硅光量产化关键关卡——我国硅光芯片测试设备行业需求全面爆发

2026-07-21 09:45

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前言：

当前，全球硅光测试设备市场正以超20%的年复合增长率快速扩张，预计2032年将达75亿元量级。这一增长由AI算力需求井喷、800G/1.6T高速光互连规模化部署、硅光制造工艺走向成熟以及CPO/PIC-EIC混合键合结构催生全新测试工序等多重因素协同驱动。在竞争格局上，Advantest、Keysight、FormFactor等国际巨头仍主导高端ATE平台与精密光学对准市场，但联讯仪器、普赛斯电子、思仪科技等本土企业正从“仪器商+探针台厂+系统集成商”的松散拼装向成套ATE化方案演进，在硅光晶圆级测试和高速光模块测试领域实现关键突破。在“硅光量产放量、CPO技术路线确立、国产替代加速”的三重共振下，硅光芯片测试设备正从光通信产业链的“配套环节”升级为决定硅光产业化的“核心关卡”，一个黄金赛道正在加速开启。

1、硅光芯片测试设备：晶圆级测试需求成为核心增量

根据观研报告网发布的《中国硅光芯片测试设备行业发展现状分析与投资前景预测报告（2026-2033年）》显示，硅光模块是一种基于硅基CMOS工艺，将调制器、探测器、波导等光电元件，集成于一颗硅光芯片上的高集成度光模块。传统分立式光模块中，上述器件均为独立的玻璃基或化合物半导体元件，需通过光纤逐一连接封装，元件数量多、手工对准工序复杂。硅光模块则以一颗硅光芯片替代大部分分立器件功能，仅保留激光器等少数外置光源，片上波导替代光纤实现互联，集成度大幅提升。

硅光模块的结构示意图

资料来源：观研天下整理

根据羲禾科技招股说明书援引光模块厂商测算，在实现相同的传输速率和传输距离的条件下，硅光方案总成本可降低近20%，模块内组件体积减少近30%，功耗及可靠性表现均优于分立光电子器件方案。

不同激光器方案对比

对比维度	VCSEL	EML	硅光集成芯片+CW激光器
核心材料	GaAs	InP	SOI+InP
工作波长	850nm/940 nm/1060nm	1260-1360nm/ 1530-1565nm	1260-1360nm/ 1530-1565nm
调制方式	直接调制	外调制	外调制
可靠性风险	高	高	低
功耗	低	高	低
集成度	低	中	高
成本	低	高	低
应用场景	数据中心内互连	跨数据中心互连	芯片级互连
产业化进度	单通道100G量产	单通道100G/200G已进入量产	单通道100G/200G已进入量产

资料来源：观研天下整理

传统分立式光模块中，测试更多集中在器件封装后及模块成品阶段；而硅光方案将波导、调制器、探测器、耦合器等光电结构集成至同一硅光芯片，任一片上结构的性能波动均可能影响后续耦合、封装及模块良率，因此需要在晶圆、裸Die 和封装级等多个环节提前导入检测与筛选。由此，硅光芯片测试设备不再局限于传统光模块成品测试，而是向晶圆级光电协同测试、KGD裸Die分选和CoC封装级老化等环节延伸。

硅光芯片测试设备种类

种类	简介	代表产品
硅光晶圆检测设备	主要用于在晶圆层面对硅光芯片进行测试与筛选，检测对象包括片上波导、调制器、探测器、耦合器等光电结构，核心测试参数包括电光转换效率、光电转换效率、信号调制质量、接收灵敏度等。	以联讯仪器的硅光晶圆测试系统sCT900X为例，主要由测试机、耦合测试模组、探针台、晶圆上下料机等部件组成，其中，耦合测试模组为核心部件。
KGD分选设备	部分光芯片受侧发光结构、裸Die体积小、晶圆排列密度高等因素限制，难以在CP测试阶段完成充分测试，因此通常在裂片后、封装前导入KGD分选，对裸Die进行光电性能筛查并提前剔除不良芯片，从而降低后续贴片、耦合、封装及老化等高价值环节的无效投入。	精密源表是光芯片KGD分选测试系统的核心测试部件，主要执行LIV等电性能测试，其性能直接影响系统整体的测试能力与精度。
COC老化设备	光芯片在通信应用中长期处于高温、高湿、高电流等工作环境，对寿命和稳定性要求较高，而制造过程中引入的晶格缺陷可能在高温、高强度电流条件下加速劣化并导致早期失效，因此需要通过CoC老化测试提前筛除可靠性不足的芯片。COC老化系统通常由老化抽屉、专用夹具、驱动电源、温控系统等组成，通过在高温环境下芯片施加偏置电流或偏置电压加速芯片衰减实现对芯片老化寿命的验证。	/

资料来源：观研天下整理

2、AI数据中心与高速光互连需求爆发，硅光制造工艺走向成熟，驱动测试设备放量

AI算力需求的井喷直接拉动了硅光芯片的市场规模，测试设备的主要终端应用市场——数据通信领域，在2023年已占整体应用的88.17%，其核心驱动力来自高速数据中心互联场景中800G/1.6T可插拔光模块需求的持续增长。进入2025至2026年，AI数据中心、800G/1.6T光互连以及共封装光学（CPO）等场景的规模化落地，进一步显著提升了晶圆级测试在硅光制造流程中的战略重要性。

光模块速率迭代核心趋势对比

维度		800G	1.6T	3.2T
市场阶段		2024-2026年规模化商用主力	2025-2027年导入与快速增长期	2028-2030年预商用/规模部署
单通道速率		100Gbps/lane×8通道	200Gbps/lane×8通道	200Gbps/lane×16通道（或400G×8）
核心调制技术		PAM4	PAM4（高阶演进）	PAM4/潜在更高阶调制
光方案演进		EML为主，硅光加速渗透	硅光成为主流，薄膜铌酸锂导入	硅光主导，CPO/NPO光电合封
典型封装形态		QSFP-DD/OSFP	OSFP/OSFP-XD	CPO（共封装光学）为主
典型功耗		≤18W	≤23W（LPO方案可<10W）	CPO方案约18W，较可插拔方案整机降77%+
单位比特成本		基准	较800G下降约35%	持续下降
核心测试设备要求	采样示波器带宽	≥40GHz	≥65GHz	≥110GHz
	误码仪速率	112GbpsPAM4	224GbpsPAM4	448GbpsPAM4
	时钟恢复单元	支持112Gbaud	支持224Gbaud	支持448Gbaud
关键测试新增项		TDECQ测试成熟化	TDECQ精度要求提升，LPO线性度测试	CPO晶圆级/封装级光电混合测试
主要增量测试需求		硅光晶圆级测试导入	硅光晶圆测试放量，LPO模块产线测试	CPO全流程测试（晶圆→中介层→系统）

资料来源：观研天下整理

其次，硅光制造工艺正从研发验证走向规模化量产，晶圆级光电测试已成为硅光产业化的必要基础设施。随着台积电等晶圆代工厂加速推进硅光工艺平台落地，硅光foundry、IDM及光模块厂商对自动化晶圆级测试系统的采购需求，正从工程验证系统向产线批量导入迁移。由于封装后测试与返修成本极为高昂，在晶圆级完成良率筛选和已知良品裸片识别，已成为控制量产经济性的关键环节。

与此同时，CPO与PIC/EIC混合键合结构正催生全新的测试工序。以Advantest公开的硅光测试路径为例，检测工序已被划分为四道Insertion，分别对应PIC晶圆测试、光电双面测试、光引擎组装测试和系统级验证，每道工序均产生独立的设备需求。CPO测试涵盖EIC与PIC两条独立战线——前者采用标准CMOS工艺，后者采用硅光SOI工艺，两者在对位精度（EIC为微米级，PIC需纳米级±100nm以下）、测试时长及所需设备上均存在显著差异，由此催生了全新的设备品类与市场空间。

3、硅光芯片测试设备竞争格局：国际巨头主导高端，本土企业加速追赶

全球硅光芯片测试设备市场已形成由美国、日本与中国大陆企业共同主导的多元竞争格局，但在技术层级上，国际巨头仍牢牢把控着系统级测试解决方案与ATE测试平台的高端话语权。Advantest、Teradyne、Keysight等ATE测试平台巨头凭借成熟的半导体自动测试设备生态，正积极整合光学测试能力，加速构建成套化解决方案；FormFactor、MPI Corporation、东京电子等探针台与光学耦合专业厂商，则在精密晶圆探针台与亚微米级光学对准领域积累了深厚的技术壁垒；而EXFO、FIBERPRO等光通信测试专业厂商，亦在光模块与光器件测试端保有一席之地。

全球硅光芯片测试设备行业主要企业及核心优势

厂商类型	代表企业	核心优势
ATE测试平台巨头	Advantest、Teradyne、Keysight	拥有成熟的半导体自动测试设备（ATE）平台，正积极整合光学测试能力构建成套方案
探针台与光学耦合专业厂商	Form Factor、MPICor poration、东京电子	在高精度晶圆探针台和亚微米级光学对准技术上积累深厚
光通信测试专业厂商	EXFO、FIBE RPRO、STAr Tech nologies	在光模块与光器件测试领域具备专业优势

资料来源：观研天下整理

面对这一格局，本土企业正从多个维度实现关键突破。当前，硅光晶圆测试系统正经历从“仪器商+探针台厂+系统集成商松散拼装”向“ATE平台+光学探针/对准+光学仪器+工厂自动化”成套方案演进的结构性变革，头部ATE企业的入场显著提升了量产客户对吞吐量、数据接口与服务体系的要求，这恰好为本土化供应链创造了更大的导入窗口与市场机遇，推动国产设备从“配套角色”走向“方案主导”的新阶段。

我国硅光芯片测试设备行业主要企业核心定位及关键进展

企业	核心定位	关键进展
苏州联讯仪器	国产光模块测试龙头	硅光IC/晶圆测试解决方案已进入科研机构和光模块客户供应链
苏州伊欧陆系统集成	硅光晶圆级测试系统集成商	提供晶圆级光电测试集成方案，位列全球硅光测试设备主要厂商名单
武汉普赛斯电子	光通信装备垂直整合企业	国内唯一实现光通信装备垂直整合的专精特新“小巨人”，光芯片检测设备覆盖国内80%光通信企业；硅光偏振控制与检测技术已步入产业化阶段
思仪科技	高速光模块/光芯片测试方案商	推出145GHz大带宽、pm级精度的800G/1.6T硅光芯片测试方案，覆盖350nm-2500nm宽波长范围
罗博特科	硅光晶圆测试系统参与者	已切入全球硅光晶圆测试系统供应链
深圳市森美协尔科技	半导体测试设备供应商	位列全球硅光晶圆测试系统主要厂商名单