CN117538997A - 光互连件及其制造方法、芯片封装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光互连领域，其提供了一种光互连件及其制造方法、芯片封装。所述光互连件包括：至少4个节点，每一个节点用于与外部设备通信；多条波导，其中每条波导用于连接所述至少4个节点中的两个节点。本发明的光互连件的光学网络布置中，避免了波导的交叉，并且无需设置复杂的光交换结构。

Description

光互连件及其制造方法、芯片封装

技术领域

本发明涉及光互连领域，更为具体而言，涉及一种光互连件及其制造方法、芯片封装。

背景技术

在芯片内部及芯片封装中，传统的信息互连主要是通过铜介质进行电子传导实现的，而电子信息传输速度和距离受限于电阻电容时间常数以及电学损耗，导致所需铜线的直径随着传输速度和传输距离的增加而显著增加，电信号互连还存在信号串扰以及带宽限制。

光学信号已经被用于远距离和一些较短距离传输数据，包括在数据中心内和在单个设备内进行数据传输。设备内的用于数据传输的光学网络的示例是片上光学网络(Optical Network on a Chip，ONoC)。对于ONoC，往往需要复杂的波导设计来实现节点间的光学互连。例如，为了实现光学互连，可能需要在多个层中布置波导，以避免波导的交叉。如此复杂的波导设计，不仅限制了设备的集成度，还增加了生产成本。

发明内容

本发明提供了一种光互连件及其制造方法、芯片封装，其以简单的波导布置实现多个节点的光学互连。

一方面，本发明的实施方式提供了一种光互连件，其包括：

至少4个节点，每一个节点用于与外部设备通信；

多条波导，每条所述波导用于连接所述至少4个节点中的两个节点，并且。

在一些实施方式中，所述多条波导沿着一虚拟闭合路径分布，并且所述虚拟闭合路径经过所述至少4个节点，使得所述多条波导设置成彼此不交叉。

在一些实施方式中，所述节点包括至少一个光发送部和至少一个光接收部中的至少一者。每条所述波导被配置为连接所述至少4个节点中的一个节点的光发送部以及另一节点的光接收部，以将光从所述光发送部传输至所述光接收部。

在一些实施方式中，所述至少4个节点包括第一节点和第二节点，所述多条波导包括将所述第一节点与第二节点连接的波导。

在一些实施方式中，沿着所述虚拟闭合路径，所述第一节点与第二节点相邻。在一些实施方式中，沿着所述虚拟闭合路径，所述第一节点与第二节点之间间隔N个节点，N≥1。

在一些实施方式中，沿着所述虚拟闭合路径，所述至少4个节点包括依次相邻的第一节点、第二节点、第三节点和第四节点；并且，所述多条波导包括将所述第一节点与第二节点连接的波导、将第一节点与第三节点连接的波导、以及将第一节点与第四节点连接的波导。

在一些实施方式中，沿着所述虚拟闭合路径，所述至少4个节点包括依次相邻的第一节点、第二节点、第三节点和第四节点；并且，所述多条波导包括将所述第一节点与第三节点连接的波导，以及将第二节点与第四节点连接的波导。

在一些实施方式中，沿着所述虚拟闭合路径，所述至少4个节点包括依次相邻的第一节点、第二节点、第三节点和第四节点；并且，所述多条波导包括将所述第一节点与第四节点连接的波导，以及将第二节点与第三节点连接的波导。

在一些实施方式中，沿着所述虚拟闭合路径，所述至少4个节点包括依次相邻的第一节点、第二节点、第三节点、第四节点和第五节点；并且，所述多条波导包括将所述第一节点与第四节点连接的波导，以及将第二节点与第五节点连接的波导。

在一些实施方式中，所述至少4个节点包括起始节点，所述多条波导设置成：使得该起始节点与其他每一个节点连接。在一些实施方式中，所述起始节点的多个光发送部沿所述虚拟闭合路径的同一方向通过不同的波导分别与其他每一个节点对应的光接收部连接。在一些实施方式中，所述起始节点的多个光发送部沿所述虚拟闭合路径的第一方向通过不同的波导与一部分节点中每一个节点对应的光接收部分别连接，沿所述虚拟闭合路径的与第一方向相反的第二方向通过另外不同的波导与另一部分节点中每一个节点对应的光接收部分别连接。

在一些实施方式中，所述至少4个节点以阵列形式布置，并且，所述虚拟闭环路径沿着阵列的列或行延伸，所述多条波导沿着该虚拟闭合路径设置。

在一些实施方式中，对于所述至少4个节点中的每个节点，被配置为实现与其第二近邻节点的连接。

在一些实施方式中，所述节点包括至少一个光发送部和至少一个光接收部中的至少一者。

在一些实施方式中，每条所述波导被配置为连接所述至少4个节点中的一个节点的光发送部以及另一节点的光接收部，以将光从所述光发送部传输至所述光接收部。

在一些实施方式中，所述光发送部包括电光转换单元，所述光接收部包括光电转换单元。

在一些实施方式中，所述多条波导包括弯曲波导。

在一些实施方式中，所述多条波导被配置为使得所述至少4个节点中的任意两个节点实现连接。

另一方面，本发明的实施方式提供了一种芯片封装，其包括：

上述任意一个实施方式所述的光互连件；以及

至少4个芯片，其中的每一个芯片耦合至所述光互连件的一个节点，并且所述至少4个芯片与所述至少4个节点一一对应；

以及，所述光互连件被配置为使得所述每条波导所连接的两个节点对应的两个芯片通信。在一些实施方式中，所述芯片包括电子集成电路芯片和/或光子集成电路芯片。

在一些实施方式中，在所述光互连件的节点中的全部节点处设置所述电子集成电路芯片或所述光子集成电路芯片；或者，在所述光互连件的节点中的一部分节点处设置所述电子集成电路芯片，在所述光互连件的节点中的另一部分节点处设置所述光子集成电路芯片。

再一方面，本发明的实施方式提供了一种制造光互连件的方法，其包括：

提供基板；

在所述基板上，沿着一经过至少4个节点的虚拟闭合路径分布多条波导，以使每条波导连接所述至少4个节点中的两个节点。

在本发明实施方式的光互连件的光学网络布置中，避免了波导的交叉，并无需设置复杂的光交换结构，还能够容易地实现节点之间的两两互连。另外，本发明一些实施例中，芯片与光互连件的耦合可以有不同类型，可适用于不同场景。

本发明实施方式的各个方面、特征、优点等将在下文结合附图进行具体描述。根据以下结合附图的具体描述，本发明的上述方面、特征、优点等将会变得更加清楚。

附图说明

图1是根据本发明一种示例性实施方式的芯片封装的侧视图。

图2和图3示出了根据本发明一种示例性实施方式的光互连件中节点的位置的俯视图。

图4示出了根据所述示例性实施方式的光互连件中节点间的光学连接用波导的布置。

图5是示出了一种针对图2所示的节点进行波导布置的俯视图。

图6示出了根据本发明实施方式的光发送部和光接收部的示例结构。

图7示出了根据本发明另一种实施方式的光互连件中节点间的光学连接用波导的布置的俯视图。

图8示出了根据本发明一种实施方式的光互连件中用于设置波导的虚拟闭合路径的例子。

图9示出了根据本发明一种实施方式的光互连件中用于设置波导的虚拟闭合路径的例子。

具体实施方式

在下文中，将参考附图更详细地描述示例性实施方式。然而，本发明可以以各种不同形式体现，并且不应被解释为仅限于本文所示的实施方式。相反，这些实施方式作为示例来提供以便本公开将是透彻而全面的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的各方面和特征。因此，可能不会描述本领域普通技术人员充分理解本发明的各方面和特征所不必要的过程、元件和技术。除非另有说明，否则在整个附图和文字描述中，类似的附图标记表示类似的元件，因此，可能不会重复其描述。此外，每个示例性实施方式内的特征或方面通常应被视为可用于其他示例性实施方式中的其他类似特征或方面。

以下描述中可使用某些术语以仅供参考，因此这些术语并非旨在进行限制。例如，术语诸如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“在…上方”和“在…下方”可用于指代作为参考的附图中的方向。术语诸如“正面”、“背面”、“后面”、“侧面”、“外侧”和“内侧”可用于描述部件的各部分在一致但任意的参照系内的取向和/或位置，通过参考描述所讨论的部件的文字和相关联的附图可以清楚地了解所述取向和/或位置。此类术语可包括上文具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似含义的词语。类似地，除非上下文明确指出，否则术语“第一”、“第二”以及其他此类指代结构的数字术语并不意味着次序或顺序。

应当理解，当元件或特征被称为“在另一元件或层上”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，其可直接在另一元件或特征上、连接到或联接到另一元件或特征，或可存在一个或多个中间元件或特征。另外，还应当理解，当元件或特征被称为在两个元件或特征“之间”时，其可为这两个元件或特征之间的唯一元件或特征，或也可存在一个或多个中间元件或特征。

本文使用的术语是为了描述特定实施方式的目的，而非旨在限制本发明。如本文所用，单数形式“一”和“一种”旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确指明。还应当理解，术语“包含”、“包括”和“具有”在本说明书中使用时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的集合的存在或添加。如本文所用，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。诸如“…中的至少一个”之类的表达在要素列表之前时修饰整个要素列表，而不是修饰该列表的单独要素。

如本文所用，术语“基本上”、“大致”、“约”等类似术语用作近似术语而不是用作程度术语，并且旨在考虑本领域普通技术人员将认识到的变化，例如，测量值或计算值的固有变化。此外，在描述本发明的实施方式时“可”的使用是指“本发明的一个或多个实施方式”。如本文所用，术语“使用”、“正使用”和“被使用”可被视为分别与术语“利用”、“正利用”和“被利用”同义。

除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。还应当理解，除非在本文中明确地如此定义，否则术语(诸如在常用词典中定义的那些术语)应被解释为具有与它们在相关领域和/或本说明书的上下文中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来解释。

在本发明的实施方式中，如图1所示，芯片封装1000包括光互连件100和多个设备，所述多个设备通过光互连件进行光学连接，通过所述光学连接进行数据传输。在一些实施方式中，所述多个设备可以是多个芯片200，芯片可以选自电子集成电路(EIC)芯片、光子集成电路(PIC)芯片、外部设备也可以是其他电子或光子设备中的一个或多个。光互连件100包括至少4个节点101和多条波导(图1未示)，其中，每一个节点用于与外部设备通信，每条波导用于将所述至少4个节点中的两个节点101光学连接，至少4个芯片200与所述至少4个节点101一一对应。可选的，在一些实施方式中，所述芯片封装可只包括与所述多个节点分别对应的多个EIC芯片。在一些实施方式中，所述芯片封装可只包括与所述多个节点分别对应的多个PIC芯片。

在该示例性的实施方式中，芯片封装1000包括光互连件100，多个芯片200，其中的每一个芯片200耦合至所述光互连件100的一个节点，并且所述多个芯片与所述至少4个节点一一对应；以及，所述光互连件100被配置为使得所述每条波导所连接的两个节点101对应的两个芯片200通信。另外，在本文中，术语“通信”应作广义解释，可以包括双向通信，也可以包括例如单向通信。下面对可用于所述芯片封装的光互连件的实施例进行举例说明，示例性的，光互连件为半导体光互连件，其可以通过半导体工艺制造的光子集成电路实现。

在一些实施方式中，光互连件包括至少4个节点和多条波导，其中，每一个节点用于与外部设备通信，所述多条波导中的每一者用于将所述至少4个节点中的两个节点光学连接，使得所述多条波导设置成彼此不交叉。在一些实施方式中，对应所述节点可设置EIC芯片、PIC芯片、以及其他电子或光子设备中的一个。在一些实施方式中，所述多条波导彼此不交叉包括所述多条波导在同一层不交叉。波导不交叉包括波导平行设置，也可以包括波导非平行设置。

在一些实施方式中，可以画出一条经过所述光互连件的节点的虚拟闭合路径，所述多条波导沿着该虚拟闭合路径分布。换句话说，所述多条波导沿一虚拟闭合路径分布，该虚拟闭合路径经过所述光互连件的节点。多条波导沿一虚拟闭合路径分布，其包括设置在该虚拟闭合路径附近的情形，而并不一定要刚好与虚拟闭合路径重叠。在一种示例性实施方式中，如图2和图3所示，所述光互连件包括8个节点，即节点1至节点8，并且，在所述光互连件中，用于节点间光学连接的波导(图2、3中未示出)沿着一经过所述8个节点的虚拟闭合路径(图3中虚线所示)分布。

图4示出了波导沿所述虚拟闭合路径的布置的示例。为了清楚起见，在图4中将图3所示的虚拟闭合路径展开。为了实现节点间的光学通信，所述节点包括至少一个光发送部和至少一个光接收部中的至少一者。

在一种实施方式中，对于所述虚拟闭合路径上的多个节点，依次相邻的两个节点通过波导连接。本文将依次相邻的两个节点称为第一近邻节点，这彼此间没有间隔其他节点。如图4中(a)所示，节点1的光发送部Tx与节点2的光接收部Rx通过一波导连接，从而将信息(或数据)从节点1通过波导以光信号的形式发送给节点2。波导上绘制的箭头示意性地指示该波导由一个节点的发送部指向另一个节点的接收部，亦可理解为沿该波导的光信号的一种传播方向。所述信息可以是设置于节点1的EIC芯片提供的信息，则节点1的光发送部可以包括电光转换单元，将该EIC芯片提供的携带有所述信息的电信号转换为携带所述信息的光信号。例如，所述电光转换单元可以包括电光调制器。可选的，所述信息可以是设置于节点1的PIC芯片提供的信息，则节点1的光发送部可以包括光耦合器，用于耦合该PIC芯片提供的携带所述信息的光信号。节点2的光接收部可以包括光电转换单元，例如光探测器(例如光电二极管)，用于将接收的光信号转换为电信号，所述电信号被传输至设置于节点2的外部的EIC芯片。可选的，节点2的光接收部可以包括光耦合器，用于将接收的光信号耦合至设置于节点2的PIC芯片。在本实施方式中，节点2至节点8，依次相邻的两个节点间的波导设置以及节点的光发送部和光接收部的设置与上述节点1和节点2的设置相似，在此不再重复。在一些实施方式中，节点8与节点1通过一波导进行光学连接(例如，在图4的(a)中，节点8的箭头指向节点1)，由此，通过沿虚拟闭合路径布置的波导将节点1至节点8光学连接而构成的光网络的拓扑如图4中A所示。根据以上示例，外部设备与节点之间可以通过光信号进行耦合，也可以通过电信号进行耦合。在一些实施方式中，第一类型的芯片可以通过光信号与节点进行耦合，从而与节点进行通信，第二类型的芯片可以通过电信号与节点进行耦合，从而与节点进行通信。外部设备可以既然包括第一类型的芯片，又包括第二类型的芯片，例如光互连件100实现10个芯片200的互连，其中有4个是第一类型的芯片，有6个是第二类型的芯片。在本发明实施例中，丰富了芯片与光互连件耦合的类型，可适用于不同场景。

应当理解，本发明不限于此，多个节点间可以采用不同的连接方式形成不同的拓扑结构，下面结合图4中(b)(c)(d)进行举例说明。

在一些实施方式中，对于所述虚拟闭合路径上的多个节点，第二近邻节点通过波导连接。本文中，第二近邻节点是指彼此间隔1个节点的两个节点，即这两个节点间具有1个节点。如图4中(b)所示，节点1的光发送部Tx与节点3的光接收部Rx通过一波导连接，从而将信息(或数据)从节点1通过波导以光信号的形式发送给节点3。所述信息可以是设置于节点1的EIC芯片提供的信息，则节点1的光发送部可以包括电光转换单元，将该EIC芯片提供的携带有所述信息的电信号转换为携带所述信息的光信号。例如，所述电光转换单元可以包括电光调制器。可选的，所述信息可以是设置于节点1的PIC芯片提供的信息，则节点1的光发送部可以包括光耦合器，用于耦合该PIC芯片提供的携带所述信息的光信号。节点3的光接收部可以包括光电转换单元，例如光探测器(例如光电二极管)，用于将接收的光信号转换为电信号，所述电信号被传输至设置于节点3的EIC芯片。可选的，节点3的光接收部可以包括光耦合器，用于将接收的光信号耦合至设置于节点3的PIC芯片。类似的，节点2与节点4、节点3与节点5、节点4与节点6、节点5与节点7、节点6与节点8、节点7与节点1(图中节点7的箭头指向节点1)、节点8与节点2(图中节点8的箭头指向节点2)分别通过不同的波导连接，并且这些波导不交叉。由此，通过沿虚拟闭合路径布置的多条波导将节点1至节点8光学连接而构成的光网络的拓扑如图4中B所示。示例性的，对于每个节点，被配置为实现其与第二近邻节点的连接。

在一些实施方式中，对于所述虚拟闭合路径上的多个节点，第三近邻节点通过波导连接。本文中，第三近邻节点是指彼此间隔2个节点的两个节点，即这两个节点间具有2个节点。如图4中(c)所示，节点1的光发送部Tx与节点4的光接收部Rx通过一波导连接，从而将信息(或数据)从节点1通过波导以光信号的形式发送给节点4。所述信息可以是设置于节点1的EIC芯片提供的信息，则节点1的光发送部可以包括电光转换单元，将该EIC芯片提供的携带有所述信息的电信号转换为携带所述信息的光信号。例如，所述电光转换单元可以包括电光调制器。可选的，所述信息可以是设置于节点1的PIC芯片提供的信息，则节点1的光发送部可以是光耦合器，用于耦合该PIC芯片提供的携带所述信息的光信号。节点4的光接收部可以包括光电转换单元，例如光探测器(例如光电二极管)，用于将接收的光信号转换为电信号，所述电信号被传输至设置于节点4的EIC芯片。可选的，节点4的光接收部可以是光耦合器，用于将接收的光信号耦合至设置于节点4的PIC芯片。类似的，节点2与节点5、节点3与节点6、节点4与节点7、节点5与节点8、节点6与节点1(图中节点6的箭头指向节点1)、节点7与节点2(图中节点7的箭头指向节点2)、节点8与节点3(图中节点8的箭头指向节点3)分别通过不同的波导连接，并且这些波导不交叉。由此，通过沿虚拟闭合路径布置的多条波导将节点1至节点8光学连接而构成的光网络的拓扑如图4中C所示。

在一些实施方式中，对于所述虚拟闭合路径上的多个节点，第四近邻节点通过波导连接。本文中，第四近邻节点是指彼此间隔3个节点的两个节点，即这两个节点间具有3个节点。如图4中(d)所示，节点1的光发送部Tx与节点5的光接收部Rx通过一波导连接，从而将信息(或数据)从节点1通过波导以光信号的形式发送给节点5。所述信息可以是设置于节点1的EIC芯片提供的信息，则节点1的光发送部可以包括电光转换单元，将该EIC芯片提供的携带有所述信息的电信号转换为携带所述信息的光信号。例如，所述电光转换单元可以包括电光调制器。可选的，所述信息可以是设置于节点1的PIC芯片提供的信息，则节点1的光发送部可以包括光耦合器，用于耦合该PIC芯片提供的携带所述信息的光信号。节点5的光接收部可以包括光电转换单元，例如光电探测器(例如光电二极管)，用于将接收的光信号转换为电信号，所述电信号被传输至设置于节点5的EIC芯片。可选的，节点5的光接收部可以是光耦合器，用于将接收的光信号耦合至设置于节点5的PIC芯片。类似的，节点2与节点6、节点3与节点7、节点4与节点8分别通过不同的波导连接，并且这些波导不交叉。由此，通过沿虚拟闭合路径布置的多条波导将节点1至节点8光学连接而构成的光网络的拓扑如图4中D所示。

在一个实施方式中，所述多条波导被配置为使得所述至少4个节点中的任意两个节点实现连接。例如，将图4中(a)(b)(c)(d)所示的结构可以组合，已经足够构成任意两节点互连的拓扑，其中有的两个节点之间可以实现双向通信，例如在图4的(d)中，节点1的发送部可以通过波导向节点5发送信号，节点5通过另一波导向节点1发送信号。但是，在图4整体的方案中，即图4中(a)(b)(c)(d)的组合中，并未实现任意两节点的双向通信，例如节点3可以通过波导向节点4传输信息(在图4中的(a)已经示出)，节点4则未被配置为向节点3发送信息，这种通信属于单向通信。在图4的基础上，为了实现任意两节点之间的双向通信，可以配置其它合适数量的波导，例如沿着虚拟闭合线路布置其它波导，并在节点中配置合适的发送部/接收部。

在一些实施方式中，如图6所示，其中一个节点的光发送部Tx包括电光调制器501，其用于将经过导电线路502传送来的电信号所携带的信息调制到光信号中，光发送部Tx还用于将光信号发送至波导503，光信号经由波导503传输到另一个节点的光接收部Rx，从而，光接收部Rx通过波导503接收携带信息的光信号。所述光接收部Rx可包括光探测器504，其用于将接收到的光信号转换为电信号，该电信号经由另一导电线路505输出。

图5示出了一种针对图2所示的节点进行波导布置，其实现连接一个节点与它的第二近邻节点，可以认为这些波导都沿着如图3所示的虚拟闭合路径布置，示例性的，图5中的波导是弯曲波导。在一些实施例中，弯曲的波导能使得其更适合虚拟闭合路径的走向，可以配置至少3条的弯曲波导，适用于比较复杂的连接。虚拟闭合路径的形态并无特别限制，波导布置方式符合沿着虚拟闭合路径布置的这一规律，即可认为符合本发明构思。图5中的波导布置方式，沿着虚拟闭合路径展开后，呈现如图4中的(b)所示的情形。在该示例中，对于所述至少4个节点中的每个节点，被配置为实现与其第二近邻节点的连接。

在一些实施方式中，连接两个节点间的波导为单通道。例如，如图4所示，两个具有光学连接的节点分别具有1个光发送部和1个光接收部。如图4的(d)所示，对于8个节点采用第四近邻节点通过单波导连接的在的光学连接配置中，沿虚拟路径一共设置有4条并行的波导，并且这4条波导不交叉。在其他实施方式中，两个具有光学连接的节点可通过多通道连接。例如，如图7所示，采用4条波导分别连接节点1的4个光发送部以及节点5的4个光接收部，其可以提供更大的传输带宽。并且，如图7的拓扑结构所示，沿虚拟闭合路径布置的8个节点采用第四近邻节点彼此光学连接的配置，沿虚拟路径一共设置有并行波导，并且这些波导不交叉。在图3所示的实施方式中，沿着经过8个节点的近似O形的环形虚拟路径设置光学连接用波导。应当理解，本发明不限于此，虚拟闭合路径也可以有其它形态，例如，如图8的虚线所示，沿着该虚拟闭合路径同样可以将光学连接用波导布置成不交叉。还应当理解，虽然以上以8个节点为例进行说明，但是本发明的光学互连件中对节点的数量不做限定，可以多于8个节点，也可以少于8节点。

在一些实施方式中，光互连件包括多个节点和多条波导，所述多条波导沿着经过所述多个节点的虚拟闭合路径分布，使得设置成多条波导彼此不交叉。所述多个节点包括第一节点和第二节点，使得所述第一节点与第二节点连接的波导与连接其他节点的波导不交叉。例如，节点1(作为第一节点)与节点3(作为第二节点)之间的光学连接用波导与其他任意节点间的光学连接用波导不交叉(图3中未示出波导)；或者，节点1(作为第一节点)与节点5(作为第二节点)之间的光学连接用波导与其他任意节点间的光学连接用波导不交叉；或者，节点1(作为第一节点)与节点6(作为第二节点)之间的光学连接用波导与其他任意节点间的光学连接用波导不交叉。

在一些实施方式中，所述多个节点包括第一节点和第二节点，所述第一节点与第二节点相邻，并且将所述第一节点与第二节点连接的波导与连接其他节点的波导不交叉。对于图3布置的节点(图3未示出波导)，节点1(作为第一节点)与节点2(作为第二节点)之间的光学连接用波导与其他任意节点间的光学连接用波导不交叉。

在一些实施方式中，所述多个节点包括第一节点和第二节点，所述第一节点与第二节点之间间隔N个节点，N≥1。并且，将所述第一节点与第二节点连接的波导与连接其他节点的波导不交叉。例如，对于图3布置的节点(图3未示出波导)，节点1(作为第一节点)与节点3(作为第二节点)之间的光学连接用波导与其他任意节点间的光学连接用波导不交叉；或者，节点1(作为第一节点)与节点4(作为第二节点)之间的光学连接用波导与其他任意节点间的光学连接用波导不交叉；或者节点1(作为第一节点)与节点5(作为第二节点)之间的光学连接用波导与其他任意节点间的光学连接用波导不交叉。

在一些实施方式中，所述多个节点包括依次相邻的第一节点、第二节点、第三节点和第四节点；并且，将所述第一节点与第二节点连接的波导、将第一节点与第三节点连接的波导、将第一节点与第四节点连接的波导彼此不交叉。例如，对于图3布置的节点(图3未示出波导)，将节点1与节点2连接的波导、将节点1与节点3连接的波导、将节点1与节点4连接的波导彼此不交叉。在一些实施方式中，将所述第一节点与第三节点连接的波导与将第二节点与第四节点连接的波导不交叉。例如，将节点1与节点3连接的波导与将节点2与节点4连接的波导不交叉。在一些实施方式中，将所述第一节点与第四节点连接的波导与将第二节点与第三节点连接的波导不交叉。例如，将节点1与节点4连接的波导与将节点2与节点3连接的波导不交叉。

在一些实施方式中，所述多个节点包括依次相邻的第一节点、第二节点、第三节点、第四节点和第五节点；并且，将所述第一节点与第四节点连接的波导与将第二节点与第五节点连接的波导不交叉。例如，对于图3布置的节点(图3未示出波导)，将节点1与节点4连接的波导与将节点2与节点5连接的波导不交叉。

在一些实施方式中，光互连件包括多个节点和多条波导，所述多条波导沿着经过所述多个节点任意一条虚拟闭合路径设置：以所述多个节点中一个节点为起始节点，该起始节点与其他每一个节点连接的波导彼此不同且不交叉。例如，以图3所示的8个节点为例，节点1为起始节点，将节点2至节点8中每一个节点与节点1连接的波导彼此不同(图3未示出波导)，且不交叉。在一些实施方式中，所述起始节点的多个光发送部沿所述虚拟闭合路径的同一方向通过不同的波导分别与其他每一个节点对应的光接收部连接。例如，节点1包括7个发送部，为了使得节点1的7个发送部与其它7个节点的接收部分别连接，对于图3中的虚拟闭合路径，可以以节点1为起始节点，沿顺时针或逆时针将节点1的7个发送部通过不同的波导分别与节点2至节点8中每个节点的1个接收部连接，使得这些波导彼此不交叉，其中，图3仅示出了节点的位置，未示出光发送部、光接收部、波导。在一些实施方式中，所述起始节点的多个光发送部沿所述虚拟闭合路径的第一方向通过不同的波导与一部分节点中每一个节点对应的光接收部分别连接，沿所述虚拟闭合路径的与第一方向相反的第二方向通过另外不同的波导与另一部分节点中每一个节点对应的光接收部分别连接。例如，节点1包括7个发送部，为了使得节点1的7个发送部与其它7个节点的接收部分别连接，对于图3中的虚拟闭合路径，可以以节点1为起始节点，沿顺时针通过不同波导将节点1的4个发送部与节点2至节点5中每个节点的1个接收部分别连接，沿逆时针通过不同波导将节点1的3个发送部与节点8至节点6中每个节点的1个接收部分别连接。以上的几种实施方式中，可以实现节点1作为起始节点，其多个发送部分别与其它每个节点所具有的1个对应的接收部连接，从而使得节点1能够向其它节点发送光信号。

在一些实施方式中，光互连件包括多个节点和多条波导，所述多个节点以阵列形式布置，并且，所述虚拟闭环路径沿着阵列的列或行延伸，所述多条波导沿着该虚拟闭合路径设置。如图9所示，将64个节点布置为8×8的阵列形式，一虚拟闭合路径(图9中实线所示)沿着阵列的列上下来回延伸，并且沿着该虚拟闭合路径设置有用于光学连接的多条波导。

在本发明的其他实施方式中，提供了一种制造光互连件的方法，其包括：

提供基板；

在所述基板上，沿着一经过至少多个节点的虚拟闭合路径设置多条波导，以使每条波导将所述多个节点中的两个节点光学连接。

本发明对闭合路径的确定、节点设置和波导设置的顺序不做限定。

在一些实施方式中，可以根据基板上布置的所述多个节点确定出一经过所述多个节点的闭合路径，然后沿着所述闭合路径设置用于光学连接的波导，从而，可将波导设置成不交叉。

在一些实施方式中，所述多个节点、经过所述多个节点的闭合路径和沿所述闭合路径布置的多个波导可以预先作为图案数据存储，并在半导体制造工艺中，根据存储的图案数据采用半导体制造工艺在基板上一体形成所述节点和所述多个波导。

本领技术人员应当理解，以上所公开的仅为本发明的实施方式而已，当然不能以此来限定本发明请求专利保护的权利范围，依本发明实施方式所作的等同变化，仍属本发明之权利要求所涵盖的范围。

Claims (24)

1.一种光互连件，其特征在于，包括：

至少4个节点，每一个节点用于与外部设备通信；

多条波导，每条所述波导用于连接所述至少4个节点中的两个节点。

2.如权利要求1所述的光互连件，其特征在于，所述多条波导沿着一虚拟闭合路径分布并且所述虚拟闭合路径经过所述至少4个节点，使得所述多条波导设置成彼此不交叉。

3.如权利要求2所述的光互连件，其特征在于，所述节点包括至少一个光发送部和至少一个光接收部中的至少一者。

4.如权利要求3所述的光互连件，其特征在于，每条所述波导被配置为连接所述至少4个节点中的一个节点的光发送部以及另一节点的光接收部，以将光从所述光发送部传输至所述光接收部。

5.如权利要求4所述的光互连件，其特征在于，所述至少4个节点包括第一节点和第二节点，所述多条波导包括将所述第一节点与第二节点连接的波导。

6.如权利要求5所述的光互连件，其特征在于，沿着所述虚拟闭合路径，所述第一节点与第二节点相邻。

7.如权利要求5所述的光互连件，其特征在于，沿着所述虚拟闭合路径，所述第一节点与第二节点之间间隔N个节点，N≥1。

8.如权利要求4所述的光互连件，其特征在于，沿着所述虚拟闭合路径，所述至少4个节点包括依次相邻的第一节点、第二节点、第三节点和第四节点；

并且，所述多条波导包括将所述第一节点与第二节点连接的波导、将第一节点与第三节点连接的波导，以及将第一节点与第四节点连接的波导。

9.如权利要求4所述的光互连件，其特征在于，沿着所述虚拟闭合路径，所述至少4个节点包括依次相邻的第一节点、第二节点、第三节点和第四节点；

并且，所述多条波导包括将所述第一节点与第三节点连接的波导，以及将第二节点与第四节点连接的波导。

10.如权利要求4所述的光互连件，其特征在于，沿着所述虚拟闭合路径，所述至少4个节点包括依次相邻的第一节点、第二节点、第三节点和第四节点；

并且，所述多条波导包括将所述第一节点与第四节点连接的波导，以及将第二节点与第三节点连接的波导。

11.如权利要求4所述的光互连件，其特征在于，沿着所述虚拟闭合路径，所述至少4个节点包括依次相邻的第一节点、第二节点、第三节点、第四节点和第五节点；

并且，所述多条波导包括将所述第一节点与第四节点连接的波导，以及将第二节点与第五节点连接的波导。

12.如权利要求4所述的光互连件，其特征在于，所述至少4个节点包括起始节点，所述多条波导布置成：使得该起始节点与其他每一个节点连接。

13.如权利要求12所述的光互连件，其特征在于，所述起始节点的多个光发送部沿所述虚拟闭合路径的同一方向通过不同的波导分别与其他每一个节点对应的光接收部连接。

14.如权利要求12所述的光互连件，其特征在于，所述起始节点的多个光发送部沿所述虚拟闭合路径的第一方向通过不同的波导与一部分节点中每一个节点对应的光接收部分别连接，沿所述虚拟闭合路径的与第一方向相反的第二方向通过另外不同的波导与另一部分节点中每一个节点对应的光接收部分别连接。

15.如权利要求4所述的光互连件，其特征在于，所述至少4个节点以阵列形式布置，并且，所述虚拟闭环路径沿着阵列的列或行延伸，所述多条波导沿着该虚拟闭合路径设置。

16.如权利要求4所述的光互连件，其特征在于，对于所述至少4个节点中的每个节点，被配置为实现与其第二近邻节点的连接。

17.如权利要求1所述的光互连件，其特征在于，所述节点包括至少一个光发送部和至少一个光接收部中的至少一者。

18.如权利要求17所述的光互连件，其特征在于，每条所述波导被配置为连接所述至少4个节点中的一个节点的光发送部以及另一节点的光接收部，以将光从所述光发送部传输至所述光接收部。

19.如权利要求3-18中任意一项所述的光互连件，其特征在于，所述光发送部包括电光转换单元，所述光接收部包括光电转换单元。

20.如权利要求1-18中任意一项所述的光互连件，其特征在于，所述多条波导包括弯曲波导。

21.如权利要求1至20中任意一项所述的光互连件，其特征在于，所述多条波导被配置为使得所述至少4个节点中的任意两个节点实现连接。

22.一种芯片封装，其特征在于，包括：

如权利要求1至21中任意一项所述的光互连件；以及

至少4个芯片，其中的每一个芯片耦合至所述光互连件的一个节点，并且所述至少4个芯片与所述至少4个节点一一对应；

以及，所述光互连件被配置为使得所述每条波导所连接的两个节点对应的两个芯片通信。

23.如权利要求22所述的芯片封装，其特征在于，所述芯片包括电子集成电路芯片和/或光子集成电路芯片；

在所述光互连件的节点中的全部节点处设置所述电子集成电路芯片或所述光子集成电路芯片；

或者，在所述光互连件的节点中的一部分节点处设置所述电子集成电路芯片，在所述光互连件的节点中的另一部分节点处设置所述光子集成电路芯片。

24.一种制造光互连件的方法，其特征在于，包括：

提供基板；

在所述基板上，沿着一经过至少4个节点的虚拟闭合路径分布多条波导，以使每条波导连接所述至少4个节点中的两个节点。