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（原标题：Chiplet聚合金瓶梅电影，有了“光”有谋略）

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起头：内容编译自CEA-Leti，谢谢。

2019 年，CEA-Leti 成为首个奏凯利用 3D 架构将芯片集成到有源中介层上的组织。Leti 卓绝合营机构 CEA-List 的辩论东说念主员目下正在在此基础上开发有源光学中介层，以最小的蔓延聚合无数芯片。跟着行业在越来越大的晶圆上分娩越来越多的芯片，这项责任的谋略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 改进日 2024 步履上，CEA 辩论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网罗 (ONoC) 演示器，它缔造在有源光学中介层上，模仿了 Leti 在电子中介层方面的早期配置。CEA-List 高等辩论员 Yvain Thonnart 暗示：“咱们保留了在芯片之间路由信息的才略，而无需在无数中间芯片之间越过。通过使用光子学，咱们计议将蔓延大大裁汰，这比咱们之前的责任和现在行业所作念的要好。”

天然无源中介层提供结构支持和相邻芯片之间的聚合，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，而无需一王人进行越过。无源中介层需要通过越过传输数据，这会增多蔓延和功耗。跟着光学互连的日益普及，往常的游戏规则变调者将是使用光子学而非电子学的有源中介层，以进一步裁汰功耗和蔓延。

阵势 CEA-Leti 的 ONoC 拓扑的浅易措施是将其称为环，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，每个芯片都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。“这有点像大型网罗中的点对点，因为咱们的架构中没灵验于通讯的聚合限度器，”Thonnart 说。

“在大型野心系统中，有多个带有中枢的野心芯片和多个 HBM [高带宽内存]，”他说。“英特尔、AMD 和 Nvidia 的最新处理器都是如斯。从中枢转到隔邻的 HBM 很容易。但淌若您需要从中枢转到更远的 HBM，那么您需要引申一系列操作武艺取得数据。使用咱们的贬责有谋略，蔓延将大大改善，因为与更传统的架构中需要经过所有越过的旅程比拟，在咱们的片上光学网罗中造就的光的固有蔓延相等小。”

CEA-Leti 的光学中介层本领名为 Starac，该辩论机构在本年夏天举行的 Leti 改进日 2024 上展示了该本领（如上图）。Starac使用硅光子学代替铜来传输数据，从而自动提升性能并裁汰蔓延和功耗。它还支抓无法使用传统措施构建的路由。与用于聚合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，可齐备平直通讯，而传统无源中介层需要多个设施（或越过）武艺使数据在远距离芯片之间传输。

CEA-Leti 推出的Starac演示器展示了这项本领，其片上网罗 (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）使芯片组简略平直互同样讯，无需中间越过。这放手了传统多芯片组想象中常见的蔓延，跟着芯片组数目的不断增多，蔓延变得越来越进犯。

关于刻下和往常的多芯片系统级封装而言，减少蔓延、增多带宽并限度功耗至关进犯。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 的责任象征着向使用光子学为 SiP 提供更快、更具可膨大性的通讯贬责有谋略迈出了进犯一步。

承诺永不承诺的新期骗需求

新架构贬责的主要问题是，新期骗需要数目大幅增多、功能越来越苍劲的处理器。跟着处理器数目的增多，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换取的数据。不仅单个封装中的处理器之间需要快速数据传输，何况从系统外部到系统里面以及反之亦然。CEA-Leti 暗示，其想象的本领不仅不错在单个封装上启动，还不错膨大以支抓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齐备的谋略，是让东说念主们拼装无数芯片，而无谓挂牵物理集成。咱们在芯片间通讯圭臬化责任方面仍青出于蓝，因为圭臬仍然侧重于两个芯片之间的点对点聚合。最终，咱们但愿匡助补充圭臬，使芯片简略与专用的电光芯片对接，从而处理咱们片上光学网罗的所有方面。”

迈向工业化

与此同期，CEA-Leti 研发技俩厚爱东说念主 Jean Charbonnier 暗示，Leti 但愿通过 Starac 演示器展示该本领，从而眩惑工业合营伙伴。Charbonnier 暗示：“咱们但愿让使用新架构的系统想象师和代工场都参与进来，让他们与咱们合营，为工业分娩作念好准备。”

工业化说念路上的一项挑战是开发高效的制造工艺，以集成所有中介层组件。“咱们照旧为咱们的 Starac 演示器开发了许多新的工艺设施，”Charbonnier 说说念。“3D 互连处理方面的工程责任量雄壮，因为它统统是新事物，需要多种不同的专科常识。”

必须遴聘 CEA-Leti 光电子和硅元件部门的各人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，团队必须详情禁入区，以便他们简略在不变调信号的情况下使用硅通孔和波导。在开发完好的演示器之前，必须单独进行辩论以考证不同的子进程。

现在演示技俩照旧完成，“咱们有好多事情不错校正，以至统统重作念，”Charbonnier 说。“举例，咱们不错将激光器平直放在开垦上，以幸免光纤与激光器发生共振。而在封装方面，仍有很大校正空间。

“咱们但愿在往常一年傍边缔造行业合营伙伴关系，以匡助咱们贬责一些进程和封装问题，并让咱们更接近这项本领可能贬责的本色问题，”Charbonnier 补充说念。

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

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