[發明專利]集成計算芯片和集成計算芯片的制作方法

在審

• 申請號: 202010981772.3
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112104425A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 楊麗君;胡小燕;曹靜;王偉平;李斌;趙少宇;郭于鶴洋
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司信息科學研究院
• 主分類號: H04B10/548
• 分類號: H04B10/548;H04B10/556;G02B6/293
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 霍文娟

1.一種集成計算芯片，其特征在于，包括：

基板；

硅基光芯片，包括光網絡運算單元和光電探測器陣列，所述光網絡運算單元包括N×N個硅基馬赫-曾德爾干涉儀，N為大于等于2的正整數，所述光網絡運算單元用于對輸入光進行N階矩陣向量乘法運算，并輸出光強信號；所述光電探測器陣列與所述光網絡運算單元連接，用于將所述光強信號轉換為模擬電流信號；

電壓驅動芯片，所述電壓驅動芯片的輸出端與所述光網絡運算單元的電壓控制端電連接，所述電壓驅動芯片與所述基板電連接，所述電壓驅動芯片用于輸出驅動電壓；

信號讀出及處理芯片，所述信號讀出及處理芯片的輸入端與所述光電探測器陣列的輸出端電連接，所述信號讀出及處理芯片與所述基板電連接，所述信號讀出及處理芯片用于對所述模擬電流信號進行處理。

2.根據權利要求1所述的集成計算芯片，其特征在于，所述電壓驅動芯片包括：

數模轉換器，用于將外部輸入的相位控制信號轉換為模擬信號；

放大電路，一端與所述數模轉換器電連接，另一端與所述光網絡運算單元電連接，所述放大電路用于放大所述模擬信號。

3.根據權利要求1所述的集成計算芯片，其特征在于，所述光電探測器陣列包括多個陣列排布的光電探測器。

4.根據權利要求1所述的集成計算芯片，其特征在于，所述信號讀出及處理芯片包括：

多個陣列排布的放大器，所述放大器用于將所述模擬電流信號轉換為模擬電壓信號并進行放大；

多個陣列排布的濾波器，所述濾波器與所述放大器一一對應電連接，所述濾波器用于對放大后的所述模擬電壓信號進行濾波；

多個陣列排布的模數轉換器，所述模數轉換器與所述濾波器一一對應電連接，所述模數轉換器用于將濾波后的所述模擬電壓信號轉換為數字信號。

5.根據權利要求4所述的集成計算芯片，其特征在于，所述放大器為跨阻放大器，所述濾波器為帶通濾波器。

6.根據權利要求3所述的集成計算芯片，其特征在于，所述光電探測器為硅基波導的超高速光電探測器。

7.根據權利要求1所述的集成計算芯片，其特征在于，所述基板為陶瓷基板。

8.一種集成計算芯片的制作方法，其特征在于，包括：

將光網絡運算單元和光電探測器陣列連接，形成硅基光芯片；

將電壓驅動芯片與所述硅基光芯片電連接；

將信號讀出及處理芯片與所述硅基光芯片電連接；

將所述電壓驅動芯片設置在基板上且與所述基板電連接；

將所述信號讀出及處理芯片設置在所述基板上且與所述基板電連接。

9.根據權利要求8所述的制作方法，其特征在于，將所述電壓驅動芯片與所述硅基光芯片電連接，包括：

在所述電壓驅動芯片上與所述光網絡運算單元上分別形成第一對準標記；

根據所述第一對準標記將所述電壓驅動芯片與所述光網絡運算單元進行對準；

在所述電壓驅動芯片上形成多個第一金屬凸點；

通過多個所述第一金屬凸點連接對準后的所述電壓驅動芯片與所述光網絡運算單元。

10.根據權利要求8所述的制作方法，其特征在于，將所述信號讀出及處理芯片與所述硅基光芯片電連接，包括：

在所述信號讀出及處理芯片上與所述光電探測器陣列上分別形成第二對準標記；

根據所述第二對準標記將所述信號讀出及處理芯片與所述光電探測器陣列進行對準；

在所述信號讀出及處理芯片上形成多個第二金屬凸點；

通過多個所述第二金屬凸點連接對準后的所述信號讀出及處理芯片與所述光電探測器陣列。