道级联（Ganged）以满足极端峰值功耗测试需求。

sub-nA级的精密源表（PMU）：集成高精度源测量单元，其测量精度深达 sub-nA 级别，对任何微小的漏电流和晶体管级缺陷洞若观火。

超高频外部 BERT：直接在 DUT 板级提供高达 106 GBaud 的伪随机比特序列（PRBS）码型发生器与误码率（BER）捕获能力。

另外，在 1.6Tbps 及更高速率的测试中，即使是几厘米的同轴线缆，都会带来不可容忍的信号衰减与相位抖动。联讯仪器摒弃了传统的“外接机柜拉线”模式，创新性地提出了 Tester-on-DUT-board（测试机直连待测板） 架构 。

在进行 OE DLT 测试时，其高速测试资源板块将直接与 OPB8301 内的探针卡实现高密度的硬连接（Hard docking）；在进行 OE AST 测试时，则通过极短的特制线缆与 OPB8201 内部的 DUT 板相连 。这种“仪器贴脸”的设计，将信号链路的物理长度压缩到了极致，最大程度保全了高频射频信号的完整性。

结语：联讯仪器——CPO 产业的积极推动者

共封装光学（CPO）正驱动半导体与光通信产业链的深度融合。作为测试解决方案提供商，联讯仪器深知在先进封装体系中，高可靠性的测试是保障良率与控制成本的核心。联讯仪器通过自主研发的CPO OE探针台与分选机系统、高性能独立仪表以及模块化ATE测试平台，覆盖了CPO生产测试中的多个关键环节。我们致力于为全球客户提供具备成本效益、可平滑演进的量产测试方案。联讯仪器愿与全球合作伙伴同行，共同应对算力光网时代的测试挑战。

审核编辑 黄宇