[发明专利]具有光子集成电路(PIC)芯片的半导体封装

说明书

本申请案涉及具有光子集成电路PIC芯片的半导体封装。本文中描述具有光学I/O接口的存储器装置。在一个实施例中，存储器装置包含耦合到衬底的多个存储器，每一存储器包含用于将电信号转换成光学信号/从光学信号转换出电信号的一或多个光子集成电路PIC芯片。所述存储器装置可进一步包含多个光纤，其中所述存储器中的个别者光学耦合到所述光纤中的至少一者。所述存储器可经由所述光纤接收/发射所述光学信号且可经由所述衬底电耦合到电力供应器/接地。

相关申请案的交叉参考

本申请案含有与奥马尔J.贝希尔(Omar J.Bchir)的标题为“具有电光衬底的半导体装置(SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING ELECTRO-OPTICAL SUBSTRATES)”的同时申请的美国专利申请案相关的标的物。所述相关申请案的揭示内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明一般来说涉及具有光学接口的半导体封装，且更特定来说涉及包含电耦合到一或多个存储器裸片的光子集成电路(PIC)芯片的存储器封装。

背景技术

存储器封装或模块通常包含安装在衬底上的多个存储器装置。存储器装置广泛用于存储与各种电子装置(例如，计算机、无线通信装置、相机、数字显示器等等)相关的信息。信息是通过将存储器单元的不同状态编程来存储。存在各种类型的存储器装置，包含磁性硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、动态RAM(DRAM)、同步动态RAM(SDRAM)及其它。

在一些例子中，例如在数据中心或高性能计算机中，许多存储器封装操作地耦合在一起(例如，在服务器机架中)。更具体来说，个别存储器封装可经由导电(例如，铜)电缆或迹线电耦合在一起。在一些例子中，导电电缆或迹线进一步耦合到将电信号转换成光学信号的光学收发器，光学信号可以高速度及带宽(举例来说)在数据中心中的不同位置之间路由。此些光学收发器可相对昂贵。然而，在高数据带宽下，导电电缆或迹线中的电信号可仅传播小距离(例如，小于1米)直到需要额外中继器芯片以提升信号。此些中继器芯片消耗额外电力—增加操作数据中心、高性能计算机或包含许多互连存储器封装的其它装置的成本。

发明内容

在一个方面中，本申请案提供一种半导体封装，其包括：衬底；半导体裸片，其耦合到所述衬底；第一光子集成电路(PIC)芯片，其耦合到所述衬底且电耦合到所述半导体裸片；光源，其电耦合到所述半导体裸片；及第二PIC芯片，其耦合到所述衬底且光学耦合到所述光源；第一光纤，其光学耦合到所述第一PIC芯片；及第二光纤，其光学耦合到所述第二PIC芯片。

在另一方面中，本申请案进一步提供一种存储器封装，其包括：衬底；多个存储器，其耦合到所述衬底；及多个光纤，其中至少一个光纤光学耦合到所述存储器中的个别者，且其中所述存储器经配置以(a)经由所述光纤接收光学信号，(b)经由所述光纤发射光学信号，或(c)经由所述光纤既接收又发射光学信号。

在又一方面中，本申请案进一步提供一种半导体封装，其包括：衬底；半导体裸片堆叠，其耦合到所述衬底；多个第一光子集成电路(PIC)芯片，其耦合到所述衬底，其中所述半导体裸片中的个别者电耦合到至少一个第一PIC芯片，且其中所述第一PIC芯片经配置以(a)从所述半导体封装外部接收第一光学信号，(b)将所述第一光学信号转换成第一电信号，及(c)将所述第一电信号发射到所述半导体裸片；及多个第二PIC芯片，其耦合到所述衬底，其中所述半导体裸片中的个别者电耦合到至少一个第二PIC芯片，且其中所述第二PIC芯片经配置以(a)从所述半导体裸片接收第二电信号且(b)将所述第二电信号转换成第二光学信号以供从所述半导体封装发射。

附图说明

可参考以下图式更好地理解本发明技术的许多方面。所述图式中的组件未必按比例。而是，重点在于清晰地图解说明本发明技术的原理。

图1A及1B分别是根据本发明技术的实施例配置的半导体装置或封装的部分示意性横截面侧视图及俯视图。