[发明专利]多信道光引擎的封装型小芯片及共同封装型光电模块

说明书

本公开提供了一种多信道光引擎的封装型小芯片及共同封装型光电模块，并且该共同封装型光电模块包括具有最小横向尺寸不大于100mm的模块基板。共同封装型光电模块还包括主管芯，该主管芯具有布置在模块基板的中心区域的处理器芯片，该处理器芯片被配置为与数字信号处理(DSP)接口一起操作，以用于超短范围数据互连。此外，共同封装型光电模块包括沿模块基板的外围区域密集布置的多个小芯片管芯。每个小芯片管芯被配置作为在具有最小横向尺寸的子模块基板上的自封装光引擎，以允许在模块基板上的小芯片管芯数量的最多，并且任何小芯片管芯与主管芯的距离小于50mm，以用于超短范围互连操作。

技术领域

本发明涉及光通信技术。更具体地，本发明提供了一种光引擎小芯片、和一种开关模块、以及具有该开关模块的光电系统，该光引擎小芯片具有以紧凑封装作为组件单元的堆叠的硅光子芯片与的光电芯片，以用于在具有最小互连长度的单个开关基板上共同封装型开关处理器，该开关模块具有多个共同封装型的光引擎小芯片。

背景技术

随着科学技术的快速更新，计算机的处理速度和容量也相应增加。使用传统电缆的通信发送或通信接收受限于传统电缆的带宽和传输速度，并且现代生活中需要的海量信息传输导致传统通信传输过载。为了适应这样的需求，光纤传输系统逐渐取代了传统的通信传输系统。光纤通信被选择以用于需要电缆无法提供的更高带宽和更长距离的系统。当前的电子工业正在进行对光传输的研究，即使对于短距离通信，光传输也将成为未来的主流。所述光通信是一种技术，在该技术中，光波用作信号载体并且经由光纤在两个节点之间传输。光通信系统包括光发射器和光接收器。通过光收发器，可将接收到的光信号转换成能够由集成电路(IC)处理的电信号、或者可将处理后的电信号转换成要经由光纤传输的光信号。因此，可实现通信的目的。

在过去的几十年中，通信网络的使用激增。在早期的互联网中，流行的应用程序仅限于电子邮件、公告板、以及大多为信息性且基于文本的网页浏览，并且传递的数据量通常相对较小。如今，互联网和移动应用程序需要大量带宽来传递照片、视频、音乐和其他多媒体文件。例如，像脸书(Facebook)这样的社交网络每天处理超过500TB的数据。在对数据和数据传递的如此高的要求下，需要改进现有的数据通信系统以解决这些需求。

在现有的单模光纤上实现40G比特/秒以及然后100G比特/秒的数据速率的宽带波分复用(WDM)光传输是下一代光纤通信网络的目标。最近，光学组件被集成在硅(Si)基板上，以用于制造与微电子芯片共存的大规模光子集成电路。对于许多应用(例如宽带密集型光波复用(DWDM)或粗波分复用(CWDM)通信以及波长操纵的光检测)，直接封装在硅光子光电系统内的芯片级激光器引起了人们的兴趣。已经展示了整个光子组件(包括主要在绝缘体上硅(SOI)平台上的滤波器、(解)复用器、分离器、调制器和光电检测器，)。因为硅(n＝3.48)及其氧化物SiO₂(n＝1.44)都是透明的，并且形成高折射率对比度、高约束波导，所以SOI平台尤其适合于1550nm附近的标准DWDM通信频段或者1310nm附近的CWDM通信频段，这理想地适用于中高集成平面集成电路(PIC)。