人工智能的最新進(jìn)展，更具體地說，是 ChatGPT 等大型語言模型，給數(shù)據(jù)中心帶來了壓力。人工智能模型需要大量的數(shù)據(jù)來訓(xùn)練，為了在處理單元和內(nèi)存之間移動數(shù)據(jù)，高效的通信鏈路變得必要。 5x1_rjP$|  
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幾十年來，對于長距離通信，光纖一直是首選解決方案。對于短距離數(shù)據(jù)中心內(nèi)通信，由于光纖與傳統(tǒng)電氣鏈路相比具有出色的性能，因此業(yè)界現(xiàn)在也開始采用光纖。最近的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)在甚至可以在非常短的距離內(nèi)實現(xiàn)從電氣互連到光互連的轉(zhuǎn)換，例如同一封裝內(nèi)芯片之間的通信。 ruTj#tWSo  
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這需要將數(shù)據(jù)流從電域轉(zhuǎn)換到光域，這發(fā)生在光收發(fā)器中。硅光子學(xué)是制造這些光收發(fā)器使用最廣泛的技術(shù)。 n9x&Ws;  
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芯片內(nèi)部的有源光子器件（調(diào)制器和光電探測器）仍然需要與電子驅(qū)動器連接，以便為器件供電和讀取輸入數(shù)據(jù)。通過3D堆疊技術(shù)將電子芯片（EIC）堆疊在光子芯片（PIC）的正上方，實現(xiàn)了低寄生電容元件的緊密集成。 CY i{WV(:  
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在最近發(fā)表在《光學(xué)微系統(tǒng)雜志》上的研究中，研究了這種 3D 集成的熱影響。 ug.'OR  
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光子芯片的設(shè)計由一系列環(huán)形調(diào)制器組成，這些調(diào)制器以其溫度靈敏度而聞名。為了在數(shù)據(jù)中心等要求苛刻的環(huán)境中運(yùn)行，它們需要主動熱穩(wěn)定。這是以集成加熱器的形式實現(xiàn)的。出于能源效率的原因，顯然應(yīng)將熱穩(wěn)定所需的功率降至最低。 SF?s^  
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來自比利時魯汶大學(xué)和Imec的研究團(tuán)隊在PIC上通過實驗測量了EIC倒裝芯片鍵合前后的加熱器效率。發(fā)現(xiàn)效率相對損失了 -43.3%，這是一個重大影響。 KuohUH+  
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此外，3D 有限元仿真將這種損耗歸因于 EIC 中的熱擴(kuò)散。應(yīng)避免這種熱擴(kuò)散，因為在理想情況下，集成加熱器中產(chǎn)生的所有熱量都包含在光子器件附近。鍵合EIC后，光子器件之間的熱串?dāng)_也增加了高達(dá)+44.4%，使單個熱控制復(fù)雜化。 8w]>SEGFs  
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量化 3D 光子電子集成的熱影響至關(guān)重要，但防止加熱器效率損失也很重要。出于這個原因，進(jìn)行了熱模擬研究，其中更改了典型的設(shè)計變量，以提高加熱器效率。結(jié)果表明，通過增加μbumps和光子器件之間的間距并減小互連線寬，可以最大限度地減少3D集成的熱損失。 z(d