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:
- Более предсказуемое время
- Уменьшение мощности и площади для распределения часов
- Независимость от расстояния характеристик оптических межсоединений
- Нет частотно-зависимых перекрестных помех
- Архитектурные преимущества
- Снижение рассеивания мощности в межсоединениях
- Изоляция напряжения
- Плотность межсоединений
- Уменьшение слоев разводки
- Чипы можно тестировать в бесконтактном оптическом испытательном комплекте
- 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:
- Цепи приемников и маломощная интеграция фотоприемников
- Эволюционное совершенствование оптоэлектронных устройств
- Отсутствие соответствующей практической оптомеханической техники
- Технологии интеграции
- Контроль поляризации
- Температурные зависимости и изменение процесса
- Убытки и ошибки
- Тестируемость
- Упаковка