En circuitos integrados , las interconexiones ópticas se refieren a cualquier sistema de transmisión de señales de una parte de un circuito integrado a otra utilizando luz. Las interconexiones ópticas han sido tema de estudio debido a la alta latencia y el consumo de energía que implican las interconexiones metálicas convencionales para transmitir señales eléctricas a largas distancias, como en las interconexiones clasificadas como interconexiones globales . La Hoja de Ruta Tecnológica Internacional para Semiconductores (ITRS) ha destacado el escalamiento de las interconexiones como un problema para la industria de los semiconductores.
En las interconexiones eléctricas, las señales no lineales (por ejemplo, las señales digitales) se transmiten mediante cables de cobre de manera convencional, y todos estos cables eléctricos tienen resistencia y capacitancia que limitan severamente el tiempo de subida de las señales cuando se reduce la dimensión de los cables. Se utilizan soluciones ópticas para transmitir señales a largas distancias para sustituir la interconexión entre matrices dentro del encapsulado del circuito integrado (CI).
Para controlar adecuadamente las señales ópticas dentro del pequeño paquete de CI, se puede utilizar la tecnología del sistema microelectromecánico (MEMS) para integrar los componentes ópticos (es decir, guías de ondas ópticas , fibras ópticas , lentes , espejos , actuadores ópticos , sensores ópticos, etc.) y las partes electrónicas juntas de manera efectiva.
Los cables metálicos físicos convencionales poseen tanto resistencia como capacitancia , lo que limita el tiempo de subida de las señales. Los bits de información se superpondrán entre sí cuando la frecuencia de la señal aumente hasta un cierto nivel. [1]
Las interconexiones ópticas pueden proporcionar ventajas sobre los cables metálicos convencionales, entre las que se incluyen: [1]
Sin embargo, todavía existen muchos desafíos técnicos a la hora de implementar interconexiones ópticas densas en chips CMOS de silicio. Estos desafíos se enumeran a continuación: [2]