層的面積。
[0085]本實施例中，電學(xué)層12可以包括:處理器和/或內(nèi)存等器件，當(dāng)然也可以包括其它傳輸/處理電信號的電學(xué)器件，本實施例對此不做具體限定。其中，處理器的個數(shù)，以及內(nèi)存的個數(shù)本實施例不做限定。另外，電學(xué)層內(nèi)的各個器件可以位于同一層，或者也可以位于不同的層，本實施例對此不做具體限定。
[0086]參見圖3，為上述系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖。其中，基本單元Ul包括光網(wǎng)絡(luò)層01和電學(xué)層E1，基本單元U2包括光網(wǎng)絡(luò)層02和電學(xué)層E2。電學(xué)層El和E2中均包括多個子層，且電學(xué)層El和E2內(nèi)的各子層為電互連。該多個子層中的任一層可以為處理器或內(nèi)存等等。光網(wǎng)絡(luò)層01分別與電學(xué)層El中的各子層電互連，光網(wǎng)絡(luò)層02分別與電學(xué)層E2中的各子層電互連。其中，電互連是指通過TSV技術(shù)實現(xiàn)電學(xué)互連。從圖中可以看出，光網(wǎng)絡(luò)層01的面積大于電學(xué)層El的面積，光網(wǎng)絡(luò)層02的面積大于電學(xué)層E2的面積，這樣可以保證相鄰的兩個光網(wǎng)絡(luò)層之間無遮擋，能夠讓光信號通過自由空間傳輸，實現(xiàn)相鄰的兩個光網(wǎng)絡(luò)層之間的光互連，從而實現(xiàn)真正的三維光互連。圖中光網(wǎng)絡(luò)層01與02之間的虛箭頭線表示光網(wǎng)絡(luò)層之間為自由空間的光互連。
[0087]圖3中各個層的形狀均以長方形示意，但是，本發(fā)明對各個層的形狀不做具體限定，當(dāng)然，在其它的實施方式下，也可以為正方形或其它形狀等等。
[0088]本實施例提供的上述系統(tǒng)中，基本單元可以分為邊緣基本單元和中間基本單元。邊緣基本單元是指在堆疊的方向上只有一側(cè)有相鄰的基本單元，另一側(cè)則無相鄰的基本單元，該邊緣基本單元位于上述系統(tǒng)的頂層或底層。中間基本單元是指在堆疊的方向上兩側(cè)均有相鄰的基本單元，中間基本單元位于頂層基本單元和底層基本單元之間。該中間基本單元的個數(shù)可以為O個，或者I個，或者I個以上。通常，中間基本單元為多個。在上述系統(tǒng)中，所有基本單元的總個數(shù)就是該系統(tǒng)堆疊的層數(shù)，該層數(shù)可以根據(jù)需要具體設(shè)置，如16層、20層、30層、35層或40層等等，本實施例對此不做具體限定。
[0089]本實施例中，光網(wǎng)絡(luò)層可以包括:光收發(fā)單元和光交換單元；其中，光收發(fā)單元可以包括:光發(fā)射單元和光接收單元；光交換單元可以包括:仲裁邏輯器件和層間光交換單元。具體地，可以參見圖1c以及實施例1中的描述，此處不贅述。
[0090]值得一提的是，各層上的光收發(fā)單元和光交換單元均位于光網(wǎng)絡(luò)層比電學(xué)層大出的面積上，從而保證相鄰的光網(wǎng)絡(luò)層之間可以通過自由空間進(jìn)行光互連。
[0091]以圖3為例，基本單元Ul為頂層，基本單元U2位于頂層和底層中間。其中，光網(wǎng)絡(luò)層01和02均包括光收發(fā)單元TR和光交換單元SW。光網(wǎng)絡(luò)層01和02之間通過光交換單元SW實現(xiàn)光信號在自由空間內(nèi)傳輸。從圖中可以看出，光收發(fā)單元TR和光交換單元SW均位于光網(wǎng)絡(luò)層比電學(xué)層大出的面積上，從而避免傳輸路徑上有遮擋，保證了光信號在自由空間內(nèi)進(jìn)行傳輸。
[0092]本實施例涉及的層間光交換單元包括但不限于:光學(xué)反射鏡，該光學(xué)反射鏡可以用半導(dǎo)體微納加工技術(shù)形成。參見圖4，為采用光學(xué)反射鏡作為層間光交換單元的示意圖。其中，光網(wǎng)絡(luò)層01中的光信號經(jīng)過光學(xué)反射鏡的反射，向下經(jīng)過自由空間傳輸至光網(wǎng)絡(luò)層02中，在02中經(jīng)過右側(cè)的光學(xué)反射鏡反射至左側(cè)的光學(xué)反射鏡，再由左側(cè)的光學(xué)反射鏡反射至下層的光網(wǎng)絡(luò)層，以此類推，直至光信號傳輸達(dá)到底層的光網(wǎng)絡(luò)層。
[0093]另外，本實施例中，所述電學(xué)層可以包括N個子單元，所述光接收單元的個數(shù)也為N,且與所述電學(xué)層的N個子單元一一對應(yīng)，所述N為大于或等于2的整數(shù)；光交換單元還可以包括:層內(nèi)光交換單元，進(jìn)一步地，該層內(nèi)光交換單元可以包括:光信號接收模塊、解析模塊和傳輸模塊，具體地，可以參見圖1d以及實施例1中的描述，此處不贅述。該仲裁邏輯器件包括但不限于以下一種:光學(xué)微環(huán)諧振器、陣列波導(dǎo)光柵或光柵耦合器等對波長敏感的光學(xué)器件，通過設(shè)置或調(diào)節(jié)所述光學(xué)器件的參數(shù)可以實現(xiàn)波段的選擇，因上述技術(shù)屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0094]本實施例中，預(yù)先配置的基本單元與光信號波段的對應(yīng)關(guān)系可以包括:基本單元和與其對應(yīng)的光信號波段，且每個基本單元對應(yīng)的光信號波段均不相同，保證了各個基本單元可以接收的波段不重疊。通過上述仲裁邏輯器件可以判斷出當(dāng)前光信號的傳輸方向。
[0095]參見圖5，為基本單元與光信號波段的對應(yīng)關(guān)系示意圖。其中，基本單元Ul對應(yīng)的光信號波段為Λ λ 1，該波段內(nèi)包括波長λ 11，λ 12，...等等；基本單元U2對應(yīng)的光信號波段為Λ λ 2，該波段內(nèi)包括波長λ 21，λ 22，...等等；以此類推。從而保證了各個基本單元對應(yīng)的光信號波段不重疊，方便對波段進(jìn)行配置，應(yīng)用較靈活。
[0096]本實施例提供的上述系統(tǒng)，通過兩個或兩個以上的基本單元堆疊互連，每個基本單元內(nèi)部光網(wǎng)絡(luò)層與電學(xué)層采用電互連，每個基本單元的光網(wǎng)絡(luò)層與相鄰的基本單元的光網(wǎng)絡(luò)層采用光互連，把光互連引入到疊層之間，實現(xiàn)了真正的三維空間內(nèi)的光互連，由于光網(wǎng)絡(luò)層和電學(xué)層交替堆疊，且光傳輸具有延遲和損耗小的特性，因此，有利于增加堆疊層數(shù)，不僅降低了對電學(xué)層堆疊層數(shù)的限制，而且提高了信號的傳輸效率。
[0097]實施例3
[0098]本實施例提供了一種光互連系統(tǒng)，包括:堆疊互連的兩個或兩個以上的基本單元，該基本單元包括:光網(wǎng)絡(luò)層和電學(xué)層。在每個基本單元內(nèi)部，光網(wǎng)絡(luò)層與電學(xué)層通過TSV實現(xiàn)電互連；每個基本單元的光網(wǎng)絡(luò)層與相鄰的基本單元的光網(wǎng)絡(luò)層以通過硅的光波導(dǎo)TSOWG進(jìn)行光互連。
[0099]本實施例與實施例2的區(qū)別僅在于光互連的形式不同，而關(guān)于電學(xué)層部分則相同，具體參見實施例2中的描述，此處不贅述。
[0100]參見圖6，為上述系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖。其中，基本單元Ul包括光網(wǎng)絡(luò)層01和電學(xué)層Ε1，基本單元U2包括光網(wǎng)絡(luò)層02和電學(xué)層Ε2。電學(xué)層El和Ε2中均包括多個子層，且電學(xué)層El和Ε2內(nèi)的各子層為電互連。該多個子層中的任一層可以為處理器或內(nèi)存等等。光網(wǎng)絡(luò)層01分別與電學(xué)層El中的各子層電互連，光網(wǎng)絡(luò)層02分別與電學(xué)層Ε2中的各子層電互連。其中，電互連是指通過TSV技術(shù)實現(xiàn)電學(xué)互連。光網(wǎng)絡(luò)層01與光網(wǎng)絡(luò)層02以通過硅的光波導(dǎo)TSOWG進(jìn)行光互連，其中，TSOWG僅僅是通過電學(xué)層，且只與光網(wǎng)絡(luò)層互連。通過TSOWG實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)層之間的光互連，從而實現(xiàn)真正的三維光互連。
[0101]本實施例提供的上述系統(tǒng)中，基本單元可以分為邊緣基本單元和中間基本單元。該中間基本單元的個數(shù)可以為O個,或者I個,或者I個以上。上述系統(tǒng)中,所有基本單元的總個數(shù)就是該系統(tǒng)堆疊的層數(shù)，該層數(shù)可以根據(jù)需要具體設(shè)置。具體地，可以參見上述實施例中的描述，此處不贅述。
[0102]本實施例中，光網(wǎng)絡(luò)層可以包括:光收發(fā)單元和光交換單元；其中，光收發(fā)單元可以包括:光發(fā)射單元和光接收單元；光交換單元可以包括:仲裁邏輯器件和層間光交換單元。具體地，可以參見圖1c以及實施例1中的描述，此處不贅述。
[0103]上述各層上的光收發(fā)單元和光交換單元均通過TSOWG進(jìn)行光信號的傳輸，從而保證相鄰的光網(wǎng)絡(luò)層之間的光互連。
[0104]本實施例涉及的層間光交換單元包括但不限于:光學(xué)反射鏡，該光學(xué)反射鏡可以用半導(dǎo)體微納加工技術(shù)形成。參見圖7，為采用光學(xué)反射鏡作為層間光交換單元的示意圖。其中，光網(wǎng)絡(luò)層01中的光信號經(jīng)過光學(xué)反射鏡的反射，向下經(jīng)過TSOWG傳輸至光網(wǎng)絡(luò)層02中，在02中經(jīng)過右側(cè)的光學(xué)反射鏡反射至左側(cè)的光學(xué)反射鏡，再由左側(cè)的光學(xué)反射鏡反射，通過TSOWG傳輸至下層的光網(wǎng)絡(luò)層，以此類推，直至光信號傳輸達(dá)到底層的光網(wǎng)絡(luò)層。
[0105]另外，本實施例中，所述電學(xué)層可以包括N個子單元，所述光接收單元的個數(shù)也為N,且與所述電學(xué)層的N個子單元一一對應(yīng)，所述N為大于或等于2的整數(shù)；光交換單元還可以包括:層內(nèi)光交換單元，進(jìn)一步地，該層內(nèi)光交換單元可以包括:光信號接收模塊、解析模塊和傳輸模塊，具體地，可以參見圖1d以及實施例1中的描述，此處不贅述。該仲裁邏輯器件包括但不限于以下至少一種:光學(xué)微環(huán)諧振器、陣列波導(dǎo)光柵或光柵耦合器等對波長敏感的光學(xué)器件，通過設(shè)置所述光學(xué)器件的參數(shù)可以實現(xiàn)波段的選擇。
[0106]本實施例中，預(yù)先配置的電學(xué)層與光信號波段的對應(yīng)關(guān)系可以包括:電學(xué)層和與其對應(yīng)的光信號波段，且每個電學(xué)層對應(yīng)的光信號波段均不相同，保證了各個基本單元可以接收的波段不重疊。具體地，可以參見實施例2中的描述，此處不贅述。
[0107]本實施例提供的上述系統(tǒng)，通過兩個或兩個以上的基本單元堆疊互連，每個基本單元內(nèi)部光網(wǎng)絡(luò)層與電學(xué)層采用電互連，每個基本單元的光網(wǎng)絡(luò)層與相鄰的基本單元的光網(wǎng)絡(luò)層采用光互連，把光互連引入到疊層之間，實現(xiàn)了真正的三維空間內(nèi)的光互連，由于光網(wǎng)絡(luò)層和電學(xué)層交替堆疊，且光傳輸具有延遲和損耗小的特性，因此，有利于增加堆疊層數(shù)，不僅降低了對電學(xué)層堆疊層數(shù)的限制，而且提高了信號的傳輸效率。
[0108]實施例4
[0109]參見圖8a,本實施例提供了一種光互連方法,應(yīng)用于上述任一個實施例中的光互連系統(tǒng)，其中，所述兩個或兩個以上的基本單元包括第一基本單元和第二基本單元，該第一基本單兀包括第一光網(wǎng)絡(luò)層和第一電學(xué)層