專利曝光AMD正在研究光子技術 旨在多層芯片上實現光速通信


Tom'sHardware報道稱:AMD已經表現出對光子技術的濃厚興趣,意味著該公司的半導體產品將獲得難以置信的快速數據通訊加持。2020年,該公司向美國專利商標局(USPTO)提交一項專利,文檔中描述一類新穎的超級計算機,特點是具有連接到單個芯片的光子通信系統。

WCCFTech 解釋稱:光子學(photonics)側重於光波的產生、檢測與光源操縱,且光本身具有獨特的“波粒二象性”—— 結合光粒子與連續電磁波的屬性。

早在 1960 年代,科學傢們的最初目標是利用光波來執行標準電子設備使用的類似功能。而隨著世界從 1980 年代進入光纖通信時代,研究人員又改變術語以反映進步。

至於 AMD 的最新動向,推測該公司致力於研究在多層芯片上的光速通信:

得益於光速,光子技術可實現極高的數據通信速率。同時通過使用光來代替銅等金屬電介質,還可進一步減少電流損失 / 提升能源效率。

不僅如此,AMD 新研究還暢想將光波組合並傳輸到單個芯片的可能性,從而帶來更高速率 / 可擴展性能的水平。

截圖(來自:USPTO)

分解圖上的各個層次,可得如下內容:

100 -- 半導體芯片封裝(rsemiconductor chip package)

105 -- 片上系統(SoC)

110 -- 光子芯片(photonic chip)

120 -- 附加光纜(attached fiber optic cable)

130 -- 塑封材料(mold compound)

135 -- 單晶片基板(single wafer substrate)

140 -- 有機再分佈層(Organic Redistribution Layer / ORDL)

145 -- 將 SoC(105)與光子芯片(110)連接到 ORDL(140)的微凸塊

150 -- 球頂(glob top)

155 -- 底部填充(underfill)

160 -- 標準球狀引腳柵格陣列(standard BGA)封裝工藝

(圖自:Semiengineering)

顯然,這份專利文件的技術性極強,詳細描繪 AMD 為制造具有此類光子組件 I/O 的半導體芯片而采取的所有必要措施。

實際制造過程將結合放置在 ORDL 上的光子 / 矽基芯片,且各種組件都可在工廠中直接組織創建並佈置於晶圓基板上,從而加速產品的上市進度。

隻是受限於當前的行業配套,這件事無法很快到來。Tom's Hardware 指出 —— 再分配層並非有機,而是通過技術互連“將 I/O 訪問重新分配到芯片的不同部分”。

這樣的方法,類似於臺積電的 TSV 矽通孔工藝,可實現 2D 到 3D 的芯片集成。

而有機技術的現實運用,更常見的還是在 OLED(有機發光二極管)顯示器上 —— 有機材料會暴露在電頻率下產生光。


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