（原标题：Chiplet承接，有了“光”有蓄意）

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开端：内容编译自CEA-Leti，谢谢。

2019 年，CEA-Leti 成为首个告捷期骗 3D 架构将芯片集成到有源中介层上的组织。Leti 偏激互助机构 CEA-List 的经营东说念主员目下正在在此基础上开发有源光学中介层，以最小的延长承接多数芯片。跟着行业在越来越大的晶圆上坐褥越来越多的芯片，这项责任的目的是复杂的系统级封装。

本年夏天，在法国格勒诺布尔举行的 Leti 创新日 2024 活动上，CEA 经营东说念主员共享了最近开发的 Starac，这是一款基于芯片的光学片上聚集 (ONoC) 演示器，它树立在有源光学中介层上，鉴戒了 Leti 在电子中介层方面的早期竖立。CEA-List 高等经营员 Yvain Thonnart 暗示：“咱们保留了在芯片之间路由信息的才能，而无需在多数中间芯片之间跨越。通过使用光子学，咱们规划将延长大大镌汰，这比咱们之前的责任和目下行业所作念的要好。”

天然无源中介层提供结构支合手和相邻芯片之间的承接，但有源中介层集成了更复杂的电路，不错添加逻辑，在远距离芯片之间路由数据，而无需一齐进行跨越。无源中介层需要通过跨越传输数据，这会加多延长和功耗。跟着光学互连的日益普及，明天的游戏限定改动者将是使用光子学而非电子学的有源中介层，以进一步镌汰功耗和延长。

形色 CEA-Leti 的 ONoC 拓扑的肤浅模范是将其称为环，但仔细不雅察系统中的每个波导就会发现它们以复杂的螺旋状轮回。因此，每个芯片王人不错与任何其他芯片进行通讯，而无需跳过一系列中间芯片。“这有点像大型汇聚合的点对点，因为咱们的架构中莫得效于通讯的聚集摒弃器，”Thonnart 说。

“在大型计较系统中，有多个带有中枢的计较芯片和多个 HBM [高带宽内存]，”他说。“英特尔、AMD 和 Nvidia 的最新处理器王人是如斯。从中枢转到隔邻的 HBM 很容易。但要是您需要从中枢转到更远的 HBM，那么您需要实践一系列操作才能赢得数据。使用咱们的贬责有蓄意，延长将大大改善，因为与更传统的架构中需要经过通盘跨越的旅程比较，在咱们的片上光学汇聚合指导的光的固有延长相配小。”

CEA-Leti 的光学中介层技艺名为 Starac，该经营机构在本年夏天举行的 Leti 创新日 2024 上展示了该技艺（如上图）。Starac使用硅光子学代替铜来传输数据，从而自动耕种性能并镌汰延长和功耗。它还支合手无法使用传统模范构建的路由。与用于承接芯片的传统无源中介层不同，有源光学中介层集成了逻辑电路，可竣事奏凯通讯，而传统无源中介层需要多个形态（或跨越）才能使数据在远距离芯片之间传输。

CEA-Leti 推出的Starac演示器展示了这项技艺，其片上聚集 (ONoC) 想象由四个芯片组（每个芯片组有 16 个内核）、六个电光驱动器、?10 x 100 μm 中间工艺 TSV 和四个前端布线层构成。其螺旋波导结构（无法在无源中介层上构建）使芯片组大略奏凯互相同讯，无需中间跨越。这排斥了传统多芯片组想象中常见的延长，跟着芯片组数目的不休加多，延长变得越来越病笃。

关于现时和明天的多芯片系统级封装而言，减少延长、加多带宽并摒弃功耗至关病笃。Starac 系统中的光学中介层允许多个处理器和高带宽内存单位快速高效地交换数据，即使在系统内的长距离内亦然如斯。CEA-Leti 的责任符号着向使用光子学为 SiP 提供更快、更具可膨胀性的通讯贬责有蓄意迈出了病笃一步。

温情永不温情的新应用需求

新架构贬责的主要问题是，新应用需要数目大幅加多、功能越来越强盛的处理器。跟着处理器数目的加多，需要更多的并行性，这意味着需要的数据不单存在于一个点。系统内的多个不同组件需要使用和重用斟酌的数据。不仅单个封装中的处理器之间需要快速数据传输，并且从系统外部到系统里面以及反之亦然。CEA-Leti 暗示，其想象的技艺不仅不错在单个封装上开动，还不错膨胀以支合手两个或多个封装之间的传输。

Thonnart 暗示：“咱们但愿通过这套光学套件竣事的目的，是让东说念主们拼装多数芯片，而无谓缅思物理集成。咱们在芯片间通讯圭臬化责任方面仍后发先至，因为圭臬仍然侧重于两个芯片之间的点对点承接。最终，咱们但愿匡助补充圭臬，使芯片大略与专用的电光芯片对接，从而处理咱们片上光学聚集的通盘方面。”

迈向工业化

与此同期，CEA-Leti 研发表情崇敬东说念主 Jean Charbonnier 暗示，Leti 但愿通过 Starac 演示器展示该技艺，从而眩惑工业互助伙伴。Charbonnier 暗示：“咱们但愿让使用新架构的系统想象师和代工场王人参与进来，让他们与咱们互助，为工业坐褥作念好准备。”

工业化说念路上的一项挑战是开发高效的制造工艺，以集成通盘中介层组件。“咱们还是为咱们的 Starac 演示器开发了许多新的工艺形态，”Charbonnier 说说念。“3D 互连处理方面的工程责任量遍及，因为它十足是新事物，需要多种不同的专科学问。”

必须遴聘 CEA-Leti 光电子和硅元件部门的群众来匡助贬责光子节点和芯片 3D 集成中固有的一些兼容性问题。举例，团队必须细则禁入区，以便他们大略在不改动信号的情况下使用硅通孔和波导。在开发好意思满的演示器之前，必须单独进行经营以考证不同的子经过。

现在演示表情还是完成，“咱们有好多事情不错改进，甚而十足重作念，”Charbonnier 说。“举例，咱们不错将激光器奏凯放在开发上，以幸免光纤与激光器发生共振。而在封装方面，仍有很大改进空间。

“咱们但愿在明天一年驾驭树立行业互助伙伴干系，以匡助咱们贬责一些经过和封装问题，并让咱们更接近这项技艺可能贬责的试验问题，”Charbonnier 补充说念。

https://www.eetimes.eu/cea-leti-develops-active-optical-interposers-to-connect-chiplets/

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