专利曝光AMD正在研究光子技术 旨在多层芯片上实现光速通信

Tom's Hardware 报道称：AMD 已经表现出了对光子技术的浓厚兴趣，意味着该公司的半导体产品将获得难以置信的快速数据通讯加持。2020 年，该公司向美国专利商标局（USPTO）提交了一项专利，文档中描述了一类新颖的超级计算机，特点是具有连接到单个芯片的光子通信系统。

WCCFTech解释称：光子学（photonics）侧重于光波的产生、检测与光源操纵，且光本身具有独特的“波粒二象性”—— 结合了光粒子与连续电磁波的属性。

早在 1960 年代，科学家们的最初目标是利用光波来执行标准电子设备使用的类似功能。而随着世界从 1980 年代进入光纤通信时代，研究人员又改变了术语以反映进步。

至于AMD的最新动向，推测该公司致力于研究在多层芯片上的光速通信：

得益于光速，光子技术可实现极高的数据通信速率。同时通过使用光来代替铜等金属电介质，还可进一步减少电流损失 / 提升能源效率。

不仅如此，AMD 新研究还畅想了将光波组合并传输到单个芯片的可能性，从而带来更高速率 / 可扩展性能的水平。

截图（来自：USPTO）

分解图上的各个层次，可得如下内容：

100 -- 半导体芯片封装（rsemiconductor chip package）

105 -- 片上系统（SoC）

110 -- 光子芯片（photonic chip）

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

130 -- 塑封材料（mold compound）

135 -- 单晶片基板（single wafer substrate）

140 -- 有机再分布层（Organic Redistribution Layer / ORDL）

145 -- 将 SoC（105）与光子芯片（110）连接到 ORDL（140）的微凸块

150 -- 球顶（glob top）

155 -- 底部填充（underfill）

160 -- 标准球状引脚栅格阵列（standard BGA）封装工艺

（图自：Semiengineering）

显然，这份专利文件的技术性极强，详细描绘了 AMD 为制造具有此类光子组件 I/O 的半导体芯片而采取的所有必要措施。

实际制造过程将结合放置在 ORDL 上的光子 / 硅基芯片，且各种组件都可在工厂中直接组织创建并布置于晶圆基板上，从而加速产品的上市进度。

只是受限于当前的行业配套，这件事无法很快到来。Tom's Hardware 指出 —— 再分配层并非有机，而是通过技术互连“将 I/O 访问重新分配到芯片的不同部分”。

这样的方法，类似于台积电的 TSV 硅通孔工艺，可实现 2D 到 3D 的芯片集成。

而有机技术的现实运用，更常见的还是在OLED（有机发光二极管）显示器上 —— 有机材料会暴露在电频率下产生光。