Chiplet辘集，有了“光”决策
（原标题：Chiplet辘集，有了“光”决策）
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开首：内容编译自CEA-Leti，谢谢。
2019 年，CEA-Leti 成为首个赢得手用 3D 架构将芯片集成到有源中介层上的组织。Leti 过火结合机构 CEA-List 的筹商东谈主员面前正在在此基础上开发有源光学中介层，以最小的延伸辘集大齐芯片。跟着行业在越来越大的晶圆上分娩越来越多的芯片，这项使命的主义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 编削日 2024 行径上，CEA 筹商东谈主员共享了最近开发的 Starac，这是一款基于芯片的光学片上聚集 (ONoC) 演示器，它设立在有源光学中介层上，模仿了 Leti 在电子中介层方面的早期建立。CEA-List 高档筹商员 Yvain Thonnart 示意：“咱们保留了在芯片之间路由信息的才调，而无需在大齐中间芯片之间进步。通过使用光子学，咱们策动将延伸大大裁汰，这比咱们之前的使命和面前行业所作念的要好。”
天然无源中介层提供结构撑抓和相邻芯片之间的辘集，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，而无需一齐进行进步。无源中介层需要通过进步传输数据，这会加多延伸和功耗。跟着光学互连的日益普及，将来的游戏律例改变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延伸。
刻画 CEA-Leti 的 ONoC 拓扑的通俗按次是将其称为环，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，每个芯片齐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。“这有点像大型采汇聚的点对点，因为咱们的架构中没灵验于通讯的逼近适度器，”Thonnart 说。
“在大型蓄意系统中，有多个带有中枢的蓄意芯片和多个 HBM [高带宽内存]，”他说。“英特尔、AMD 和 Nvidia 的最新处理器齐是如斯。从中枢转到隔壁的 HBM 很容易。但要是您需要从中枢转到更远的 HBM，那么您需要实行一系列操作才能获取数据。使用咱们的搞定决策，延伸将大大改善，因为与更传统的架构中需要经过通盘进步的旅程比拟，在咱们的片上光学采汇聚指令的光的固有延伸卓越小。”
CEA-Leti 的光学中介层时代名为 Starac，该筹商机构在本年夏天举行的 Leti 编削日 2024 上展示了该时代（如上图）。Starac使用硅光子学代替铜来传输数据，从而自动栽植性能并裁汰延伸和功耗。它还支抓无法使用传统按次构建的路由。与用于辘集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，可已矣径直通讯，而传统无源中介层需要多个设施（或进步）才能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代，其片上聚集 (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）使芯片组不详径直相互通讯，无需中间进步。这舍弃了传统多芯片组想象中常见的延伸，跟着芯片组数目的束缚加多，纯旭优配延伸变得越来越要紧。
关于刻下和将来的多芯片系统级封装而言，减少延伸、加多带宽并适度功耗至关要紧。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 的使命象征着向使用光子学为 SiP 提供更快、更具可推广性的通讯搞定决策迈出了要紧一步。
得志永不得志的新诳骗需求
新架构搞定的主要问题是，新诳骗需要数目大幅加多、功能越来越遒劲的处理器。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疏通的数据。不仅单个封装中的处理器之间需要快速数据传输，况兼从系统外部到系统里面以及反之亦然。CEA-Leti 示意，其想象的时代不仅不错在单个封装上开动，还不错推广以支抓两个或多个封装之间的传输。
Thonnart 示意：“咱们但愿通过这套光学套件已矣的主义，是让东谈主们拼装大齐芯片，而无须惦记物理集成。咱们在芯片间通讯模范化使命方面仍后发先至，因为模范仍然侧重于两个芯片之间的点对点辘集。最终，咱们但愿匡助补充模范，使芯片不详与专用的电光芯片对接，从而处理咱们片上光学聚集的通盘方面。”
迈向工业化
与此同期，CEA-Leti 研发景观恰当东谈主 Jean Charbonnier 示意，Leti 但愿通过 Starac 演示器展示该时代，从而诱导工业结合资伴。Charbonnier 示意：“咱们但愿让使用新架构的系统想象师和代工场齐参与进来，让他们与咱们结合，为工业分娩作念好准备。”
工业化谈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。“咱们仍是为咱们的 Starac 演示器开发了许多新的工艺设施，”Charbonnier 说谈。“3D 互连处理方面的工程使命量雄伟，因为它整个是新事物，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民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，团队必须详情禁入区，以便他们不详在不改变信号的情况下使用硅通孔和波导。在开发好意思满的演示器之前，必须单独进行筹商以考据不同的子进程。
现在演示景观仍是完成，“咱们有好多事情不错校正，以致整个重作念，”Charbonnier 说。“举例，咱们不错将激光器径直放在斥地上，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。
“咱们但愿在将来一年把握设立行业结合资伴关系，以匡助咱们搞定一些进程和封装问题，并让咱们更接近这项时代可能搞定的践诺问题，”Charbonnier 补充谈。
https://www.eetimes.eu/cea-leti-develops-active-optical-interposers-to-connect-chiplets/
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