AMD研究光子技术多层芯片上的光速通信

夏侯凝娟
导读 AMD已经表现出对光子技术的兴趣,以及该公司半导体令人难以置信的快速数据通信的好处。事实上,据Tom& 39;sHardware报道,该公司在2020年向

AMD已经表现出对光子技术的兴趣,以及该公司半导体令人难以置信的快速数据通信的好处。事实上,据Tom'sHardware报道,该公司在2020年向美国专利局提交了一项专利,该专利展示了(在纸上)一种超级计算机,该计算机可以允许连接到单个芯片的有机光子通信系统。这一新进展是另一个迹象,表明我们目前已经接近不断变化的未来。

光子学侧重于光波以及如何产生、检测和操纵光源。光有两种性质,称为波粒二象性,具有光子粒子和连续电磁波的属性。1960年代光子学的最初目标是利用光波来执行标准电子设备使用的类似功能。随着我们在1980年代进入光纤通信时代,研究人员改变了术语以反映进步。

光子技术受益于光速,可以实现极快的数据通信速度,以及使用光代替金属(如铜)的能源效率,从而导致电流损失。让AMD这样的公司研究将光波组合并传输到单个芯片的可能性将允许功耗和延迟,从而以更高的速率和更高的水平提高可扩展性和性能。

分解上图的各个层次,列出的是:

100——半导体芯片封装。

105-片上系统(SoC)

110-光子芯片

120-附加光缆

130-模塑料

135-单晶片基板

140-有机再分布层(ORDL)

145-将SoC(105)和光子芯片(110)连接到ORDL(140)的微凸块

150-球形顶部

155-底部填充

160-标准球栅阵列(BGA)

专利文件技术性很强,显示了AMD为制造半导体芯片以处理基于光子的组件的I/O所采取的必要措施。实际制造将结合放置在ORDL上的光子和硅基芯片。

下一步表明,标准SoC将附加在ORDL之上,以获取重新分配的光波,然后将信息携带进出特定的半导体芯片。接下来,SoC处理数据并通过ORDL将其传输到与SoC并行的光子芯片。光纤电缆将从芯片的基于光子的扇区传输的信息传输到所需的目的地。

AMD在已发布的设计中描述,所有各种组件都可以在工厂中直接组织和创建到晶圆基板上,从而加快了公司的进程。

然而,按照今天的标准,这不可能发生。目前的再分配层不是有机的,而是金属互连“将I/O访问重新分配到芯片的不同部分,”Tom'sHardware说。这种技术类似于半导体领导者台积电的TSV,或硅通孔,可以实现2到3维芯片集成。

目前看到的基于有机的技术用于OLED显示器,它们使用有机材料根据暴露的电频率产生光。

光子技术可以将半导体提升到一个新的水平,增加可扩展性以实现更好的能源效率和更高的性能。这个概念非常先进,表明AMD正在寻找新的策略来突破当今标准的能力范围。它还利用了在这种情况下通常不使用的科学。

我们会在未来几年看到这项技术吗?可能不是。这种性质的东西本身的成本对于日常使用来说是不合理的,并且可能会在看到家庭服务之前看到AI和HPC领域。但是,它确实给我们带来了希望,未来我们将危险和有害材料的使用限制在更多有机选择上,以更长时间地维持环境方面。

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