微型LED并行光学互连的制作方法

背景技术：

1、计算及网络性能要求似乎日益提高。推动这些要求的主要应用包含数据中心服务器、高性能计算集群、人工神经网络及网络交换机。

2、几十年来，由晶体管尺寸缩小结合裸片大小增大推动集成电路(ic)性能及成本的显著改进，其在著名的摩尔定律中总结。数十亿的晶体管计数已允许将以前分散遍及多个集成电路的功能合并到单个片上系统(soc)上。然而，摩尔定律似乎正在达到其极限，因为将特征大小缩小到10nm以下导致边际性能收益下降，以及良率下降及每个晶体管的成本增加。

3、除这些限制之外，单个集成电路可仅含有这么多功能，且所述功能受限，因为集成电路的工艺无法同时针对不同功能(例如逻辑、dram及i/o)进行优化。系统性能的改进日益依赖于在多个集成电路之间实施超高带宽互连。

4、不幸的是，与片上连接相比，当今芯片到芯片连接通常密度低得多且需要大得多的功率(例如归一化为每位能量)。这些ic间连接目前严重限制系统性能。具体来说，互连的功率、密度、延时及距离限制与期望相差甚远。

5、非常期望在多个性能方面提供显著改进的新互连技术。众所周知，即使对于<<1米的相对较短互连，光学互连也可比电互连具有根本优势。不幸的是，用于ic间连接的光学互连的实施方案可面临许多问题。这些问题中包含将光从一个集成电路耦合到另一集成电路。用于衬底或电路板级ic间通信的电互连技术可相对发展良好。对于用于ic间通信的光学互连技术来说，尤其是对于优选地不负面影响现有电互连模式的高吞吐量应用来说，情况可能并非如此。

技术实现思路

1、根据本发明的方面的一些实施例包含用于光学耦合集成电路的并行光学互连组合件，其包括：第一光学收发器阵列，其具有多个光学发射器；所述多个光学发射器各自具有连接到微型led的驱动电路；多芯光纤，其经配置以传输由所述多个光学发射器的每一微型led射出的光；第一光学耦合组合件，其用于将光耦合到所述多芯光纤的第一端，所述第一光学耦合组合件具有与所述第一光学收发器阵列分开等于第一折射透镜的第一焦距的第一距离的所述第一折射透镜，与所述多芯光纤的第一端分开等于第二折射透镜的第二焦距的第二距离的所述第二折射透镜，其中所述第一及第二折射透镜彼此分开等于所述第一距离及所述第二距离的组合的第三距离；第二光学收发器阵列，其具有多个光学接收器；所述多个光学接收器中的每一者具有连接到接收器电路的光电检测器；及第二光学耦合组合件，其具有经配置以将从所述多芯光纤的第二端传输的光引导到所述多个光学接收器的每一光电检测器的一或多个折射收集器。

2、在一些实施例中，所述第一光学耦合组合件进一步包括位于所述第一光学收发器阵列与所述第一折射透镜之间的反射元件。

3、在一些实施例中，所述反射元件是相对于所述多个光学发射器的每一微型led的法线轴成45度定向的旋转镜。

4、在一些实施例中，所述多芯光纤包括由接头接合的至少两个段。

5、在一些实施例中，所述接头包括光学连接器及连接器套管。

6、在一些实施例中，所述多个光学接收器的每一光电检测器单片集成在集成电路上。

7、在一些实施例中，所述多个光学接收器的每一光电检测器接合到集成电路。

8、在一些实施例中，所述多芯光纤包括一束多个光纤元件，每一光纤元件具有由包层包围的芯。

9、在一些实施例中，所述多芯光纤包括一束多个光纤元件，每一光纤元件具有由同心包层包围的芯。在一些此类实施例中，所述多个光纤元件之间的空间含有填充材料。在一些此类实施例中，所述多个光纤元件之间的空间是空的。

10、在一些实施例中，所述多个光学发射器的每一微型led耦合到所述多芯光纤的多个芯。

11、在一些实施例中，所述多个光学发射器的每一微型led耦合到所述多芯光纤的单个芯。

技术特征：

1.一种用于光学耦合集成电路的并行光学互连组合件，其包括：

2.根据权利要求1所述的并行光学互连组合件，其中所述第一光学耦合组合件进一步包括位于所述第一光学收发器阵列与所述第一折射透镜之间的反射元件。

3.根据权利要求2所述的并行光学互连组合件，其中所述反射元件是相对于所述多个光学发射器的每一微型led的法线轴成45度定向的旋转镜。

4.根据权利要求1所述的并行光学互连组合件，其中所述多芯光纤包括由接头接合的至少两个段。

5.根据权利要求4所述的并行光学互连组合件，其中所述接头包括光学连接器及连接器套管。

6.根据权利要求1所述的并行光学互连组合件，其中所述多个光学接收器的每一光检测器单片集成在集成电路上。

7.根据权利要求1所述的并行光学互连组合件，其中所述多个光学接收器的每一光检测器接合到集成电路。

8.根据权利要求1所述的并行光学互连组合件，其中所述多芯光纤包括一束多个光纤元件，每一光纤元件具有由包层包围的芯。

9.根据权利要求1所述的并行光学互连组合件，其中所述多芯光纤包括一束多个光纤元件，每一光纤元件具有由同心包层包围的芯。

10.根据权利要求9所述的并行光学互连组合件，其中所述多个光纤元件之间的空间含有填充材料。

11.根据权利要求9所述的并行光学互连组合件，其中所述多个光纤元件之间的空间是空的。

12.根据权利要求1所述的并行光学互连组合件，其中所述多个光学发射器的每一微型led耦合到所述多芯光纤的多个芯。

13.根据权利要求1所述的并行光学互连组合件，其中所述多个光学发射器的每一微型led耦合到所述多芯光纤的单个芯。

技术总结并行光学互连可用于传输由集成电路产生的信号。并行光学互连可呈多芯光纤及光学连接第一光学收发器阵列及第二光学收发器阵列的一或多个光学耦合组合件的形式。所述多芯光纤可具有多个光纤元件，其中每一光纤元件具有由包层包围的芯，且所述一或多个光学耦合组合件可具有折射及/或反射元件。以此方式，由一个收发器阵列产生的光可通过所述多芯光纤传输且由另一收发器阵列接收。技术研发人员：R·卡尔曼,B·佩泽什基,A·采利科夫,C·丹尼斯受保护的技术使用者：艾维森纳科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16