[发明专利]光学接口堆叠存储器及相关方法和系统

权利要求书

1.一种存储器设备，所述存储器设备包括：

多个堆叠的存储器层，所述多个堆叠的存储器层中的每一个存储器层包括多个存储器单元；以及

光学晶片，所述光学晶片接合到所述多个堆叠的存储器层并且通过一个或多个互连件与所述多个堆叠的存储器层中的至少一个存储器层电通信，所述光学晶片包括：

光学收发器；以及

存储器控制器，所述存储器控制器被配置为控制所述多个堆叠的存储器层中的所述至少一个存储器层的读取操作和/或写入操作。

2.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述一个或多个互连件包括一个或多个穿硅通孔(TSV)。

3.根据权利要求2所述的存储器设备，其中，所述光学晶片还包括与所述一个或多个TSV电通信的一个或多个焊盘。

4.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述存储器控制器包括至少一个逻辑元件。

5.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述多个存储器单元包括多个固态存储器单元。

6.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述光学晶片位于所述多个堆叠的存储器层的一端。

7.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述光学晶片还包括光学耦合器，所述光学耦合器被布置为将光纤边缘耦接到所述光学收发器。

8.根据权利要求7所述的存储器设备，其中，所述光学耦合器包括V形槽或光栅耦合器。

9.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述光学收发器被配置为执行波分复用(WDM)。

10.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述多个堆叠的存储器层以三维(3D)配置彼此堆叠。

11.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述光学收发器包括至少一个光检测器和至少一个光调制器。

12.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述光学晶片3D接合到所述多个堆叠的存储器层。

13.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述光学晶片由绝缘体上硅(SOI)基板形成。

14.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述光学晶片具有限定平面的表面，并且所述光学晶片还包括光栅耦合器，所述光栅耦合器被配置为耦接到平面外光模。

15.一种用于访问存储器设备的方法，所述方法包括：

利用设置在与存储器控制器相同的晶片上的光学收发器，接收光信号并且将所述光信号转换为电信号；以及

利用所述存储器控制器，基于所述电信号生成多个控制信号，并且将所述多个控制信号发送到与所述晶片接合的多个堆叠的存储器层。

16.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括：

利用所述多个堆叠的存储器层中的至少一个存储器层，响应于接收到所述多个控制信号而执行至少一个写入和/或读取操作。

17.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括：

利用通过光纤光学地耦接到所述晶片的逻辑单元，将所述光信号发送到所述光学收发器。

18.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括：

利用所述存储器控制器，从所述多个堆叠的存储器层中的至少一个存储器层接收一个或多个位；以及

利用所述光学收发器，利用所述一个或多个位来对光学传输信号进行编码。