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矽光子发展关键:突破封装与材料障碍
实现光电融合的3D封装

【作者: 盧傑瑞】2023年08月21日 星期一

浏览人次:【9794】

在光电子融合中,矽光子学发挥着核心作用。矽光子学是一种利用CMOS制程技术,支援半导体工业在矽基板上整合光接收元件、光调变器、光波导和电子电路等元件的技术。负责转换光讯号和电讯号的光收发器,和积体电路晶片的混合,已逐渐转变为近封装光学元件和共封装光学元件。最终的光电融合是3D共封装光学,即三维整合。可以毫不夸张地说,基於矽光子的光电子融合,将会是未来计算机系统和资讯网路的关键技术。


提高晶片的处理速度,对於提高计算机性能至关重要,但由於简单的小型化和高积集度有先天性的限制,因此平行处理器架构和3D电路结构的发展正被半导体产业所关注。这样的技术发展带动了晶片间所需讯息传输频宽的增加,预计2025-2030年对频宽的需要将超过10Tbit/s。然而,传统电线的传输速度有10Tbit/s左右的限制,而且功耗也是一个严重的问题。


所以为了突破频宽限制和功耗的障碍,高科技产业对光电融合的期??越来越高,这使得光讯号和电讯号密不可分。光电融合预计将扩展到连接服务器中CPU的布线、连接CPU和电路的I/O,甚至CPU内部的布线。图一显示了电气布线和光布线的功耗与传输距离的关系。同时可以看发现,当传输频宽增加时,即使距离很短,光布线也变得更有优势性。
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