Optik ara bağlantı - Optical interconnect
Olarak entegre devreler , optik birbirine başka kullanılarak ışığa entegre devrenin bir parçası verici sinyallerinin herhangi bir sistemi belirtmektedir. Optik ara bağlantılar, küresel ara bağlantılar olarak sınıflandırılan ara bağlantılarda olduğu gibi, elektrik sinyallerini uzun mesafelerde iletirken geleneksel metal ara bağlantıların maruz kaldığı yüksek gecikme ve güç tüketimi nedeniyle çalışma konusu olmuştur . Yarı iletkenler için Uluslararası Teknoloji Yol Haritası (ITRS) yarı iletken endüstrisi için bir sorun olarak ara bağlantı ölçeklendirme vurgulamıştır.
Elektrik ara bağlantılarında, doğrusal olmayan sinyaller (örneğin, dijital sinyaller) geleneksel olarak bakır tellerle iletilir ve bu elektrik tellerinin tümü , tellerin boyutu küçültüldüğünde sinyallerin yükselme süresini ciddi şekilde sınırlayan direnç ve kapasitansa sahiptir. Optik çözüm, entegre devre (IC) paketi içindeki kalıplar arasındaki ara bağlantıyı ikame etmek için uzun mesafeler boyunca sinyal iletmek için kullanılır .
Küçük IC paketi içindeki optik sinyalleri düzgün bir şekilde kontrol etmek için, mikroelektromekanik sistem (MEMS) teknolojisi, optik bileşenleri (yani optik dalga kılavuzları , optik fiberler , lens , aynalar , optik aktüatörler , optik sensörler vb.) Ve entegre etmek için kullanılabilir . elektronik parçalar birlikte etkili bir şekilde.
Paketteki mevcut ara bağlantı sorunları
Geleneksel fiziksel metal teller hem de sahip direnci ve kapasite sinyallerinin bir yükselme süresine sınırlayıcı. Sinyal frekansı belirli bir seviyeye yükseltildiğinde bilgi bitleri birbiriyle çakışacaktır.
Optik ara bağlantı kullanmanın faydaları
Optik ara bağlantılar, aşağıdakileri içeren geleneksel metal tellere göre avantajlar sağlayabilir:
- Daha tahmin edilebilir zamanlama
- Saat dağıtımı için güç ve alanın azaltılması
- Optik ara bağlantıların performansının mesafeden bağımsız olması
- Frekansa bağlı Çapraz konuşma yok
- Mimari avantajlar
- Ara bağlantılarda güç kaybını azaltmak
- Gerilim izolasyonu
- Ara bağlantıların yoğunluğu
- Kablolama katmanlarını azaltmak
- Çipler, temassız bir optik test setinde test edilebilir
- Kısa optik darbelerin faydaları
Optik ara bağlantı için zorluklar
Bununla birlikte, silikon CMOS yongalarına yoğun optik ara bağlantıların uygulanmasında hala birçok teknik zorluk vardır. Bu zorluklar aşağıda listelenmiştir:
- Alıcı devreleri ve fotodedektörlerin düşük kapasitans entegrasyonu
- Optoelektronik cihazlarda evrimsel gelişme
- Uygun pratik optomekanik teknolojinin olmaması
- Entegrasyon teknolojileri
- Polarizasyon kontrolü
- Sıcaklık bağımlılıkları ve süreç değişimi
- Kayıplar ve hatalar
- Test edilebilirlik
- Ambalaj