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引言
6 M( O$ C* i% }' v( s; e本文简介美国国防高级研究计划局（DARPA）最新启动的异构自适应光电接口（Heterogenous Adaptively Produced Photonic Interfaces, HAPPI）计划。这一创新项目旨在通过光信号传输技术大幅提升微系统内的信息移动密度，有望为计算和通信技术的未来发展带来革命性变革。
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HAPPI计划的必要性7 e0 K+ ]8 q8 c1 @, J' g/ l9 v
随着技术需求不断增长，传统电子互连在速度和效率方面已接近极限。DARPA的HAPPI计划通过聚焦3D芯片间和芯片内光学路由的开发来应对这一挑战。这种方法有望提高效率，加快信息传输速度，同时减少电磁干扰的影响。
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计划目标
7 q; Q, d w' J( mHAPPI计划的主要目标是将微系统内的信息移动密度提高1000倍。为实现这一宏伟目标，研究将集中在开发先进的3D光学路由概念，包括单个芯片内部和不同芯片之间的路由。
1 f- \/ K( @/ i5 |9 z' P, \: M# u
. c& }) b8 G' `8 H c3 N计划的重点领域包括：高密度3D芯片光学链路光电子集成芯片或光学中间层内的多个路由平面能够穿越基板厚度的路由层间垂直连接光子芯片间的表面耦合方法
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值得注意的是，芯片到光纤的耦合和芯片到芯片的边缘耦合不在本计划范围内。
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技术挑战与解决方案
D5 L; G. P" S. ~实现3D光学互连的主要挑战之一是创建能够适应典型微系统错位的接口。这些错位可能由制造和Assembly过程的变异性引起，特别是在跨越光罩尺寸或晶圆尺寸系统的大型链路阵列中。
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8 `3 A* H% |+ V7 D- t4 ~% R0 Q为解决这一问题，HAPPI计划将重点开发：
' Q) ]* h) B3 L5 y2 g# y本质稳健的接口设计自适应接口解决方案
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这些方法旨在实现环境和机械稳定的光学性能，同时保持与标准微电子制造和Assembly流程的兼容性。; }" k# N& h+ A: ]* }
; g1 y* ~- F$ M4 m* G' G, C3 o3 x' @2 w硬件演示
3 L: v5 _) S; q d. R1 L, E4 RHAPPI计划的一个关键方面是对硬件演示的重视。DARPA正在寻求使用可扩展制造工艺的低损耗、高密度光学互连，且这些工艺需要与微电子兼容。这些演示对于证明所提出技术在实际应用中的可行性很重要。
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* N# S7 V" {2 q材料平台和组件$ i9 e- N/ S- F
虽然HAPPI计划没有指定特定的材料平台，但要求所采用的方法能够与具有已验证光电子组件的光电子集成芯片平台耦合。这些组件可能包括：光源放大器调制器多路复用器滤波器探测器其他电光组件/ t w @1 w6 h: F/ F; `% t5 P
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7 l7 W( }8 _/ {4 ^# i1 g该计划将聚焦于可见光或近红外波段的光学波长。但需要注意的是，HAPPI计划不涉及有源光电子组件的开发。
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潜在应用0 V% f, U" ]; @+ i/ j. o% s) c
HAPPI计划所追求的进展有望为广泛的应用领域开启新的系统架构，包括：信号处理自由空间通信远程感测数字计算原子传感5 B/ Q+ A$ K; c# ^ j
[/ol]
}# u0 ^% c0 V- p& |* [这些应用可能对军事和民用技术产生深远影响，有望改变电信、数据中心和高性能计算等领域。
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结语
( @0 X+ }7 a w7 M" y1 {' m% TDARPA的HAPPI计划聚焦3D光学互连和稳健、自适应的接口，这一计划提高微系统内的信息移动密度。随着计划的推进，有望看到突破性的进展，为广泛应用领域的更高效、更强大的系统奠定基础。# r: K5 g8 V* N Z5 Y
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关于我们：
9 I2 F5 [- d2 H- n) y( [深圳逍遥科技有限公司（Latitude Design Automation Inc.）是一家专注于半导体芯片设计自动化（EDA）的高科技软件公司。我们自主开发特色工艺芯片设计和仿真软件，提供成熟的设计解决方案如PIC Studio、MEMS Studio和Meta Studio，分别针对光电芯片、微机电系统、超透镜的设计与仿真。我们提供特色工艺的半导体芯片集成电路版图、IP和PDK工程服务，广泛服务于光通讯、光计算、光量子通信和微纳光子器件领域的头部客户。逍遥科技与国内外晶圆代工厂及硅光/MEMS中试线合作，推动特色工艺半导体产业链发展，致力于为客户提供前沿技术与服务。0 m3 x$ J* L' T$ _- q5 x& Z
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