2024高速界面前瞻技术盛宴 安立知论坛深入剖析产业趋势

Anritsu安立知携手数码联盟夥伴，展现在高速界面强大的量测火力。Anritsu

AI浪潮席卷全球，强大运算能力已成为建构数据中心与各类设备的必备条件，为满足设备运算效能需求，通讯界面的传输速度也须同步跟上。在量测方案大厂Anritsu（安立知）举办的「2024 高速界面技术前瞻论坛」中，就邀请多位业界专家，针对SiPh元件、PCIe 6.0、USB4 v2.0等三大重点，发表精彩演说。

AI普及加速 SiPh满足高速传输需求

关于SiPh元件部分，台湾半导体研究中心林铭伟博士在「Silicon Photonics Market and Test Challenge」演讲中指出，2017～2018年起，SiPh技术在IC制造和高速测试阶段出现快速发展。这段时期的技术创新主要集中在提升数据处理和传输速度，并在芯片的设计和制造上有重大进步。在此同时，高速测试技术也持续提升，满足快速成长的数据速率需求。

他表示随着数据速率的增加，如何在保持信号完整性的同时进行高效传输成为一大挑战。在SiPh的多元应用中，材料和元件的使用扮演关键角色，其中雷射发射器是光信号升成的重要元件，玻璃和聚合物则用于光导波路和光学元件制造。锗因其光电特性，在光检测器等元件中被广泛应用。此外，有效的测试机制也是解决耦合损耗和维持信号完整性的必要条件。上述技术的进展不仅推动SiPh商业化，也提供高速通讯网络巨大优势，有利于未来数据中心、长距离光纤通讯等的应用发展。

旺矽科技（MPI）子公司长洛国际的丁博翊（David Ting）也在会中以「SiPh Wafer Level Test Solutions」为题发表精彩演说。MPI在光学和电气测试具备高度专业知识与整合光子设备各种测试要求的能力。该公司解决方案整合先进硬件技术，可满足光学测试中的精确要求，软件解决方案可实现现高效的数据处理和自动化。MPI的解决方案可在半导体测试领域拥有显着优势。其设备可在极低杂讯环境中稳定运作工作，此外该测试设备的宽温范围，从-60℃到400℃，可满足极端温度测试条件的半导体需求。

MPI的高达30kV高功率测试能力，可因应严苛的安全要求。在对位技术方面，MPI利用了先进的六轴平台和纳米定位系统，使得光纤阵列可以精确对位，并提供了灵活的配置选项。MPI的完整的自动化测试序列，整合了测试站、定位器和各种测试仪器，加上使用者可自定义Python脚本，都有助于优化研发效率，缩短产品开发时程。

随着各类智能应用快速发展，数据中心的效能和效率日益重要，Anritsu日本总部的Takashi Murakami先生在「LPO/CPO/Silicon Photonics Device Test Challenges for Data Center」演讲中指出，LPO、CPO、矽光子元件等光学技术，将对数据中心的基础架构带来重大改变。此技术提供的更高数据传输速率和能源效率，不仅可让数据中心有效应对日益成长的数据需求，还可降低营运成本。不过他也提到，上述技术在用电管理、整合技术的复杂性与紧凑设计要求，将影响信号完整性，此外，矽光子元件的高密度整合，也有互操作性、热管理、制造精度和信号完整性等挑战需克服，这些问题都需透过创新的解决方案和完整的测试分析解决。

PCIe新标准问世 测量技术需与时俱进

在PCle 6.0部分，Anritsu王榆淙（Arvin Wang）首先以「PCle 6.0 and DDR5 Receiver Testing Challenges」为题发表精采演说。他指出PCIe 6.0规范近期更新，其中最重要的改变是从之前时代使用的NRZ信号，转变为PCIe 6.0中的PAM4信号。这一变化主要是希望满足更高带宽和数据传输效率的需求，不过这也对信号测试带来影响，由于测试复杂性增加，再加上为适应PAM4信号的更高数据速率和信号完整性挑战，因此需要更新测试方法论。

他接着提到，PCIe标准不断演进，每一代都带来新挑战，PCle 6.0和DDR5技术由于复杂性增加，因此需要更复杂的设备和软件进行测试，测试过程中需有更高的数据传输速率和新的信号调制方法，且测试工具不仅要精确的撷取和分析数据，还需处理更高的带宽和更复杂的信号完整性，方能确保测试结果的准确性和可靠性。

Anritsu林昇鸿（Danny Lin）则在「High-Speed Cable and TDR Integrate Test Solution-PCle 5.0/6.0 and 800GE」演讲中表示，高速缆线的解决方案涵盖了多个关键要素，其中主要集中在 PCIe规格和 DAC缆线。测试者需深入了解PCIe基本规格、DAC电缆和TDR的策略概述，并关注DAC、AOC和ACS在高速布线的发展和应用。为了让测量更精准，测试者需要掌握DAC电缆测试的测试结构和相关软件，并特别关注快速、准确的测量方法，并同时考虑不同电缆类型和速度的多种测试模式和方法，采用可实时测试和分析结果的软件功能，从而满足不同新时代PCle的高速通讯需求。

在「Get a Clue of PCle 6.0 TRx Electrical Compliance Test」议题中，Tektronix黄芳川（Jacky Huang）深入剖析PCIe 6.0 TRx电气一致性测试的核心技术。他指出由于PCle 6.0在Tx测试方面尚缺乏完整规格，因此其规格和测试方法需不断更新与改进。目前PCle 6.0的测试包版本为0.5，正开发0.7版本，以满足33G的TX带宽和至少50G的RX带宽需求，PCle 6.0的信号编码从NRZ转为PAM4，测试方法也因之改变。他建议测试过程中应考虑最坏情况，以确保兼容性。未来，PCIe 6.0的规格将持续发展，随着技术和规格的演进，测试工具和方法也将需要更新，以提高准确性和效率，并因应更高传输速率和新编码技术带来的挑战。

USB4兼具速度与兼容性 完善测试确保效能如预期

USB4 v2.0方面，Teledyne LeCroy林贤镒（Leon Lin）在「USB4 v2.0（PAM3）Solution and Debug Tools」演讲中介绍了USB4 v2.0解决方案与侦错工具有几大重点。他指出USB4 v2.0使用PAM3信号格式，其数据传输速率达到25.6Gbps，可满足服务器带宽需求。USB4 v2.0的测试工具部分，他特别介绍该公司Beta版本的自动化测试工具和由Intel提供的解决方案。

其中WaveMaster 8000HD示波器，是一款专门为USB4 v2.0测试而设计的高性能设备，具备高达25Gbps的带宽和160Gbps采样率，可高效处理分析USB4 v2.0高速信号，其功能与性能可确保USB4 v2.0设备和界面的测试精准度。Leon Lin接着表示，USB4 v2.0的兼容性与兼容测试，对USB3.2、USB4 v1等不同规格的测试相当重要。此外，还需需要根据不同设备类型的特点和需求，进行相应测试配置，方可让各种设备在USB4 v2.0环境中的正常运作。

Granite River Labs张静宜（Sandy Chang）进紧接着在「USB4/TBT5 80Gbps/120Gbps and LRD Cable Compliance Update」演讲中，介绍相关技术的升级重点。她表示USB4和Thunderbolt 5两种技术都支持高达80Gbps的数据传输速度，在特定条件下，这些技术的数据传输速率还可达到120Gbps，此一速度的提升，对于数据密集型应用和高性能设备而言将是一大突破。

在兼容性部分，USB4和Thunderbolt 5都可与其早期标准兼容，此一兼容性设计可让新旧设备无缝连接，使用者在升级至更高速的设备时，仍能持续使用既有的配件和连接设备。另外对于LRD线缆的规范更新，她指出相关规范的更新升级，可确保线缆在长距离高速传输速率时仍能保持稳定性，不过在产品设计开发阶段，也需要进行相应的合规测试，确保产品性能一如预期，可满足使用者期待。 

「2024 高速界面技术前瞻论坛」也邀请GRL、iPasslabs、MPI、Samtec、Tektronix、Teledyne LeCroy等厂商，与安立知共同展出多种高速界面解决方案。产品仍以SiPh元件、PCIe新标准、USB4 v2.0等三大重点为主，透过现场实机展示与论坛中的精彩演讲内容的结合，协助与会者全面且深刻的了解2024高速界面技术趋势，从而掌握即将到来的庞大市场商机。