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Ein Trumpf beim Testen – Wie elektrische und optische Funktionen auf Chips effizient parallel geprüft werden können

Mit Licht rechnen, klingt fantastisch und wird zunehmend Realität: So erobern Chips, welche neben Elektronik auch Photonik nutzen, die vernetzte Welt. Sie arbeiten schnell, störungsfrei und energieeffizient. Ihre Massenproduktion erfordert eine entsprechend leistungsstarke Qualitätskontrolle. Für diese liefert Jenoptik mit der UFO Probe® Card eine praktische 2-in-1-Testlösung, die gleichzeitig elektrische und optische Funktionen moderner Chips prüfen kann.

Mehr Daten, mehr Licht

So wie das Licht die Welt im Großen lenkt, so kann es auch die Welt im Kleinen steuern. Chips mit photonischen Funktionen markieren den nächsten Schritt in der Halbleiterindustrie. Sie braucht es, um die wachsenden Datenmengen, die in Form von Licht in Glasfaserkabeln durch die Netzwerke strömen, zu verarbeiten.

Der Bedarf an den leistungsfähigen Schaltkreisen steigt rasant, weshalb die Hersteller zunehmend auf photonische Technologien setzen. Die Produktion der neuartigen Bauteile erfordert auch eine dafür ausgelegte Qualitätssicherung. Diese sollte für hohe Durchsatzraten geeignet sein sowie zuverlässig und schnell Aussagen über die Funktionstüchtigkeit jedes einzelnen Chips erlauben. Jenoptik bietet dafür die erste kommerziell nutzbare Lösung mit ihrer UFO Probe® Card. Diese testet nicht nur die Funktion von klassischen elektrischen, sondern auch optischen Bauelementen auf Chips.

Bei diesen Chips handelt es sich um photonisch-integrierte Schaltkreise, sogenannte PICs, die auf Wafern per Lithografie-Verfahren hergestellt werden. Als Kernkomponenten von Transceivern übersetzen sie dort elektrische in optische Signale und umgekehrt. Genutzt werden optische Transceiver vor allem in Rechenzentren und Serverfarmen, wo der Datenaustausch besonders intensiv expandiert. Damit wächst auch die Bedeutung des Lichts, denn es hat den Vorteil, dass es im Vergleich zur Elektrizität größere Datenmengen schneller, effizienter und störungsfrei transportieren kann.

Mehr PICs, höhere Testdurchsätze

Um die Nachfrage an PICs zu decken, gehen Hersteller in die Serienfertigung, in der es möglichst zeit- und kosteneffizient große Testmengen zu bewältigen gilt. Hier setzt die UFO Probe® Card von Jenoptik mit ihrem neuartigen Technologiekonzept an.

Diese Prüfkarte erlaubt es, parallel – und damit zeitgleich – elektrische sowie optische Funktionen auf Chips zu prüfen. Dabei benötigt sie keine aktive Ausrichtung auf die photonischen Bestandteile des Chips und kann einfach und schnell in existierende Standard-Wafer-Prober integriert werden. Umständliche Einzellösungen und der damit verbundene Aufwand für Umrüstung und Einrichtung entfallen. Auch das spart Testzeit und erhöht den Durchsatz. Zukünftig können sogar mehrere PICs auf einem Wafer zeitgleich geprüft werden.

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Mehr Können, mehr Einsatz, mehr Zukunft

Von der UFO Probe® Card profitieren auch Testhäuser und Entwickler – ob zur effizienteren Prüfung unterschiedlicher Chip-Designs oder zur Konstruktion noch leistungsfähiger photonischer Schaltkreise. Alles mit flexibler Handhabung: Die UFO Probe® Card kann auf jede kundenspezifische Testanforderung ausgelegt werden. Die optoelektronische Prüfkarte ist darüber hinaus leicht einzusetzen – per Plug-and-Play lässt sie sich in handelsübliche oder bereits bestehende Wafer-Prober und -tester integrieren.
Jenoptik arbeitet aktiv an der Weiterentwicklung der UFO Probe® Card, um die Anwendung noch effizienter, sparsamer und kostengünstiger zu machen. Denn photonisch Signale zu verarbeiten und Daten zu übertragen, wird sich künftig auch in anderen technischen Anwendungsbereichen etablieren, wie beispielsweise in der Elektromobilität oder Medizintechnik.
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Die UFO Probe® Card von Jenoptik ist für Hersteller, Tester und Entwickler von Chips nicht nur eine Eintrittskarte in das Lichtzeitalter des Datenkosmos – sie ist dort ein echter Trumpf.



Christian Karras, Tobias Gnausch, Thilo von Freyhold

Ausgezeichnet! Innovationspreis Thüringen 2022 für UFO Probe® Card

Jenoptik wurde am 30. November 2022 in Weimar für die neuartige opto-elektronische Prüfkarte zum Testen von PIC-Wafern mit dem Innovationspreis Thüringen 2022 in der Kategorie "Industrie & Material" ausgezeichnet. Das Team überzeugte die Fachjury mit seinem durchdachten Lösungsansatz für den steigenden Bedarf an photonischen Technologien in der Elektronik- und Halbleiterindustrie.

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