Оптическое соединение - Optical interconnect

В интегральных схемах , оптические межсоединения относятся к любой системе передачи сигналов от одной части интегральной схемы к другому с помощью света. Оптические межсоединения были предметом исследования из-за высокой задержки и энергопотребления, которые испытывают обычные металлические межсоединения при передаче электрических сигналов на большие расстояния, например, в межсоединениях, классифицируемых как глобальные межсоединения . International Technology Roadmap для полупроводников (ITRS) высветил масштабирование межсоединений как проблема для полупроводниковой промышленности.

В электрических межсоединениях нелинейные сигналы (например, цифровые сигналы) обычно передаются по медным проводам, и все эти электрические провода имеют сопротивление и емкость, которые сильно ограничивают время нарастания сигналов при уменьшении размеров проводов. Оптические решения используются для передачи сигналов на большие расстояния, чтобы заменить взаимосвязь между кристаллами в корпусе интегральной схемы (ИС).

Чтобы правильно управлять оптическими сигналами внутри небольшого корпуса ИС, можно использовать технологию микроэлектромеханической системы (МЭМС) для интеграции оптических компонентов (т.е. оптических волноводов , оптических волокон , линз , зеркал , оптических приводов , оптических датчиков и т. Д.) И электронные части вместе эффективно.

Проблемы текущего интерконнекта в пакете

Обычные металлические металлические провода обладают как сопротивлением, так и емкостью , что ограничивает время нарастания сигналов. Биты информации будут перекрываться друг с другом, когда частота сигнала увеличивается до определенного уровня.

Преимущества использования оптических соединений

Оптические межсоединения могут иметь преимущества по сравнению с обычными металлическими проводами, которые включают:

  1. Более предсказуемое время
  2. Уменьшение мощности и площади для распределения часов
  3. Независимость от расстояния характеристик оптических межсоединений
  4. Нет частотно-зависимых перекрестных помех
  5. Архитектурные преимущества
  6. Снижение рассеивания мощности в межсоединениях
  7. Изоляция напряжения
  8. Плотность межсоединений
  9. Уменьшение слоев разводки
  10. Чипы можно тестировать в бесконтактном оптическом испытательном комплекте
  11. Преимущества коротких оптических импульсов

Проблемы оптического межсоединения

Однако по-прежнему существует множество технических проблем при реализации плотных оптических межсоединений с кремниевыми КМОП-микросхемами. Эти проблемы перечислены ниже:

  1. Цепи приемников и маломощная интеграция фотоприемников
  2. Эволюционное совершенствование оптоэлектронных устройств
  3. Отсутствие соответствующей практической оптомеханической техники
  4. Технологии интеграции
  5. Контроль поляризации
  6. Температурные зависимости и изменение процесса
  7. Убытки и ошибки
  8. Тестируемость
  9. Упаковка

Смотрите также

Рекомендации