吴梦菲 反差 Chiplet通顺，有了“光”决策

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开端：内容编译自CEA-Leti，谢谢。

2019 年，CEA-Leti 成为首个告捷应用 3D 架构将芯片集成到有源中介层上的组织。Leti 过火勾通机构 CEA-List 的筹议东说念主员面前正在在此基础上开发有源光学中介层，以最小的蔓延通顺大都芯片。跟着行业在越来越大的晶圆上坐褥越来越多的芯片，这项使命的筹办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 翻新日 2024 活动上，CEA 筹议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收罗 (ONoC) 演示器，它建设在有源光学中介层上，鉴戒了 Leti 在电子中介层方面的早期成立。CEA-List 高档筹议员 Yvain Thonnart 暗示：“咱们保留了在芯片之间路由信息的才略，而无需在大都中间芯片之间越过。通过使用光子学，咱们策画将蔓延大大缩短，这比咱们之前的使命和现在行业所作念的要好。”

天然无源中介层提供结构支执和相邻芯片之间的通顺，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，而无需一皆进行越过。无源中介层需要通过越过传输数据，这会加多蔓延和功耗。跟着光学互连的日益普及，将来的游戏法例编削者将是使用光子学而非电子学的有源中介层，以进一步缩短功耗和蔓延。

刻画 CEA-Leti 的 ONoC 拓扑的肤浅门径是将其称为环，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。“这有点像大型收罗中的点对点，因为咱们的架构中莫得效于通讯的皆聚积果器，”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 的最新处理器都是如斯。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，那么您需要推行一系列操作才智赢得数据。使用咱们的搞定决策，蔓延将大大改善，因为与更传统的架构中需要经过通盘越过的旅程比拟，在咱们的片上光学收罗中指挥的光的固有蔓延独特小。”

CEA-Leti 的光学中介层时刻名为 Starac，该筹议机构在本年夏天举行的 Leti 翻新日 2024 上展示了该时刻（如上图）。Starac使用硅光子学代替铜来传输数据，从而自动擢升性能并缩短蔓延和功耗。它还支执无法使用传统门径构建的路由。与用于通顺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，可已毕成功通讯，而传统无源中介层需要多个门径（或越过）才智使数据在远距离芯片之间传输。

CEA-Leti 推出的Starac演示器展示了这项时刻，其片上收罗 (ONoC) 联想由四个芯片组（每个芯片组有 16 个内核）、六个电光驱动器、Ø10 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）使芯片组约略成功相互通讯，无需中间越过。这排斥了传统多芯片组联想中常见的蔓延，跟着芯片组数目的不休加多，蔓延变得越来越进击。

关于刻下和将来的多芯片系统级封装而言，减少蔓延、加多带宽并结果功耗至关进击。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 的使命符号着向使用光子学为 SiP 提供更快、更具可膨胀性的通讯搞定决策迈出了进击一步。

满足永活气足的新应用需求吴梦菲 反差

新架构搞定的主要问题是，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一样的数据。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，其联想的时刻不仅不错在单个封装上启动，还不错膨胀以支执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已毕的筹办，是让东说念主们拼装大都芯片，而无须驰念物理集成。咱们在芯片间通讯圭表化使命方面仍后来居上，因为圭表仍然侧重于两个芯片之间的点对点通顺。最终，咱们但愿匡助补充圭表，使芯片约略与专用的电光芯片对接，从而处理咱们片上光学收罗的通盘方面。”

迈向工业化

与此同期，CEA-Leti 研发形势崇拜东说念主 Jean Charbonnier 暗示，Leti 但愿通过 Starac 演示器展示该时刻，从而眩惑工业勾通伙伴。Charbonnier 暗示：“咱们但愿让使用新架构的系统联想师和代工场都参与进来，让他们与咱们勾通，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。“咱们照旧为咱们的 Starac 演示器开发了许多新的工艺门径，”Charbonnier 说说念。“3D 互连处理方面的工程使命量高大，因为它十足是新事物，需要多种不同的专科常识。”

必须礼聘 CEA-Leti 光电子和硅元件部门的群众来匡助搞定光子节点和芯片 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，以便他们约略在不编削信号的情况下使用硅通孔和波导。在开发完竣的演示器之前，必须单独进行筹议以考据不同的子历程。

现在演示形势照旧完成，“咱们有许多事情不错矫正，以致十足重作念，”Charbonnier 说。“举例，咱们不错将激光器成功放在开采上，以幸免光纤与激光器发生共振。而在封装方面，仍有很大矫正空间。

“咱们但愿在将来一年傍边建设行业勾通伙伴关系，以匡助咱们搞定一些历程和封装问题，并让咱们更接近这项时刻可能搞定的骨子问题，”Charbonnier 补充说念。

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

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