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Photonische Schaltungen Keysight beschleunigt die Zell-Validierung per maschinelles Lernen

Von Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter 2 min Lesedauer

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Keysight Technologies Deutschland GmbH

Photonische integrierte Schaltungen (PICs) sind für KI-Rechenzentren und 5G-Netzwerke interessant. Doch bisher galt der Test der photonischen Chips auf Wafer-Ebene als sehr zeitaufwendig. Keysight Technologies und FormFactor haben deshalb eine integrierte Lösung entwickelt. Diese ermöglicht die präzise Ausrichtung der Glasfaser auf einen optischen Anschluss am Chip.

Keysight erweitert sein Photonik-Design-Ökosystem um das GlobalFoundries PDK. Damit ist es mögliich, photonisch integrierte Schaltungen und die Überprüfung der Leistung optischer Verbindungen in einer einzigen Umgebung zu simulieren.(Bild: Keysight)
Keysight erweitert sein Photonik-Design-Ökosystem um das GlobalFoundries PDK. Damit ist es mögliich, photonisch integrierte Schaltungen und die Überprüfung der Leistung optischer Verbindungen in einer einzigen Umgebung zu simulieren.
(Bild: Keysight)

Mit dem rasanten Wachstum von KI-Rechenzentren und 5G-Netzwerken steigt der Bedarf an photonischen Chips, die Licht statt Elektronen zur Datenübertragung nutzen. Dabei ist vor allem die Produktion der photonischen Chips nicht trivial: Um einen PIC auf dem Wafer zu testen, müssen Glasfasern mit einer Präzision im Sub-Mikrometer-Bereich exakt auf die optischen Ports des Chips ausgerichtet werden. Manuelle Verfahren sind hierfür zu langsam, herkömmliche Automatisierungen oft zu unflexibel.

Integrierte Systemlösung statt Stückwerk

Die Kooperation zwischen Keysight und FormFactor führt zwei Spezialdisziplinen zusammen: Die hochpräzise Wafer-Sondierung (FormFactor) und die leistungsfähige photonische Messtechnik von Keysight. Dabei geht es vor allem um die Integration der photonischen Testsuite von Keysight in die vollautomatischen Wafer-Sondenstationen von FormFactor.

  • Passende Algorithmen, um die optischen Fasern in Bruchteilen von Sekunden optimal zu positionieren.
  • Der gesamte Messablauf wird automatisiert, vom Be- und Entladen der Wafer bis zur Kalibrierung. Der Testdurchsatz soll im Vergleich zu bisherigen Methoden gesteigert werden.
  • Die Messungen decken sowohl optische als auch elektrische Parameter ab (O/E- und E/O-Messungen). Das ist Voraussetzung für die Charakterisierung von Modulatoren und Detektoren essenziell ist.

Strategische Bedeutung für die Halbleiterindustrie

„Photonische Chips schnell und zuverlässig auf Wafer-Ebene zu testen ist eine Grundvoraussetzung für die Massenproduktion“, sagt Niels Faché, Senior Vice President des Bereichs Design Engineering Software bei Keysight. Bisher war das Testen oft der teuerste Teil der PIC-Herstellung. Dank der verbesserten und auf die Industrie ausgerichteten Testprozesse sinken die Kosten pro Chip. Das wiederum ermöglicht erst den Einsatz von Photonik in Massenmärkten wie der Automotive-Sensorik (Lidar) oder der optischen Chip-to-Chip-Kommunikation.

Für die Anwender in der Halbleiterentwicklung bedeutet die Zusammenarbeit der beiden Marktführer eine deutlich verkürzte Time-to-Market. Die validierten Workflows reduzieren die Komplexität beim Aufbau eigener Testumgebungen erheblich.  (heh)

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