系统集成层 通过把驱动芯片、micro-LED阵列、微透镜、光学光纤、micro-PD及接收电路可靠地整合成一个完整、可商用的模块,目前主流采用3D堆叠、倒装芯片键合和被动对准等封装技术,重点解决热管理、对准精度、可靠性和成本问题,最终形成高带宽密度、低功耗、高可靠的完整芯片间或者机柜间可见光互连产品。
光学互连层 光学互连层负责在micro-LED发射阵列与micro-PD接收阵列之间实现高效、低损耗的光信号传输,目前方案以微透镜阵列为核心,用于发射/接收端光束整形、聚焦、准直与耦合进光纤阵列。而后端光纤阵列实现稍长距离的稳定传输,支持极高的通道密度和低串扰,是高密度光互连的关键桥梁。
电驱动层 在发射机,采用先进CMOS工艺制作的驱动芯片,直接为micro-LED阵列提供精准、高速、大电流的驱动信号,支持几Gbps甚至到几十Gbps调制速率,可选择通过倒装芯片键合与micro-LED阵列紧密集成,大幅降低寄生参数,实现极低的功耗和极高的通道密度。而在接收端,micro-PD后面通常紧跟集成或紧耦合的跨阻放大器TIA及后续相关电路模块,将微弱光电流高效转换为电压信号并放大,确保整体接收链路的高灵敏度和高速性能。
光接收层——micro-PD芯片 负责把接收到的微弱光信号高效转换成电信号,通常采用与发射端尺寸匹配的硅基微型光电探测器阵列(micro-PD,如PIN型),其特征是高响应度、高带宽和低噪声,能很好地支持高密度阵列接收,并容易与跨阻放大器集成,实现Tb/s级总吞吐量。
光发射层——micro-LED芯片 这一层负责把高速电信号直接转换成光信号,核心是高密度micro-LED阵列。可以利用GaN材料实现GHz大带宽与高亮度的micro-LED器件,其像素通常几微米到几十微米大小,单个收发机可达数百甚至上千像素,从而支持超并行光互连架构。同时,以micro-LED为核心器件的该架构具备成本低、寿命长、不需温度控制的显著优势。