17、硅光子学：从片上系统到高速集成芯片

硅光子学：从片上系统到高速集成芯片

1. 硅光子学与片上系统通信

随着计算机行业向多核和众核处理器架构发展，对高速输入/输出（I/O）的需求日益增长。传统的电互连方式在提供高带宽和低功耗方面面临挑战，而光互连被认为是满足这些需求的有前途的解决方案。硅光子学作为一种新兴技术，结合了硅基微电子的成熟制造工艺和光子学的高速通信能力，为实现高效、低成本的片上通信提供了可能。

1.1 硅光子学的优势

硅光子学依赖于在硅衬底上混合集成III - V族器件，通过不同技术实现。它允许在同一硅芯片上实现功能和通信，在制造工艺方面具有显著优势。实现基于硅的高效光电器件是在片上系统（SoC）网络环境中采用硅光子学的关键。

1.2 WADIMOS项目

WADIMOS项目旨在构建一个复杂的光子互连层，将多通道微光源、微探测器和不同的先进波长路由功能与电子驱动电路直接集成，并在两个代表性应用中展示这种光电集成电路的应用：
- 片上光网络（ONoC） ：该项目的主要目标是为意法半导体芯片实现ONoC。ONoC的光子层将包括复杂的波分复用功能，以提高数据速率和路由灵活性。
- 太比特光数据链路 ：Mapper Lithography是一家专注于开发和制造新型无掩模光刻设备的半导体设备公司。该设备需要在图案生成的子工厂和实际光刻设备之间实现超过100 TB/s的数据速率。

1.3 ONoC架构

ONoC是一种新型的片上通信系统，信息以光的形式传输，与传统的电片上网络（NoC）不同，后者以电压电平（然后是电流）的形式传输信息。ON