三維光子互連芯片是一種將光子器件與電子器件集成在同一芯片上，并通過三維集成技術實現(xiàn)芯片間高速互連的新型芯片。其工作原理主要基于光子傳輸?shù)母咚?、低損耗特性，利用光子在微納米量級結構中的傳輸和處理能力，實現(xiàn)芯片間的高效互連。在三維光子互連芯片中，光子器件負責將電信號轉換為光信號，并通過光波導等結構在芯片內部或芯片間進行傳輸。光信號在傳輸過程中幾乎不受電阻、電容等電子元件的影響，因此能夠實現(xiàn)極高的傳輸速率和極低的傳輸損耗。同時，三維集成技術使得不同層次的芯片層可以通過垂直互連技術（如TSV）實現(xiàn)緊密堆疊，進一步縮短了信號傳輸距離，降低了傳輸延遲和功耗。三維光子互連芯片的高集成度，為芯片的定制化設計提供了更多可能性。沈陽3D PIC

三維光子互連芯片采用三維布局設計，將光子器件和互連結構在垂直方向上進行堆疊，這種布局方式不僅提高了芯片的集成密度，還有助于優(yōu)化芯片的電磁環(huán)境。在三維布局中，光子器件和互連結構被精心布局在多個層次上，通過垂直互連技術相互連接。這種布局方式可以有效減少光子器件之間的水平距離，降低它們之間的電磁耦合效應。同時，通過合理設計光子器件的排列方式和互連結構的形狀，可以進一步減少電磁輻射和電磁感應的產(chǎn)生，提高芯片的電磁兼容性。江蘇3D PIC制造商三維光子互連芯片的多層光子互連技術，為實現(xiàn)高密度的芯片集成提供了技術支持。

三維光子互連芯片的技術優(yōu)勢——高帶寬與低延遲：光子互連技術利用光速傳輸數(shù)據(jù)，其帶寬遠超電子互連，且傳輸延遲極低，有助于實現(xiàn)生物醫(yī)學成像中的高速數(shù)據(jù)傳輸與實時處理。低功耗：光子器件在傳輸數(shù)據(jù)時幾乎不產(chǎn)生熱量，因此光子互連芯片的功耗遠低于電子芯片，這對于需要長時間運行的生物醫(yī)學成像設備尤為重要?？闺姶鸥蓴_：光信號不易受電磁干擾影響，使得三維光子互連芯片在復雜電磁環(huán)境中仍能保持穩(wěn)定工作，提高成像系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。高密度集成：三維結構的設計使得光子器件能夠在有限的空間內實現(xiàn)高密度集成，有助于提升成像系統(tǒng)的集成度和性能。

在高頻信號傳輸中，速度是決定性能的關鍵因素之一。光子互連利用光子在光纖或波導中傳播的特性，實現(xiàn)了接近光速的數(shù)據(jù)傳輸。與電信號在銅纜中傳輸相比，光信號的傳播速度要快得多，從而帶來了極低的傳輸延遲。這種低延遲特性對于實時性要求極高的應用場景尤為重要，如高頻交易、遠程手術和虛擬現(xiàn)實等。隨著數(shù)據(jù)量的破壞性增長，對傳輸帶寬的需求也在不斷增加。傳統(tǒng)的銅互連技術受限于電信號的物理特性，其傳輸帶寬難以大幅提升。而光子互連則通過光信號的多波長復用技術，實現(xiàn)了極高的傳輸帶寬。光子信號在光纖中傳播時，可以復用在不同的波長上，從而大幅增加可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。這使得光子互連能夠輕松滿足未來高頻信號傳輸對帶寬的極高要求。相比于傳統(tǒng)的二維芯片，三維光子互連芯片在制造成本上更具優(yōu)勢，因為能夠實現(xiàn)更高的成品率。

為了進一步提升并行處理能力，三維光子互連芯片還采用了波長復用技術。波長復用技術允許在同一光波導中傳輸不同波長的光信號，每個波長表示一個單獨的數(shù)據(jù)通道。通過合理設計光波導的色散特性和波長分配方案，可以實現(xiàn)多個波長的光信號在同一光波導中的并行傳輸。這種技術不僅提高了光波導的利用率，還極大地擴展了并行處理的維度。三維光子互連芯片中的光子器件也進行了并行化設計。例如，光子調制器、光子探測器和光子開關等關鍵器件都被設計成能夠并行處理多個光信號的結構。這些器件通過特定的電路布局和信號分配方案，可以同時接收和處理來自不同方向或不同波長的光信號，從而實現(xiàn)并行化的數(shù)據(jù)處理。三維光子互連芯片的設計充分考慮了未來的擴展需求，為技術的持續(xù)升級提供了便利。江蘇三維光子互連芯片供應商

在人工智能領域，三維光子互連芯片能夠加速神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練和推理過程。沈陽3D PIC

三維光子互連芯片的較大特點在于其三維集成技術，這一技術使得多個光子器件和電子器件能夠在三維空間內緊密堆疊，實現(xiàn)了高密度的集成。在降低信號衰減方面，三維集成技術發(fā)揮了重要作用。首先，通過三維集成，可以減少光信號在芯片內部的傳輸距離，從而降低傳輸過程中的衰減。其次，三維集成技術還可以實現(xiàn)光子器件之間的直接互連，減少了中間轉換環(huán)節(jié)和連接損耗。此外，三維集成技術還為光信號的并行傳輸提供了可能，進一步提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃?。沈?D PIC