В интегральных схемах оптические межсоединения относятся к любой системе передачи сигналов от одной части интегральной схемы к другой с использованием света. Оптические межсоединения стали предметом изучения из-за высокой задержки и энергопотребления, которые возникают у обычных металлических межсоединений при передаче электрических сигналов на большие расстояния, например, в межсоединениях, классифицируемых как глобальные межсоединения . Международная технологическая дорожная карта для полупроводников (ITRS) выделила масштабирование межсоединений как проблему для полупроводниковой промышленности.
В электрических соединениях нелинейные сигналы (например, цифровые сигналы) передаются по медным проводам обычным образом, и все эти электрические провода имеют сопротивление и емкость , что существенно ограничивает время нарастания сигналов при уменьшении размеров проводов. Оптические решения используются для передачи сигналов на большие расстояния, чтобы заменить соединения между кристаллами в корпусе интегральной схемы (ИС).
Для надлежащего управления оптическими сигналами внутри небольшого корпуса ИС можно использовать технологию микроэлектромеханических систем (МЭМС) для эффективной интеграции оптических компонентов (т. е. оптических волноводов , оптических волокон , линз , зеркал , оптических приводов , оптических датчиков и т. д.) и электронных деталей.
Обычные физические металлические провода обладают как сопротивлением , так и емкостью , ограничивая время нарастания сигналов. Биты информации будут перекрывать друг друга, когда частота сигнала увеличится до определенного уровня. [1]
Оптические соединения могут обеспечить преимущества по сравнению с обычными металлическими проводами, в том числе: [1]
Однако все еще существует множество технических проблем в реализации плотных оптических соединений для кремниевых КМОП-чипов. Эти проблемы перечислены ниже: [2]