光电共封装简介
缩短OE/EE和ASIC之间的电气接口长度 降低信号驱动的能耗 减少延迟,提高电气性能
图1展示了光学收发器技术的发展路线图,从可插拔光学模块到板载光学模块(OBO)、近封装光学模块(NPO)和光电共封装(CPO)。
2D异构集成
2D集成涉及将组件并排放置在公共基板上。可能有几种配置:
PIC和EIC在光学基板上,与ASIC并排放置在共封装基板上
PIC、EIC和ASIC在TSV互连层或有机互连层上
PIC、EIC和ASIC在TSV互连层或有机互连层上,然后连接到封装基板上
图2展示了ASIC、EIC和PIC在共封装基板上的各种2D异构集成方法。
使用微凸点连接Chiplet(ASIC、EIC和PIC)的硅桥 采用Cu-Cu无凸点混合键合的硅桥 嵌入共封装基板腔体中的英特尔EMIB
图3展示了使用硅桥在共封装基板上进行ASIC、EIC和PIC的2D异构集成。
使用微凸点的正面对正面堆叠 使用微凸点和硅通孔(TSV)的正面对背面堆叠 无凸点Cu-Cu混合键合 使用TSV互连层或有机互连层的堆叠
图4展示了EIC和PIC的各种3D异构集成技术。
3D堆叠的PIC和EIC在光学基板上,与ASIC并排放置在共封装基板上 3D堆叠的PIC和EIC与ASIC在TSV互连层或有机互连层上 3D堆叠的PIC和EIC与ASIC在TSV互连层或有机互连层上,连接到封装基板上
图5展示了ASIC、EIC和PIC的3D异构集成方法。
图6展示了使用PIC和EIC的3D堆叠和混合键合的51.2 Tbit/s交换机的光电共封装方法。
图7展示了另一种使用有机互连层堆叠PIC和EIC的51.2 Tbit/s交换机的光电共封装方法。
通过硅桥连接到ASIC的3D堆叠PIC和EIC 使用英特尔EMIB的3D堆叠PIC和EIC与ASIC 使用嵌入扇出型有机互连层的硅桥的3D堆叠PIC和EIC与ASIC
图8展示了在共封装基板上使用硅桥进行ASIC、EIC和PIC的3D异构集成。
表面更光滑、更平坦 能够集成用于光传输的波导 优越的光学性能 更好的热稳定性、机械稳定性和尺寸稳定性 更高的互连密度 改善信号速度、功率传输和设计规则
图9展示了使用玻璃互连层进行EIC和PIC的3D异构集成。
图10展示了使用玻璃互连层在共封装基板上进行ASIC、EIC和PIC的3D异构集成。
在玻璃基板上蚀刻腔体并创建穿透玻璃通孔(TGV) 使用芯片附着和保持装置将PIC放置在腔体中 用模塑树脂填充间隙 制造重分布层(RDL)和玻璃波导 组装光纤耦合器和光纤 在EIC和PIC之间进行微凸点键合或Cu-Cu混合键合
图11概述了使用玻璃互连层在共封装基板上制造ASIC、EIC和PIC的3D异构集成的过程。
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