interconexión óptica

En los circuitos integrados , las interconexiones ópticas se refieren a cualquier sistema de transmisión de señales entre dos partes del circuito mediante luz. Estas interconexiones han sido objeto de estudio debido a la alta latencia y el elevado consumo energético que presentan las interconexiones metálicas convencionales al transmitir señales eléctricas a largas distancias, como en el caso de las interconexiones globales . La Hoja de Ruta Tecnológica Internacional para Semiconductores (ITRS) ha destacado la miniaturización de las interconexiones como un problema para la industria de los semiconductores.

En las interconexiones eléctricas, las señales no lineales (por ejemplo, las señales digitales) se transmiten tradicionalmente mediante cables de cobre. Estos cables eléctricos presentan resistencia y capacitancia , lo que limita considerablemente el tiempo de subida de las señales al reducir su longitud. Las soluciones ópticas se utilizan para transmitir señales a largas distancias y sustituir la interconexión entre chips dentro del encapsulado del circuito integrado (CI).

Para controlar adecuadamente las señales ópticas dentro del pequeño encapsulado del circuito integrado, se puede utilizar la tecnología de sistemas microelectromecánicos (MEMS) para integrar eficazmente los componentes ópticos (es decir, guías de onda ópticas , fibras ópticas , lentes , espejos , actuadores ópticos, sensores ópticos, etc.) y las partes electrónicas.

Los cables metálicos convencionales poseen resistencia y capacitancia , lo que limita el tiempo de subida de las señales. Los bits de información se superpondrán entre sí cuando la frecuencia de la señal aumente a cierto nivel. ^{[ 1 ]}

Las interconexiones ópticas pueden proporcionar ventajas sobre los cables metálicos convencionales, entre las que se incluyen: ^{[ 1 ]}

1. Momentos más predecibles
2. Reducción de potencia y área para la distribución del reloj
3. Independencia de la distancia en el rendimiento de las interconexiones ópticas
4. Sin diafonía dependiente de la frecuencia
5. Ventajas arquitectónicas
6. Reducción de la disipación de potencia en las interconexiones
7. Aislamiento de voltaje
8. Densidad de interconexiones
9. Reducción de las capas de cableado
10. Los chips podrían probarse en un sistema de prueba óptica sin contacto.
11. Beneficios de los pulsos ópticos cortos

Sin embargo, aún existen muchos desafíos técnicos en la implementación de interconexiones ópticas densas en chips CMOS de silicio. Estos desafíos se enumeran a continuación: ^{[ 2 ]}

1. Circuitos receptores e integración de fotodetectores de baja capacitancia.
2. Mejora evolutiva en dispositivos optoelectrónicos
3. Ausencia de tecnología optomecánica práctica adecuada.
4. Tecnologías de integración
5. Control de polarización
6. Dependencias de la temperatura y variación del proceso
7. Pérdidas y errores
8. Capacidad de prueba
9. Embalaje

• transistor orgánico emisor de luz
• fotónica de silicio