序文：大規模モデル時代の物理的限界とコパッケージ光学（CPO）という選択

大規模モデルのトレーニングおよびAI推論によるインターコネクト帯域幅の指数関数的な需要増大に対し、コパッケージ光学（Co-Packaged Optics, CPO）技術が誕生しました。CPOは、高密度の光エンジン（Optical Engine, OE）とコアスイッチチップ（ASIC）またはコンピューティングユニット（XPU）を同一の2.5D/3D先端パッケージ基板上に極近距離で異種統合（ヘテロジニアス集積）する技術です。これにより、長距離の銅線インターコネクトを完全に排除し、寄生容量を大幅に低減することで、高速信号のシグナルインテグリティを著しく向上させます。この革新的な転換は、低消費電力、広帯域幅、高密度という破壊的な優位性を持ち、次世代データセンターにおける光インターコネクトのコアソリューションとなるでしょう。NVIDIAやBroadcomなどのグローバル大手メーカーがCPOの事業化を加速させる中、LightCountingの権威ある予測によれば、世界のCPOポート数は2026年から2030年にかけて段階的に増加し、AIデータセンターの3.2T/6.4Tへの急速なアップデート需要が、CPO市場全体の指数関数的な成長を牽引すると見込まれています。

しかし、CPOの高度な集積化の裏には、幾何級数的に増大するエラーリスクが存在します。CPO時代において、先端プロセスおよび先端パッケージングのコストは高騰しており、微小なチップレット（Chiplet）や光電デバイスのたった一つの不良が、それと共パッケージ化された数万ドルもの価値を持つ最先端演算チップ全体の廃棄を招くことになります。そのため、コンポーネントが最終パッケージング工程に入る前に、すべてのベアダイ（Die）が100%良品であること（Known Good Die, KGD）を保証する必要があります。これは「テスト工程のシフトレフト（前倒し）」を意味し、パッケージング後の全体廃棄を防ぐための厳格な歩留まり管理が、CPO産業が量産（HVM）を実現できるかどうかを決定する「生命線」となります。

光通信テストソリューションのグローバルリーダーとして、联讯仪器（Semight Instruments）はいち早くこの業界の課題を察知しました。光通信および半導体テスト分野での深い知見を活かし、当社の基盤となるテスト機器の自主開発能力と、半導体自動テストシステムの開発経験を融合させることで、包括的なCPOテストソリューションを先行して展開しています。現在、CPOサプライチェーンのコアコンポーネントであるCW大出力レーザー、PIC（シリコンフォトニクス）ウェーハ、そしてOE光エンジンに対し、ファウンドリ（Fab）からOSAT（組み立て・テスト受託製造業者）、システム装置メーカー（OEM）に至るまでをカバーする、フルスタックかつエンドツーエンドの自動テストソリューションを構築しています。联讯仪器はCPOテストのコア領域において、世界のHPC/AI産業に向けて盤石な光電テストの架け橋を構築します。

01 联讯仪器 —— 光通信および半導体テスト領域のリーディングカンパニー

CPOテスト技術の深い解析に入る前に、グローバルなハイエンドテスト機器および設備プロバイダーとしての联讯仪器の確固たる実力と業界における底力を理解することが重要です。

联讯仪器のコアビジネスは、光学および半導体テストソリューションに正確にフォーカスしています。当社の使命は、ハイパフォーマンス・コンピューティングおよび人工知能（HPC/AI）の時代において、革新と品質を通じて世界の新興テクノロジー業界のテスト効率を向上させることです。研究開発の革新は当社のコアコンピタンスであり、R&D人員の割合は40%を超え、年間R&D投資は継続的に23%以上を維持しています。アルゴリズム、ソフトウェア、ハードウェアアーキテクチャの深い統合を基盤に、联讯仪器は「高速信号テスト」、「微小アナログ信号テスト」、「複雑なプロービングおよびハンドリングテスト」という3つの主要技術プラットフォームを構築し、これまでに世界中で300件以上のコア特許を取得しています。現在、高速通信テスト、アナログ信号テスト、光チップテスト、パワー半導体テスト、メモリチップテストという5つの主要製品ラインを展開しています。

02 CPOの「光動力」基盤 —— CW大出力レーザーテスト

CPOシステムにおいて、シリコンベースの材料自体は間接遷移型半導体であるため、高効率な誘導放出発光を実現できません。そのため、業界では一般的に外部レーザー光源モジュール（External Laser Source, ELS）またはブラインドメイト光源モジュールが採用されます。インジウムリン（InP）などのIII-V族化合物半導体材料で作られた高出力の連続波（CW）レーザーが、シリコン光エンジンに強力な「光動力」を提供します。

CPOスイッチ内部のコアASICは発熱量が非常に大きく、レーザーは高温に対して極めて敏感（高温は深刻な波長シフト、出力低下、さらには光学損傷を引き起こす）であるため、これらの外部光源は極限の長期信頼性を備えていなければなりません。各レーザーのベアダイ、およびマイクロオプティクスを通じてパッケージ化されたCoC（Chip on Carrier）光デバイスは、包括的な性能テストと過酷な極限信頼性検証に合格する必要があります。この極めて重要なレーザーのフロントエンドテスト工程において、联讯仪器のテスト製品は世界をリードする技術的優位性を確立しています。

2025年の調査（暫定）によると、联讯仪器はCWレーザーベアダイテストおよびCoCデバイスのバーンイン・スクリーニングテスト製品において市場シェア1位を獲得しており、世界をリードするトップCWレーザーチップメーカーが、大規模量産に当社の設備を使用しています。2026年に向けて、800G/1.6T光トランシーバやシリコンフォトニクスの需要が爆発的に増加し、CPOの量産が段階的に始まる中、関連テスト製品の収益も急成長を遂げると予測されています。

2.1 レーザーベアダイ（裸チップ）テスト

レーザーチップ（Laser Diode）が後続のパッケージングに投入される前の高い歩留まりを保証し、KGDの納品を確実にするため、联讯仪器は高度に自動化されたLDベアダイテストシステム「CT-820X」および「CT-830X」シリーズを独自開発しました。これらのLD Die Testerシステムは、高精度なLIV（光出力-電流-電圧）超高速スキャン特性評価能力およびスペクトルスキャンテストを提供し、極めて短時間で閾値電流、スロープ効率、Kinkなどのコアパラメータを正確に抽出します。同時に、システム内蔵の高分解能スペクトル解析モジュールにより、高速変調下での側モード抑圧比（SMSR）と中心波長シフトを敏感に捕捉します。マイクロメートル単位の無接触ビジョン・ポジショニングおよびフレキシブルプローブ技術のサポートにより、本装置は業界トップクラスの超高スループット（UPH）を実現するだけでなく、脆弱なInPベアダイのテストプロセスにおける「物理的損傷ゼロ」を確保しています。

联讯仪器のLD Die Testerシステムの主な特徴と優位性：

• 自社開発の高耐摩耗性・高熱伝導チャック：-50〜125℃の広範囲な温度制御をサポート。極めて優れた熱伝導性能により、競合他社よりも高い飽和電流にチップが耐えることを可能にし、真の極限光出力を正確に測定し、合格品を誤って弾くことは決してありません。
• 完全自社開発の1µs狭パルス電源ボード搭載：高精度な出力能力を備え、大出力CWレーザーのパルスLIVおよびパルススペクトルテストの要件を正確に満たします。
• 独自特許のプローブベース設計：10万回のプロービング後でも圧力偏差を±0.5g以下に維持。これにより、膨大なテストデータの一貫性を保証すると同時に、プローブの消耗品コストと生産ラインの針交換によるダウンタイムを大幅に削減します。
• 突出したUPH効率：DFBの単一（パルス）テストサイクルはわずか5.2秒。99.5%以上のAI OCR認識率と極めて低いデバイス落下率（0.1%未満）を組み合わせることで、超高速かつ完全自動化された大規模量産を真にサポートします。
• 非破壊ビジョン・ポジショニング：4面AOI（自動光学検査）モニタリング機能を提供し、微小な欠陥を高価なパッケージング工程の前にブロックし、チップのエッジ部分における「物理的損傷ゼロ」を実現します。

2.2 CoC バーンイン（Burn-In）システム

化合物半導体分野において、レーザーチップのライフサイクル故障率は典型的な「バスタブ曲線」を示します。潜在的な結晶格子欠陥による「初期不良」の不良品を効果的にブロックするには、高温・大電流の高ストレス環境下で加速寿命テスト（バーンイン）スクリーニングを行う必要があります。

联讯仪器が独自開発したCoC（Chip on Carrier）バーンイン・テストシステム「BI620X」シリーズは、1台で数千個の実装済みレーザーチップの超大規模同時処理をサポートします。システムには先進的な高出力熱制御ユニット（Thermal Control Unit）が搭載されており、数百ミリアンペアの高強度定電流注入下において、極めて低リップルのクリーンな電流を出力するだけでなく、高度な放熱技術によって全CoCステーションの温度変動と均一性を極めて狭い範囲に厳格に制御します。また、従来の「ブラインド・バーンイン」やオフラインテストのプロセス上のボトルネックを打破し、革新的にバーンインとリアルタイムのインシチュ（In-situ）テストのクローズドループを実現しました。バーンイン期間中に光出力の減衰軌跡を全行程で高頻度にモニタリングし、インテリジェントアルゴリズムによるデバイス寿命の動的予測を組み合わせることで、CPOサプライチェーンに納入されるすべてのレーザーチップが卓越した長期信頼性を備えていることを保証します。

03 シリコンフォトニクス（SiPh）ウェーハレベル全自動テスト

コパッケージ光学（CPO）の製造チェーンにおいて、ファウンドリ（Fab）段階の歩留まり制御は、最終製品のコストを決定づける生命線です。シリコンフォトニクス集積回路（PIC）は、極めて高価な異種パッケージングプロセスに入る前に、ウェーハレベルで詳細な光学的および電気的な包括的検査を完了しなければなりません。联讯仪器は、その深い光電テストの技術的蓄積を活かし、市場をリードするシリコンフォトニクス・ウェーハレベルテストシステム（sCT9002）を構築しました。全世界で100台近くの導入実績と数万枚に及ぶシリコンフォトニクスウェーハのテストデータは、業界トップユーザーから联讯製品に対する極めて高い評価を示しています。

3.1 sCT9002：完全自動化とフルカバーを実現するウェーハレベルテストプラットフォーム

sCT9002は、高度に統合された完全自動PICシリコンフォトニクスウェーハテストステーションです：

• 幅広いウェーハ互換性：主流の8インチから12インチのシリコンフォトニクスウェーハをフルサポートし、200µmから2000µmの幅広い厚み範囲にも完璧に対応します。
• 究極の自動化体験：ウェーハのローディング / アンローディング（Wafer Loading）および光学アライメント（Optical Alignment）の完全自動化を実現し、人為的介入を最小限に抑えます。
• 幅広い温度範囲での限界テスト：高精度な温度制御チャック（Temperature-controlled chuck）を搭載し、25°Cから最大150°Cの過酷な温度環境でのテストをサポート。データセンターの厳格な信頼性検証基準を満たします。
• 光・DC・RFの三位一体：内部リソースの統合により、単一のプロセスセットで光学（Optical）、直流電気（DC）、および高周波（RF）の包括的な性能テストを同期して完了できます。

3.2 高精度光学結合（カップリング）技術

シリコンフォトニクスウェーハテストの技術的な最深部は、ナノスケールの光学アライメントにあります。sCT9002はこの分野で全方位の技術的ブレークスルーを達成しました：

• 全シナリオのカップリングサポート：従来の表面グレーティングカップリング（GC：Grating Coupling）から、難易度の極めて高いエッジカップリング（EC：Edge Coupling）まで難なく対応します。また、単一光ファイバーから複雑なファイバーアレイ（Fiber Arrays）まで包括的なプロービングをサポートします。
• 自社開発の6軸＆高精度SMU：ハードウェアの基盤として、完全自社開発のマルチチャネルSMUおよび6自由度（6軸）ポジショニングシステムを統合しています。
• 優れたカップリング性能：典型的なピークサーチ・アライメント結合時間はわずか1.0秒です。同時に、システムは優れた安定性とカップリングの再現性を備え、結合の再現誤差を業界トップレベルの0.2dB以内に厳密に制御しています。
•  ワンクリック校正と超高速切り替え：生産ラインでの頻繁な治具交換ニーズに対応するため、FAU（ファイバーアレイユニット）の迅速な交換をサポート。内蔵のワンクリック自動校正機能により、全校正プロセスをわずか3分で完了し、工場の設備総合効率（OEE）を劇的に向上させます。
• ソフトウェアの柔軟性：カスタマイズ可能なテストスクリプトをサポートし、ユーザー定義のPythonスクリプトに対応。テストフロー編集用のドラッグ＆ドロップ式GUIを備え、スレーブ（Slave）モードを介したリモートコントロールも可能です。

04 CPOテスト —— ベアダイレベルのプローバー/ハンドラー/ATEを備えた包括的テストソリューションプロバイダー

レーザーの厳格なスクリーニングとシリコンフォトニクスウェーハの歩留まり検証を終えた後、CPO製造プロセスにおいて最も挑戦的であり、付加価値密度が最も高いステップである光エンジン（Optical Engine, OE）のテストを迎えます。

光エンジンは通常、TSMCのCOUPE（Compact Universal Photonic Engine）などの2.5D/3D先端パッケージング技術を通じて、光信号を処理するPICと電気信号の駆動制御を行うEIC（TIAトランスインピーダンスアンプ、ドライバーなどを含む）を、マイクロバンプやハイブリッド接合などの先進技術によりファインピッチ（Fine Pitch）で相互接続します。最終的に、単一チャネル速度が最大6.4Tbpsに達する高密度でフル機能の超高速光電インターコネクトシステムが統合されます。

联讯仪器は、さまざまなパッケージング段階における光エンジンの形態に対し、深い市場調査と先見的な視野を持って2つの主力設備を発表しました。OE ASTテストに適した「OPB8201 自動ハンドラー」と、OE DLTテストに適した「OPB8301 高精度プローバー」です。これにより、「ピグテール付き完成品」、「レセプタクル（光コネクタ）付き半完成品」、および「個片化されたベアダイ（Singulated Die）」など、多様なテストシナリオを網羅しています。さらに、OPB8201とOPB8301に連動する高密度・高速ATE「SP9000e」も提供しており、联讯仪器は包括的なCPO OEテストソリューションを提供できる世界でも数少ないプロバイダーの一つです。

当社のCPO OE Dieテストソリューションは、すでに国際的なトップCPO顧客からの受注を獲得しています。

4.1 OPB8201：CPO OEチップレベル・テストハンドラーシステム

光エンジンの生産工程において、基板への最終実装に入る前に、着脱可能なFAU（Detachable-FAU）を接続するための光学レセプタクル（Receptacle）が予め取り付けられます。このような半完成品の光エンジンに対し、联讯仪器は「フルスピードテスト」を主眼に置いたOPB8201自動ハンドラーを提供します。

• 機械制御の究極の芸術：この巨大な自動化設備（寸法：2750mm x 1700mm x 2180mm）は、極めて高い機械的柔軟性と精度を誇ります。モジュール設計を採用し、業界標準のゲルパック（Gel-Pak）やカスタマイズされたトレイ（Tray）など、多様なロード/アンロードキャリアに完璧に対応します。コアとなるピック＆プレース（Pick & Place）ロボットアームは、高速稼働時でも驚異の10µmの測位精度を維持します。
• 「ソフトランディング」と高速電気接触の完璧なバランス：光エンジンの基板は非常に脆弱ですが、1レーンあたり100G、さらには200Gの高速信号を伝送するには、接触抵抗を下げるためにプローブとマイクロバンプの間に十分な接触圧を保つ必要があります。OPB8201は、空気減衰設計に基づく専用テストソケット（Air damper socket based design）を革新的に導入しました。このソケットは弾力性に富む「エアバッグ」のように機能し、最大20kgf（重量キログラム）のカスタマイズされた双方向接触圧を提供しながら、極めてスムーズなソフトランディングを実現し、マイクロクラックによるチップへのダメージを完全に排除します。
• 究極の量産スループットと品質トレーサビリティ：装置内には強力なテストリソースマトリックスが搭載されており、最大4ステーション（Site）の完全並列テストをサポートします。95%の設備総合効率（OEE）という厳しい計算下においても、1台あたりの生産性（UPH）は驚異の570個に達します。同時に、テスト全行程は25℃から125℃の広範囲なアクティブ温度制御環境下に置かれ、30µmの超高解像度を持つ6S AOI（自動光学検査）システム、および装置全体に配置されたQR/OCR文字追跡システムと組み合わせることで、フルスピード検証を通過したすべての光エンジンに、全ライフサイクルで追跡可能な完璧なKGDデジタルパスポートが付与されることを保証します。

4.2 OPB8301：CPO OEチップレベル・テストプローバー

光エンジンの製造プロセスが最先端（例えばTSMCのCOUPEアーキテクチャ）へと進化するにつれ、PICとEICの3Dスタッキングを完了し、個片化された光エンジン（Singulated OE Die）は、光学レセプタクルもピグテールも持たない純粋な「ベアダイ（OE Bare Die without Receptacle）」となります。その表面の電気的マイクロバンプ間隔（Fine pitch）は50µmクラスにまで縮小しています。この形態のOEベアダイに対するテストは、ダイレベルテスト（DLT: Die Level Test）と呼ばれます。

• 両面プロービング、異種テストのボトルネックを突破：チップが極めて微小であるため、従来のプローバーでは光・電気インターフェースが異なる面にあるチップをサポートできませんでした。OPB8301は、独自の両面プロービング技術（Dual-sided probing）を開発しました。システムは上部（Top）から高周波電気プローブカードを正確に押し当てて電気的相互接続を行うと同時に、下部（Bottom）から光学プローブを伸ばして光信号を捕捉します。この過程で、極めて精密な機械加工と動的補正アルゴリズムにより、難易度の高い上下構造の平面度誤差を20µm以内に厳密に制御し、驚異的なシステム剛性と幾何学的精度を示しています。
• 6自由度ヘキサポッドと超高速FAUカップリング：OPB8201と同様に、OPB8301も4ステーションの並列テストと20kgfの双方向接触力をサポートします。しかし、その真の核となるのは、6自由度パラレルメカニズム（Hexapods）とピエゾナノステージ（Piezo stage）で構成される専用のカップリングチャック（Dedicated chuck）です。
• GCおよびECカップリングのサポート：OPB8301のアクティブカップリングアルゴリズムは、ECとGCの両方をサポートします。アライメントの難易度が高く許容誤差が小さいエッジカップリング（EC）シナリオにおいても、システムはわずか約6秒でナノスケールのアライメント最適化を自動完了し、光損失を0.3dB以下に厳密に抑え込みます。
• 装置全体の総合能力：5µmの電気プローブアライメント精度、常温・高温対応、液冷および加熱パッドによるアクティブ熱管理システムと連携し、OPB8301は超微細ピッチのOEベアダイに対して完璧とも言えるテスト環境を提供します。

4.3 SP9000e：高速高密度 CPO ATE

联讯仪器は、自社の高速テスト機器に関する技術的蓄積と、半導体業界での設備開発経験を融合させ、CPOテストに最適な高速高密度ATE（自動テスト装置）「SP9000e」の開発に成功しました。

本機は最大12個の拡張スロット（Slots）をサポートしており、顧客のニーズに応じて各種の高性能ボードリソースを柔軟に構成できます。単一のシャーシで最大4つのテストステーションの完全並列稼働をサポートします：：

• 究極のデジタル・制御リソース：最大1.6 Gbpsのレートを提供するデジタルベクタチャネル（0.9GVec）を備え、ピン・パラメトリック測定ユニット（PPMU）を内蔵。
• 強力な電源ソース（DPS）：CPOチップ内部の複雑なマルチコア電圧ドメインに対し、単一チャネルで1.2Aから最大25Aの大電流供給を提供し、極端なピーク電力テストのニーズを満たすためのチャネルカスケード（Ganged）接続にも対応します。
• sub-nAクラスの精密ソースメジャーユニット（PMU）：高精度SMUを統合し、その測定精度はサブナノアンペア（sub-nA）レベルに達し、微小なリーク電流やトランジスタレベルの欠陥を明確に捉えます。
• 超高周波数外部BERT：DUTボードレベルで直接、最大106 GBaudの疑似ランダムビットシーケンス（PRBS）パターン発生器とビット誤り率（BER）キャプチャ能力を提供します。

さらに、1.6Tbps以上の超高速レートのテストにおいては、わずか数センチの同軸ケーブルでさえ、許容できない信号減衰や位相ジッタをもたらします。联讯仪器は従来の「外部ラックからのケーブル配線」モデルを捨て去り、革新的な「テスター・オン・ボード（Tester-on-DUT-board）」アーキテクチャを提案しました。

OE DLTテストを行う際、高速テストリソースボードはOPB8301内のプローブカードと高密度のハードドッキング（Hard docking）を直接実現します。一方、OE ASTテストを行う際は、極めて短い特製ケーブルを介してOPB8201内部のDUTボードに接続されます。この「計測器の超近接配置」設計により、信号リンクの物理的長さを極限まで短縮し、高周波RF信号のインテグリティ（完全性）を最大限に保持します。

結び：联讯仪器 —— CPO産業の積極的な推進者

コパッケージ光学（CPO）は、半導体と光通信サプライチェーンの深い融合を牽引しています。テストソリューションプロバイダーとして、联讯仪器は先端パッケージングエコシステムにおいて、高信頼性のテストが歩留まりを保証しコストを制御するためのコアであることを深く理解しています。当社は、自社開発のCPO OEプローバーおよびハンドラーシステム、高性能の独立型計測器、そしてモジュール式のATEテストプラットフォームを通じて、CPO生産テストにおける複数の重要なプロセスをカバーしています。私たちは、グローバルな顧客に対し、コスト効率に優れ、スムーズに進化可能な量産テストソリューションを提供することに尽力しています。联讯仪器は世界のパートナーと共に歩み、コンピューティングパワー光ネットワーク時代のテストの課題に共同で立ち向かっていく所存です。