Nzira yekubatanidza Optoelectronic

Optoelectronicnzira yekubatanidza

Kubatanidzwa kwemifananidzouye zvemagetsi idanho guru mukuvandudza kugona kwemasisitimu ekugadzirisa ruzivo, zvichiita kuti kutamiswa kwedata kukurumidze, kushandiswa kwesimba kushoma uye magadzirirwo emidziyo midiki, uye kuvhura mikana mitsva mikuru yekugadzira sisitimu. Nzira dzekubatanidza dzinowanzo kamurwa muzvikamu zviviri: kubatanidzwa kwemonolithic uye kubatanidzwa kwemachipisi akawanda.

Kubatanidzwa kweMonolithic
Kubatanidzwa kweMonolithic kunosanganisira kugadzira zvinhu zve photonic ne electronic pane imwe substrate, kazhinji uchishandisa zvinhu zvinoenderana uye maitiro. Nzira iyi inotarisa pakugadzira kubatana kwakanaka pakati pechiedza nemagetsi mukati me chip imwe chete.
Zvakanakira:
1. Deredza kurasikirwa kwekubatana: Kuisa maphoton nezvikamu zvemagetsi padyo kunoderedza kurasikirwa kwezviratidzo zvine chekuita nekubatana kusina chip.
2, Kushanda kwakavandudzwa: Kubatanidzwa kwakasimba kunogona kutungamira mukumhanya kukuru kwekutamisa data nekuda kwenzira pfupi dzemasaini uye kunonoka kushoma.
3, Saizi diki: Kubatanidzwa kweMonolithic kunobvumira zvishandiso zvidiki zvikuru, izvo zvinobatsira zvikuru kumashandisirwo asina nzvimbo yakawanda, akadai senzvimbo dzedata kana zvishandiso zvinobatwa nemaoko.
4, kuderedza kushandiswa kwesimba: kubvisa kudiwa kwemapakeji akasiyana uye ma "long-distance" ekubatanidza magetsi, izvo zvinogona kuderedza zvakanyanya zvinodiwa nesimba.
Dambudziko:
1) Kuenderana kwezvinhu: Kuwana zvinhu zvinotsigira maerekitironi emhando yepamusoro uye mabasa e photonic kunogona kuoma nekuti zvinowanzoda hunhu hwakasiyana.
2, kuenderana kwemaitiro: Kubatanidza maitiro akasiyana-siyana ekugadzira emagetsi nemaphoton pane substrate imwe chete pasina kukanganisa mashandiro echinhu chimwe chete ibasa rakaoma.
4, Kugadzira zvinhu zvakaoma: Kunyatsojeka kunodiwa pakugadzira zvinhu zvemagetsi ne photononic kunowedzera kuomarara uye mutengo wekugadzira.

Kubatanidzwa kwemachipisi akawanda
Maitiro aya anobvumira kushanduka kukuru pakusarudza zvinhu nemaitikiro ebasa rega rega. Mukubatanidzwa uku, zvikamu zvemagetsi ne zve photonic zvinobva mumaitiro akasiyana uye zvinobva zvaunganidzwa pamwe chete zvoiswa papakeji kana substrate yakafanana (Mufananidzo 1). Iye zvino ngatinyorei nzira dzekubatanidza pakati pemachipisi e optoelectronic. Kubatana kwakananga: Iyi nzira inosanganisira kubata zvakananga uye kubatana kwenzvimbo mbiri dzakatenderera, kazhinji zvinofambiswa nemasimba ekubatanidza mamorekuru, kupisa, uye kumanikidzwa. Ine mukana wekuve nyore uye kubatana kushoma kurasikirwa, asi inoda nzvimbo dzakanyatsorongeka uye dzakachena. Kubatana kwefiber/grating: Muchirongwa ichi, fiber kana fiber array inorongedzwa uye inosungirirwa kumucheto kana pamusoro pechipisi che photonic, zvichibvumira chiedza kubatanidzwa mukati nekubuda muchipisi. Grating inogona zvakare kushandiswa pakubatanidza kwakatwasuka, zvichivandudza kushanda kwekufambisa kwechiedza pakati pechipisi che photonic nefiber yekunze. Maburi e Through-silicon (TSVs) uye micro-bumps: Maburi e Through-silicon i vertical interconnects kuburikidza ne silicon substrate, zvichibvumira machipisi kurongwa muzvikamu zvitatu. Kana zvabatanidzwa nemakona madiki-convex, zvinobatsira kuwana hukama hwemagetsi pakati pemachipisi emagetsi neephotonic mumagadzirirwo akaunganidzwa, akakodzera kubatanidzwa kwehuwandu hwemagetsi. Chigadziko chepakati chemaziso: Chigadziko chepakati chemaziso ichikamu chakasiyana chine mawaveguides emaziso anoshanda semurevereri wekutumira masaini emaziso pakati pemachipisi. Izvi zvinobvumira kurongeka kwakanyatsojeka, uye zvimwe zvisingashande.zvikamu zvemazisoinogona kubatanidzwa kuti iwedzere kuchinjika kwekubatana. Kubatanidza kwehybrid: Iyi tekinoroji yepamusoro yekubatanidza inosanganisa kubatana kwakananga uye tekinoroji ye micro-bump kuti iwane kubatana kwemagetsi kwakasimba pakati pemachipisi uye ma interfaces e optical emhando yepamusoro. Inonyanya kuvimbisa kubatana kwe optoelectronic kwepamusoro-soro. Kubatanidza kwe solder bump: Kufanana ne flip chip bonding, ma solder bumps anoshandiswa kugadzira kubatana kwemagetsi. Zvisinei, muchimiro chekubatanidzwa kwe optoelectronic, kutarisisa kwakakosha kunofanirwa kupihwa kudzivirira kukuvara kwezvikamu zve photonic zvinokonzerwa nekushushikana kwekupisa uye kuchengetedza kurongeka kwe optical.

Mufananidzo 1: : Electron/photon chip-to-chip Bonding scheme

Mabhenefiti enzira idzi akakosha: Sezvo nyika yeCMOS ichiramba ichitevera kuvandudzwa muMoore's Law, zvichakwanisika kukurumidza kugadzirisa chizvarwa chimwe nechimwe cheCMOS kana Bi-CMOS kuita silicon photonic chip yakachipa, zvichiwana mabhenefiti emaitiro akanakisa muphotonics neelectronics. Nekuti photonics kazhinji haidi kugadzirwa kwezvivakwa zvidiki kwazvo (hukuru hwakakosha hwema nanometers angangoita 100 hwakajairika) uye zvishandiso zvakakura zvichienzaniswa nematransistors, kufunga nezvehupfumi kunowanzoita kuti michina yephotonic igadziriswe nenzira yakasiyana, yakaparadzaniswa nechero electronics yepamusoro inodiwa kune chigadzirwa chekupedzisira.
Zvakanakira:
1, kuchinjika: Zvinhu zvakasiyana-siyana uye maitiro zvinogona kushandiswa zvakazvimiririra kuti zvibudirire zvakanaka pakushanda kwezvikamu zvemagetsi nemifananidzo.
2, kukura kwemaitiro: kushandiswa kwemaitiro ekugadzira akura pachikamu chimwe nechimwe kunogona kurerutsa kugadzirwa uye kuderedza mari.
3, Kuvandudza nekugadzirisa zviri nyore: Kupatsanurwa kwezvikamu kunoita kuti zvikamu zvega zvega zvitsiviwe kana kusimudzirwa zviri nyore pasina kukanganisa sisitimu yese.
Dambudziko:
1, kurasikirwa kwekubatana: Kubatana kwe off-chip kunounza kurasikirwa kwechiratidzo uye kungada maitiro akaomarara ekurongeka.
2, kuomarara kwakanyanya uye saizi: Zvikamu zvega zvega zvinoda kurongedza kwakawedzerwa uye kubatana, zvichikonzera saizi huru uye mitengo inogona kukwira.
3, kushandiswa kwesimba kwakawanda: Nzira refu dzemasaini uye kurongedza kwakawedzerwa zvinogona kuwedzera simba rinodiwa zvichienzaniswa nekubatanidzwa kwemonolithic.
Mhedziso:
Kusarudza pakati pekubatanidza machipisi akawanda kunoenderana nezvinodiwa zvekushandisa, kusanganisira zvinangwa zvekushanda, zvirambidzo zvehukuru, kufunga nezvemutengo, uye kukura kwetekinoroji. Pasinei nekuoma kwekugadzira, kubatanidza machipisi akawanda kwakanakira mashandisirwo anoda miniaturization yakanyanya, kushandiswa kwesimba shoma, uye kutumira data nekukurumidza. Pane kudaro, kubatanidza machipisi akawanda kunopa kuchinjika kukuru kwekugadzira uye kunoshandisa kugona kwekugadzira kuripo, zvichiita kuti ikodzere mashandisirwo uko zvinhu izvi zvinopfuura mabhenefiti ekubatanidzwa kwakasimba. Sezvo tsvakiridzo ichifambira mberi, nzira dzakasanganiswa dzinosanganisa zvinhu zvemaitiro ese ari maviri dziri kuongororwawo kuti dzivandudze mashandiro esystem uku dzichideredza matambudziko ane chekuita nenzira yega yega.