使用通过线路连接的无线电设备接口的微电子封装通信的制作方法

本公开涉及用于计算机系统的高速通信领域，并且具体涉及使用无线电设备接口将通信线路耦合到集成电路封装。

背景技术：

在许多计算机系统中，多个集成电路芯片彼此通信以执行所编程的操作。不同的芯片可以包括中央处理单元、高速存储器、大容量存储设备、芯片组、视频处理器和输入/输出接口。一些计算机可能有不止一个这些种类的芯片中的每种芯片。芯片传统上是封装的，然后直接或通过插座或子卡安装到主板或系统板上。

这些芯片传统上使用铜互连件或链路进行通信，这些互连件或链路行进通过芯片的封装过孔、通过插座、通过平台主板，并且然后通过下一个芯片的插座和封装回来。对于通过服务器背板连接的服务器，信号可以通过封装、插座、系统板从一个芯片传输到另一个服务器并且然后到服务器背板。存在附加的信号接口以从服务器背板连接到信号的目的地。这些数据信号线还需要插座和系统板中的物理空间。

对于高性能计算和服务器平台，芯片封装之间以及到其它外设或并行计算系统的通信的速度可能会限制整个系统的性能。数据计算往往比数据移动要快。由于用于使信号从一个芯片行进到另一个芯片或到服务器背板的许多接口以及信号路径的长度，传统上用于将芯片彼此连接的插座具有有限的数据速率。

一些系统使用直接连接在两个不同封装之间的柔性线缆来绕过插座和平台主板。这通过不同的连接提供了具有更少接口的更直接的路径，并避免了在主板上的进一步布线。具有多个平行导体的柔性线缆用于在cpu(中央处理单元)之间或在cpu与另一个部件之间的短距离内传导数据信号。在芯片被插入系统板后，柔性线缆被直接附接到芯片封装上。封装基底在一个或多个边缘上具有线缆连接器，并且线缆附接到每个连接器。线缆将两个不同的芯片封装连接在一起。

对于较长的距离，光纤接口被用来将数据耦合到芯片和从芯片进入光纤到远程芯片。以同样的方式，封装首先被插入系统板。该封装包括在封装基底的边缘上的光纤连接器，并且光纤直接连接到封装基底。

附图说明

在附图的图中通过示例而非限制的方式示出实施例，在附图中相似的附图标记指代相似的元件。

图1是根据实施例的用于芯片到芯片通信的无线互连件的侧视截面图。

图2是根据实施例的用于芯片到芯片通信的替代的无线互连件的侧视截面图。

图3是根据实施例的无线电设备芯片和相关部件的框图。

图4是根据实施例的具有用于芯片到芯片通信的多个无线互连件的封装的俯视图。

图5是根据实施例的具有多个高速接口的计算系统的框图。

图6是根据实施例的具有毫米波连接器的系统板上的封装的截面侧视图。

图7是根据实施例的具有毫米波连接器的系统板上的封装的第二示例的截面侧视图。

图8是根据实施例的毫米波连接器的俯视图。

图9是根据实施例的具有毫米波连接器的系统板上的封装的等距视图。

图10是根据实施例的在具有毫米波连接器的系统板上的具有覆盖物的封装的等距视图。

图11是根据实施例的包含无线接口的计算设备的框图。

具体实施方式

如本文所述，可以避免封装基底上的机械线缆或光纤连接器。可以使用诸如毫米波无线电设备和天线之类的无线互连件来代替。毫米波无线互连件可以耦合到各种不同的连接器中的任何一种中。作为示例，可以使用opio(封装上输入/输出)模块，例如柔性线缆连接器或具有光学连接器的光学模块。它们是独立的并且与封装基底分开，以用于短程到中程传输。无线互连件比线缆或光纤接口小，并且因此允许芯片封装更小。无线互连件还避免了由封装上的电连接器和光学连接器所引起的热、对准和插接问题。无线互连件也可以用于使封装上所需的排除区域(keep-outzone)最小化。

毫米波无线互连件可以被安装到封装基底，以将去往和来自封装的期望的数据无线传送到系统板上的柔性线缆连接器或光学模块。高数据速率被从cpu(中央处理单元)布线到与封装上天线或辐射元件连接的rf(射频)管芯。数据被上变频到载波频率，并被从封装无线发送到柔性线缆连接器或光学模块，该模块还具有天线和下变频rf电路。数据还可以被从光学模块发送回到封装上天线，并且从那里被发送到cpu。无线互连件可以用于将数据发送到独立的存储器、存储器管芯堆叠、不同类型的多个堆叠管芯、fpga(现场可编程逻辑门阵列)模块、图形模块、cpu或各种其它个体或共用封装部件中的任一种。

毫米波无线互连件可以应用于许多不同的系统架构，包括具有用于每个线缆连接器或光学模块的多个管芯或多个天线的架构，或者具有其它独立模块(例如图形、fpga存储器等)的架构。辐射元件还可以具有不同的构造，例如单个贴片天线、固定束阵列、相控阵列等。如果芯片封装包括覆盖大部分封装的散热器或金属盖，则辐射元件可以形成在封装的侧面上。

服务器平台要求在cpu之间以及与在单个系统板上或在板外的其它部件之间的高速、高带宽信道增加。使这些信号通过插座进入系统板降低了信号完整性，并且需要管芯、封装和插座上的空间。尽管可以使用柔性线缆连接器或光学互连件来避免通过插座和系统板进行连接，但是将光学互连件直接放置在封装上带来了其它问题。线缆必须精确对准。连接器产生热量，或者可能对由封装中的其它管芯(例如cpu)产生的热量敏感。将线缆连接器从封装中移开减少了线缆经受且必须耗散的热量的量。线缆连接器和线缆需要封装基底上的物理空间，并且必须移除线缆或光纤以便更换芯片封装。移除线缆或光纤需要额外的时间和精力，并且降低连接器的性能，增加额外的故障点并增大更换ic芯片封装的成本。

封装与线缆或光纤连接器之间的毫米波无线链路允许在封装外实现高数据速率连接，而不会对封装的尺寸产生显著影响，并且还可以通过分解来减小封装的占用空间。它不需要精确对准，并且产生很少的热量。另外，通过将线缆部件从封装基底移除，组装和保持机制可以制造得更加紧凑。通过使用小得多的无线接口而不是线缆或光纤接口，还可以减少封装上的排除区域(koz)要求。

由于线缆或光纤模块不与封装进行物理上的相互作用，因此可以设计出简洁的线缆保持和操纵机制，从而降低故障风险，并允许更干净的平台或系统板设计。单独的线缆或光纤模块也可以在故障时被更换，而不会影响cpu封装。连接器和光学或电学模块也可以被升级而不影响cpu封装。

无线连接还允许更简单的缩放和重新配置。作为示例，无线模块可以预先安装在封装上，因为它们成本低。然后可以在组装期间将昂贵的线缆或光纤模块添加到系统板。特定的线缆和光纤布线连接器、布局和路径可以针对计算机系统、系统板、机箱和目标应用进行优化，而不会对芯片封装产生任何影响。相同的芯片封装可以应用于许多不同的系统而无需修改。

图1是使用天线进行芯片到芯片通信或用于自由空间光学的无线互连件的一个示例的总体侧视截面图。第一芯片102和第二芯片104均使用球栅阵列(bga)、平面栅格阵列(lga)或包括焊盘、引线或其它连接器的其它连接系统而安装到相应封装106、108。封装使用焊球阵列或任何其它期望的系统而安装到印刷电路板(pcb)110，例如主板、系统或逻辑板或子卡。封装106、108通过pcb上或pcb中的迹线(未示出)电连接到外部部件、电源和任何其它期望的设备。芯片也可以通过pcb相互连接。取决于具体的实施方式，封装可以使用插座(未示出)安装到pcb。

本文中将第一和第二芯片102、104作为中央处理单元、特别是作为服务器cpu进行讨论。然而，本文描述的技术和构造可以应用于高速通信链路适合的许多不同类型的芯片。在一些实施方式中，芯片可以包括许多不同的功能，例如具有soc(片上系统)。在其它实施方式中，芯片可以是存储器、通信接口集线器、存储设备、协处理器或任何其它期望类型的芯片。另外，这两个芯片可以是不同的，以使得例如，一个可以是cpu并且另一个可以是存储器或芯片组。

每个芯片还通过封装而连接到相应的无线电设备112、114。无线电设备可以由单个管芯或具有多个管芯的封装或使用另一种技术形成。每个无线电设备被安装到靠近另一个芯片的封装的边缘附近的封装上。封装可以包括铜迹线、线路或层，以将芯片的特定着陆部、焊盘或焊球连接到用于数据和控制信号的无线电设备管芯。无线电设备管芯还可以连接到芯片以向无线电设备管芯提供电力。替代地，无线电设备管芯可以通过与pcb的封装连接从外部源获得电力。

天线116、118也安装到封装上并耦合到无线电设备。可以使用非常小的天线，这些天线被集成到封装基底上或封装基底中。天线被配置为使得当封装被安装到pcb时，天线指向彼此。天线之间的短距离允许两个芯片之间的低功率和低噪声连接。无线互连件降低了插座的复杂性和计算平台的主板的复杂性。

虽然可以使用不同的频率来适应特定实施方式。毫米波和亚太赫兹频率允许天线小到足以集成在通常用于芯片的同一封装上。天线也可以使用与制造封装基底所使用的相同的材料来构建，并且仍然表现出良好的电性能。

在一些实施例中，服务器可以被构造有多个cpu。每个cpu可以安装到具有多个并行无线电设备管芯和天线组的封装上，以在服务器内的两个cpu之间提供多个并行信道。毫米波信号所容许的小天线尺寸允许用于cpu中的一个的封装的每个天线指向用于另一个cpu的封装上的对应天线。该配置可以用于组合并行无线电设备连接，并提供每秒太比特的数据速率。

在一些实施例中，可以使用宽带无线互连件。例如，对于在100-140ghz的无线电设备频率范围内进行操作的无线电设备，包括排除区域的每个天线的尺寸可以小到1.25×1.25mm至2.5×2.5mm。实际的天线可能会更小。考虑到典型的服务器cpu封装，可以沿着封装的一个边缘放置超过30个1.25×1.25mm的天线。这将允许超过30个单独的链路，每个链路均在短距离内承载40-80gb/s。如图1所示，单独的链路可以全部用于与单个第二芯片进行通信，或者可以在cpu封装的不同天线旁边放置不同的封装天线。这允许cpu封装使用不同的链路与不同的芯片进行通信。

除了图1的简单的点对点连接之外，还可以在不使用外部开关矩阵的情况下提供点对多点传输。多个芯片封装的天线可以位于cpu封装之一的一个或多个天线的范围内。多个芯片封装可以全部同时从cpu封装接收相同的信号。为了控制多个芯片封装中的哪一个芯片封装接收传输，无线电设备和天线系统可以包括波束控制。

图2是无线互连件的替代构造的侧视截面图。如所示，第一芯片202和第二芯片204安装到相应的封装基底206、208，所述封装基底206、208均安装到主板210。每个芯片通过其相应的封装206、208连接到相应的无线电设备管芯212、214。每个无线电设备管芯212、214连接到相应的天线216、218。天线被定位为提供清楚且直接的无线连接。

封装的系统可以采取各种不同的形式。所述封装中的一个或两者可以是微电子模块，其包含片上系统(soc)或cpu管芯202、204、毫米波或亚太赫兹收发器芯片(无线电设备)212、214以及封装上集成天线216、218。附加的管芯和诸如无源元件和连接器之类的其它支撑部件也可以被组装在封装基底206、208上。soc管芯通常被设计和实施在低电阻率数字硅上，并且还可以包括在无线模块的基带部分中发现的典型功能。如果收发器或无线电设备管芯被实施为单独的管芯，如所示，那么它可以被实施在高电阻率硅或包括砷化镓、氮化镓和某些聚合物的任何其它类型的rf半导体基底上。替代地，无线电设备212可以实施在主管芯202上。被处理为具有低表面粗糙度的低损耗封装材料可以用于封装206，以在毫米波和亚太赫兹频率范围内提供优异的电性能。封装材料可以包括液晶聚合物及其衍生物、预浸料(预浸渍玻璃纤维树脂和环氧树脂)、bt(双马来酰亚胺三嗪树脂环氧树脂)层压板、其它有机基底、玻璃、硅或陶瓷。

无线互连系统包括收发器芯片206、封装上天线216、218以及用于将收发器芯片连接到主芯片和天线的封装上布线220、222。无线传输还使用另一个封装上的无线接收器。接收器系统可以是发射器的镜像。对于双向传输，毫米波/亚太赫兹收发器可以具有发射和接收链两者。

图3是可以用于本文描述的无线互连件的收发器或无线电设备芯片系统架构和连接部件的示例的框图。收发器芯片可以采取各种其它形式并且可以包括附加功能，这取决于特定的实施方式。该无线电设备设计仅作为示例提供。如图1所示，无线电设备芯片350被安装到封装基底352，主集成电路管芯或芯片202、203也被安装到封装基底352。基底352被安装到pcb或主板。无线电设备封装可以包括本地振荡器(lo)302或到外部lo的连接，并且可选地包括允许代替内部lo或除内部lo之外使用外部lo馈送的开关。lo信号可以通过诸如有源二倍频器308和0/90°正交混合器310之类的放大器和倍频器，以驱动上变频器和混频器314。

rx(接收)链320可以包含耦合到低噪声放大器(lna)322的封装中的接收天线356和具有用于模数转换的下变频器312的宽带基带(bb)放大链324。tx(发射)链340可以包括通往上变频器314的bb数字驱动器链342和通往发射天线358的功率放大器(pa)344。可以有多个发射和接收链来同时在多个信道上进行发射和接收。根据特定的实施方式，各种信道可以以不同的方式被组合或合并。

tx和rx链都通过基底耦合到天线。可能存在用于tx和rx的单个天线，或者可能存在单独的rx和tx天线，如所示。天线可以被设计成具有不同的辐射模式以适应不同的无线连接。在图2的示例中，第一芯片的天线216具有宽的波束发射和接收模式330。这可以允许芯片与主板上不同位置的多个天线通信。另一方面，第二芯片的天线218具有窄的波束发射和接收模式332。这允许功率集中在单个方向上，以与仅一个其它设备通信。

图4是在单个微服务器封装上实施多个无线互连件的示例的俯视图。在该示例中，单独的天线用于发射和接收，但是也可以在tx和rx链之间共享天线。根据载波频率、期望的增益和传输范围，天线尺寸可以从1.25×1.25mm或更小变化到2.5×2.5mm或更大。

单个集成电路芯片或管芯402包括处理系统和基带系统两者，并被安装到封装404。芯片的基带部分通过封装上迹线430耦合到无线电设备芯片或管芯，无线电设备芯片或管芯又通过封装耦合到天线。在该示例中，管芯集成电路芯片是微服务器的cpu，并且是矩形的。cpu的四个侧面中的每者上有无线电设备芯片。在附图中被示为顶部、左侧和底部的侧面均具有相应的无线电设备424、410、420，无线电设备424、410、420耦合到相应的tx、rx天线对426、412、422。被示为右侧的侧面示出了五个无线电设备，每个无线电设备连接到相应的天线对。可以基于每个方向的通信速率需求来确定每个侧面上的无线电设备和天线的数量。

微服务器封装上可能需要非常少的高速链路。单个链路能够在几厘米的距离内输送超过40gb/s的数据速率。对于长达50厘米的传输距离，数据速率仍然可能在5-10gb/s的量级上。

图4显示了在封装的同一侧面上实施的许多无线链路。这允许提高总数据速率。替代地，可以将数据发送到处于相同的大致方向上的不同的其它设备。无线电设备芯片和天线两者被朝向封装的边缘放置，以限制无线电设备路径中可能来自热沉和散热器的障碍。一般来说，铜迹线基带信号的损耗远低于射频信号通过同一铜迹线的损耗。结果，无线电设备芯片可以保持非常靠近天线。这限制了由于通过基底的rf布线而导致的电信号和功率损失。无线电设备芯片可以以任何期望的方式安装到封装上，并且甚至可以嵌入到基底中或基底的部分中。通过使用多个无线电设备，可以缩放封装上毫米波无线互连件，以实现极高数据速率应用。这在诸如服务器和媒体记录、处理和编辑系统等系统中可能是有用的。如所示，可以将多个链路组合在一起以实现接近tb/s的数据速率。

图5是具有多个高速接口的计算系统500的框图，所述高速接口可以使用本文描述的无线连接来实施。计算系统可以被实施为服务器、微服务器、工作站或其它计算设备。系统具有两个具有多个处理内核的处理器504、506，尽管可以使用更多的处理器，这取决于特定的实施方式。处理器通过诸如本文所述的无线互连件之类的合适的互连件而耦合在一起。处理器均使用诸如本文所述的无线连接之类的合适的连接而耦合到相应的dram(动态随机存取存储器)模块508、510。处理器还均耦合到pci(外围部件互连)接口512、514。该连接也可以是有线或无线的。

pci接口允许连接到各种高速附加部件，例如图形处理器516和用于显示、存储和i/o的其它高速i/o系统。图形处理器驱动显示器518。替代地，图形处理器是处理器中的一个或两者内的内核或管芯。图形处理器也可以通过芯片组耦合到不同的接口。

处理器还全部耦合到为许多其它接口和连接提供单个接触点的芯片组502。与芯片组的连接也可以是有线或无线的，取决于实施方式，处理器中的一个或两者可以连接到芯片组。如所示，处理器504可以具有通往一个或多个处理器506、存储器508、外围部件512和芯片组502的无线连接。这些连接可以全部是无线的，如图4的多个无线电设备和天线所表明的。替代地，这些连接中的一些可以是有线的。处理器可以具有通往另一个处理器的多个无线链路。类似地，芯片组502可以具有通往处理器中的一个或多个以及如所示的各种外围接口的无线连接。

芯片组耦合到usb(通用串行总线)接口520，其可以提供用于连接到包括用户接口534的各种其它设备的端口。芯片组可以连接到sata(串行高级技术附件)接口522、524，其可以为大容量存储设备536或其它设备提供端口。芯片组可以连接到其它高速接口，例如sas(串行连接小型计算机串行接口)接口526，其具有用于附加的大容量存储装置528、附加的pci接口530和诸如以太网或任何其它期望的有线或无线接口的通信接口532的端口。所描述的部件全部被安装到一个或多个板和卡以提供所描述的连接。

图6是使用两种不同方法耦合到其它设备的封装基底上的毫米波连接器的截面侧视图。系统板602通过可选的插座604支撑封装基底606。封装基底承载一个或多个管芯608，例如cpu或其它处理器、协处理器以及诸如存储器、输入/输出接口等任何相关联的部件。如上所述，封装包括靠近封装基底的边缘的无线电设备管芯612。如上所述，可能有更多的无线电设备管芯，并且在基底的相对边缘上示出了第二无线电设备管芯614。在该特定类型的封装中，集成散热器(ihs)630被附接在管芯的顶部之上以将热量从封装传导出来。然而，取决于实施方式，封装可能以任何方式完成。该内部热沉630可以被构造为终止于无线电设备612、614，以使无线电设备不被覆盖，与天线616、622不被热沉630覆盖的方式相同。

如左侧所示的无线电设备管芯612耦合到辐射元件616，例如用于毫米波发射和接收的聚焦定向天线。毫米波连接器618在天线616附近并且在天线的直接视线中被安装到系统板602，以接收来自天线的毫米波信号并且将毫米波信号引导到天线。虽然连接器被示出为直接安装到系统板，但是替代地，连接器可以被安装到支撑架以在距系统板602的顶部选定的距离处承载连接器。连接器可以替代地安装到如所示的类似的独立封装606，其包含多个存储器管芯、图形卡或fpga。距离或间隔(standoff)可以对应于辐射元件距系统板的顶部的距离。取决于连接器的位置，天线可以被配置为将经调制的数据信号从封装基底向下或向上或向侧面引导以及横向远离封装基底。

在将毫米波连接器618直接安装到系统板的情况下，避免了制造和安装间隔的附加操作。辐射元件然后可以被配置为将信号朝向连接器向下引导。这在简单性方面提供了一些好处。然而，连接器可能更远离辐射元件，并且其构造可能更复杂。连接器和辐射元件的特定设计和位置可以被调整以适合不同实施方式。

为了增加信号密度，天线可以被堆叠在封装基底内，或者第一天线可以在基底内，例如如图7所示，并且第二天线可以放置在封装基底的顶部，如图6所示。天线可以被配置为使得下部天线指向下并且上部天线指向上或侧向。然后可以以距系统板表面的两个不同的间隔或偏移来堆叠对应的连接器，使得一个连接器耦合到下部天线而另一个连接器耦合到上部天线。

连接器618包括光学模块并且直接耦合到将毫米波信号传送到另一个设备的一个或多个光纤620。在光纤的另一端部，另一个连接器可以将毫米波信号耦合到与所示的芯片封装类似的另一个芯片封装。

如封装的右侧上所示的无线电设备管芯614也耦合到基底顶部上的辐射元件622，该辐射元件622类似于在相对侧上的辐射元件。毫米波连接器626也如在左侧上那样在与天线相距短距离处被安装到系统板。毫米波连接器626可以是opio或其它连接器，其耦合到一根或多根线缆，例如柔性线缆628，以向无线电设备614传导无线电设备信号以及传导来自无线电设备614的无线电设备信号。

连接器可以是有源的，包含耦合到电源的其自己的rf管芯，以提取带有数据的基带信号，并且然后重新发射并重新调制该信号作为光信号或电信号。替代地，连接器可以具有在不解调所接收的毫米波信号的情况下进行操作的有源中继器或放大器。

图7是用于芯片封装的无线连接器系统的第二示例性实施方式的截面侧视图。一个或多个管芯708、无源元件和其它部件被附接到封装基底706，并且可选地被集成散热器730、模制化合物或其它材料或结构覆盖。如所示，封装直接或可选地通过插座704耦合到系统板702。封装包括通过封装基底耦合到管芯708中的一个或多个的无线电设备管芯712、714。连接通常通过基底的顶表面上的迹线，但可以采用任何其它方式。无线电设备接收器通过基底供电并通过基底将数据传送到管芯708并且传送来自管芯708的数据。无线电设备将数据调制到耦合到天线716、722或辐射元件的载波上，以将经调制的数据辐射到另一设备并从另一设备接收经调制的数据。

在图7的示例中，左侧716和右侧722辐射元件形成在封装基底706的层内，而不是形成在封装的顶部之上。无线电设备管芯和辐射元件之间的导电迹线可以在辐射元件的层级处、或者跨基底的顶部、或两者。封装基底的金属层可以用于连接到无线电设备。该方法允许在基底的顶部有更多空间用于其它目的。它也可以允许散热器730或另一个覆盖物完全覆盖封装的顶部而不干扰天线。

然而，这些辐射元件716、722仍然被配置为将经调制的数据横向引导远离基底的侧面。这与图6的辐射元件所使用的方向相同。用于左侧天线的经调制的数据被耦合到将数据耦合到光纤720中的opio718中。替代地，经调制的数据可以耦合到一些其它独立模块中，例如存储器堆叠体、fpga或图形模块，而不是耦合到通往远程部件的线缆。用于右侧天线的经调制的数据耦合到将数据耦合到线缆728中的另一个连接器726。数据可以被从这些连接器通过相关联的链路传送到具有其自己的无线电设备和天线的附近芯片封装，或者传送到任何其它期望的通信节点。

图示的毫米波连接器618、622、718、722可以用作直接连接的电连接器的直接替换，但不需要与封装直接接触。结果，管芯封装606可以被移除并被替换或重新插入，而不影响光纤或导线连接。毫米波连接器可以是有源的，包含内部rf管芯，其从所接收的毫米波调制信号中提取基带信号，并通过光纤或电(同轴状)线缆发射该数据。

图8是适合用在如所示的示图中的毫米波连接器的俯视图。连接器被构建在可以由任何电介质材料形成的基底802上。可以使用适度柔性的电介质，例如聚酰亚胺，或者可以使用更刚性的材料，例如玻璃或氧化硅。基底被调整为被紧固到封装基底或支撑架。这可以使用可移除的紧固件(未示出)或粘合剂来完成。取决于具体的实施方式，连接器可以通过引导销、夹紧机构或者多种其它方式中的任一种组装到封装基底。

在基底802的一侧并沿着边缘，连接器具有一系列辐射元件804或天线。这些可以在基底中形成为开槽波导天线、沉积的金属结构、微带或采用任何其它合适的方式。这些天线与芯片封装的天线通信以接收和发射来自芯片封装的经调制的数据信号。天线可以通过将导电元件施加到基底的表面来形成。这可以通过沉积或使用具有预成形材料的粘合剂来完成。天线可以由铜、铝或任何其它合适的导电材料形成。

辐射元件均具有用于连接到相应的射频(rf)管芯的迹线或线路元件。rf管芯对接收的信号进行解调，提取基带数据，并且然后将其耦合到相应的铜导体808，铜导体808然后被耦合到线缆810，例如柔性线缆。对于opio，rf管芯耦合到将信号耦合到光纤的光调制器。

图9是具有无线线缆连接器的系统板902的一部分的等距视图。插座904被安装到系统板，其具有安装在插座中的半导体芯片封装906。仅示出系统板的一小部分，可能存在安装到同一系统板的许多其它部件。一组无线电设备收发器908被沿边缘安装到封装基底的一侧。这些收发器可以包括如上文所述的耦合到封装的一个或多个较大半导体芯片的无线电设备管芯和辐射元件。无线电设备收发器可以使用毫米波波段内的多个信道和载波来与一个或多个其它设备发送和接收数据。虽然该示例示出了仅在封装的一个边缘上的收发器，但取决于实施方式，更多边缘甚至所有封装边缘可以具有无线电设备收发器。

无线线缆连接器910被安装到系统板，靠近无线电设备收发器。这些线缆连接器可以采取图8中所示的那些的形式，其中一个或多个无线电设备天线耦合到一个或多个rf管芯，一个或多个rf管芯进而耦合到线缆912。如上所述，可以使用光纤接口而非线缆接口。如所示，可以使用多个线缆。线缆可以全部连接到同一远程部件，以提供高数据速率。替代地，一些线缆可以连接至不同的远程部件，使得集成电路芯片封装具有通往许多不同远程部件的连接。远程部件可以是另一芯片或通信集线器或背板。

如图9中所示，插座904和封装906是物理上分开的并且远离连接器910。结果，封装并且甚至插座可以被移除和替换而不影响连接器。封装可以被设计和制造而无需考虑类型、尺寸和线缆的数量。可以将与用于光纤连接器的封装相同的封装用于柔性线缆。这允许单个封装设计用于许多不同的系统构造中。

图10是与图9中相同的部件的等距视图，其具有热沉或覆盖物914，该热沉或覆盖物914被示为在封装基底902上方，并且准备好被添加到封装906之上的组件，并且使用螺钉(未示出)或一些其它紧固件附接到插座904。热沉可以被提供有处于无线电设备收发器908和连接器910之间的位置上的窗口916。窗口可以是由对毫米波无线电设备载波透明的材料制成的特殊插入物，或者它可以是从散热器切出的狭槽或窗框。替代地，整个热沉可以由对毫米波无线电设备信号透明的材料构成。

如所示，插座、封装、和任何冷却溶液或覆盖物可以在独立于连接线缆的操作中被组装。客户或用户可以根据需要安装线缆组件而不必干涉封装。除了更容易连接和安装线缆，也更容易设计使用无线电设备连接的系统。来自封装和连接器交互的设计风险不再被考虑，因为没有直接物理相互作用。此外，设计线缆(光学线缆或铜线缆)管理或保持机构变得更容易。此外，系统更具缩放性。作为示例，封装可以制造为具有支持较高带宽外部通信的能力。然后客户可以安装线缆组件，以满足其带宽需求和系统架构。客户也可以在以后升级线缆组件，以得到更高的数据速率或带宽，而不影响已安装的封装。

图11示出了根据另一实施方式的计算设备100。计算设备100容纳板2。板2可以包括多个部件，包括但不限于处理器4和至少一个通信芯片6。处理器4物理和电耦合到板2。在一些实施方式中，至少一个通信芯片6也物理和电耦合到板2。在其它实施方式中，通信芯片6是处理器4的部分。

取决于其应用，计算设备11可以包括其它部件，其可以或可以不物理地和电耦合到板2。这些其它部件包括但不仅限于易失性存储器(例如，dram)8、非易失性存储器(例如，rom)9、闪速存储器(未示出)、图形处理器12、数字信号处理器(未示出)、密码处理器(未示出)、芯片组14、天线16、诸如触摸屏显示器的显示器18、触摸屏控制器20、电池22、音频编解码器(未示出)、视频编解码器(未示出)、功率放大器24、全球定位系统(gps)设备26、罗盘28、加速度计(未示出)、陀螺仪(未示出)、扬声器30、相机32、以及大容量存储设备(例如硬盘驱动器)10、压缩盘(cd)(未示出)、数字多功能光盘(dvd)(未示出)，等等。这些部件可以被连接到系统板2，安装到系统板，或与任何其它部件组合。

通信芯片6能够实现用于向计算设备11传输数据以及传输来自计算设备11的数据的无线和/或有线通信。术语“无线”及其衍生词可以用于描述可以通过使用调制的电磁辐射经由非固态介质传送数据的电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等。术语并不暗示相关联的设备不包含任何线路，尽管在一些实施例中它们可能不包含线路。通信芯片6可以实施多种无线或有线标准或协议中的任何一种，包括但不限于wi-fi(ieee802.11族)、wimax(ieee802.16族)、ieee802.20、长期演进(lte)、ev-do、hspa+、hsdpa+、hsupa+、edge、gsm、gprs、cdma、tdma、dect、蓝牙、及其衍生物、以及被指定为3g、4g、5g和更高代的任何其它无线和有线协议。计算设备11可以包括多个通信芯片6。例如，第一通信芯片6可以专用于较短距离无线通信，例如wi-fi和蓝牙，而第二通信芯片6可以专用于较长距离无线通信，例如gps、edge、gprs、cdma、wimax、lte、ev-do、和其它。

在一些实施方式中，部件中的任何一个或多个可以适于使用本文所描述的无线连接。图11的系统的特征可以适于图7，反之亦然。例如，图11的系统可以承载多个处理器。图7的系统可以包括图11中所示的外设中的任何一个或多个。术语“处理器”可以指处理来自寄存器和/或存储器的电子数据以将该电子数据转换成可以存储在寄存器和/或存储器中的其它电子数据的任何设备或设备的部分。

在各种实施方式中，计算设备11可以是膝上计算机、上网本、笔记本、超级本、智能电话、平板电脑、个人数字助理(pda)、超级移动pc、移动电话、台式计算机、服务器、打印机、扫描仪、监视器、机顶盒、娱乐控制单元、数码相机、便携式音乐播放器、或数字录像机。在其它实施方式中，计算设备11可以是包括可穿戴设备的处理数据的任何其它电子设备。

实施例可以被实施为使用主板、专用集成电路(asic)、和/或现场可编程门阵列(fpga)而互连在一起的一个或多个存储器芯片、控制器、cpu(中央处理单元)、微芯片或集成电路的一部分。

对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“各种实施例”等的引用指示如此描述的(多个)实施例可以包括特定特征、结构或特性，但不是每个实施例都必须包括该特定特征、结构或特性。此外，一些实施例可以具有针对其它实施例所描述的特征中的一些、全部、或没有所述特征。

在下面的描述和权利要求中，可以使用术语“耦合”及其衍生词。“耦合”用于指示两个或更多元件协作或彼此相互作用，但是它们之间可以有或可以没有介入的物理或电部件。

正如在权利要求书中使用的，除非另有说明，否则使用序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等描述共同的元件仅仅指示类似元件的不同实例被提及，而并不旨在暗示如此描述的元件必须采用时间上、空间上的给定顺序、排名或任何其它方式。

附图和前面的描述给出了实施例的示例。本领域技术人员将理解一个或多个所描述的元件可以被很好地组合到单个功能元件中。替代地，某些元件可被分成多个功能元件。来自一个实施例的元件可以被添加到另一个实施例。例如，本文描述的处理的顺序可以改变，并且不限于本文中所描述的方式。此外，任何流程图的动作不需要以示出的顺序执行；也不是所有的动作都必须被执行。另外，那些不依赖于其它动作的动作可以与其它动作并行地执行。实施例的范围并不受这些具体示例的限制。许多变化都是可能的，无论是否在说明书中明确给出，所述变化例如结构、尺寸和使用材料的差异。实施例的范围至少是和以下权利要求所给出的一样宽。

下面的示例涉及另外的实施例。不同实施例的各种特征可以以各种方式与所包括的一些特征组合并且其它特征被排除以适应各种不同的应用。一些实施例涉及一种装置，其包括：系统板；集成电路芯片；安装到系统板以承载集成电路芯片的封装基底，封装基底具有导电连接器以将集成电路芯片连接到外部部件；封装基底上的耦合到所述集成电路芯片的无线电设备以将数据调制到载波上并发射经调制的数据；系统板上的无线电设备，其接收所发射的经调制的数据并解调接收到的数据、以及线缆接口，其耦合到系统板无线电设备以将接收到的经解调的数据耦合到线缆。

在进一步的实施例中，线缆是多导体柔性线缆。

在进一步的实施例中，线缆是至少一个同轴导体。

在进一步的实施例中，线缆是光纤。

进一步的实施例包括耦合到无线电设备的光纤调制器，其接收经解调的数据并将经解调的数据调制到光纤上。

在进一步的实施例中的系统板无线电设备包括：多个辐射元件；多个无线电设备管芯，每个无线电设备管芯耦合到相应的辐射元件以解调在所述辐射元件处接收到的数据；以及多个线缆，每个线缆耦合到相应的无线电设备管芯。

进一步的实施例包括多个光学调制器，并且其中，所述无线电设备管芯均通过光调制器耦合到线缆。

在进一步的实施例中，系统板无线电设备包括多个无线电设备管芯，所述装置还包括具有一系列天线的电介质基底，每个天线具有线路元件以连接到相应的无线电设备管芯，每个无线电设备管芯被耦合到相应的线缆。

在进一步的实施例中，一系列天线使用沉积在电介质基底上的金属结构而形成为开槽波导天线。

进一步的实施例包括在集成电路芯片和封装基底之上的热沉，热沉具有在系统板无线电设备与封装基底上的无线电设备之间的窗口。

进一步的实施例包括封装基底上的迹线，所述迹线将集成电路芯片连接到封装基底上的无线电设备。

在进一步的实施例中，封装基底上的无线电设备形成在封装基底的层内，并通过所述封装基底的金属层连接到封装基底。

一些实施例涉及一种计算设备，其包括：系统板；中央处理器(cpu)；安装到系统板以承载cpu的封装基底，所述封装基底具有导电连接器以将cpu连接到外部部件；封装基底上的无线电设备，其耦合到所述cpu以将数据调制到载波上并发射经调制的数据；系统板上的无线电设备，其接收所发射的经调制的数据并解调所接收到的数据；线缆接口，其耦合到系统板无线电设备以将所接收到的经解调的数据耦合到线缆；以及由系统板所承载的芯片组，其通过系统板、通过封装耦合到集成电路芯片。

进一步的实施例包括：第二cpu；安装到系统板以承载cpu的第二封装基底；第二线缆接口，其从线缆接收来自第一cpu的经解调的数据；以及第二系统板无线电设备，其将从第二线缆接口接收的数据调制到载波上并将经调制的数据发射到第二封装基底上的第二无线电设备，封装基底上的第二无线电设备将数据从载波中解调出来并且将经解调的数据发射到所述第二cpu。

进一步的实施例包括光纤调制器，其耦合到无线电设备以接收经解调的数据并将所接收到的经解调的数据调制到光纤上。

在进一步的实施例中，系统板无线电设备包括多个无线电设备管芯，所述装置还包括具有一系列天线的电介质基底，每个天线具有线路元件以连接到相应的无线电设备管芯，每个无线电设备管芯被耦合到相应的线缆。

在进一步的实施例中，一系列天线使用沉积在电介质基底上的金属结构而被形成为开槽波导天线。

一些实施例涉及一种装置，其包括系统板；安装到所述系统板的集成电路芯片封装，其具有集成电路芯片、无线电设备和用于将芯片连接到无线电设备的导电连接器，无线电设备将来自芯片的数据调制到载波上并将经调制的数据发射到封装外，无线电设备进一步用于接收经调制的数据，解调接收到的数据并将经解调的数据发射到芯片；系统板上的无线电设备，其接收所发射的经调制的数据并解调所接收的数据；系统板上的第一线缆接口，其从系统板无线电设备接收所发射的经解调的数据并将接收到的经解调的数据耦合到线缆；以及第二线缆接口，其耦合到所述线缆以将线缆中的接收到的经解调的数据连接到远程设备。

在进一步的实施例中，远程设备包括无线电设备，以将数据发射到第二集成电路芯片封装。

其它实施例包括附接到系统板的电介质基底，具有面向所述封装无线电设备的辐射元件、系统板无线电设备和第一线缆接口，所述基底进一步附接到线缆的端部。

在进一步的实施例中，封装包括连接到芯片的多个附加无线电设备以将数据发射到多个不同的外部部件。