片上光互连电称为片内光互连(Intrachip Optical Interconnect),是指利用包含光子产生、调制、传输和探测等模块的光子集成回路(Photonic IC)在大规模集成电路芯片上实现数据传输功能，其目标是突破目前基于铜线的电互连技术在互连容量(Interconnect Density)、互连功耗(Interconnect Energy)、时钟与信号同步(Clock and Signal Timing)、传输延时上的物理限制。

光子与电子的物理本质决定了光子作为信息的载体具有比电子更多的优点，使得光互连在极短距离互连中表现出了巨大的潜力。首先，由于光波是一种频率更高的电磁波，在进行数十CHz的高速调制时，与调制速率相关的串扰和反射几乎可以不用考虑，因此相比铜线可支持更高的传输速率;其次，由于光波的并行特性，在同一条光传输链路中可以同时支持多个信道的数据传输，从而有望提高互连容量，并且降低互连功耗;再则，光传输链路中没有类似RC弛豫过程的限制，光传输链路相比铜线传输链路可以大幅降低传输延时。国际半导体技术路线图(International Technology Roadmap for Semiconductors, ITRS) 预测，光互连有望取代铜线互连实现多核处理器内部的全局互连( Global Interconnection)。

采用硅基光电子器件实现片上光互连的研究始于20世纪80年代R. A. Soref等人的开创性工作。此后，在同一芯片上实现光子器件与电子器件的集成成为重要的发展目标。整个研究工作经历了原理脸证( Proofs of Princple)、分立器件(Discrete Devices)、混合集成(Hybrid Integration) 3个阶段，目前正在朝单片集成( Monolithic Integration) 和高度集成的光电回路( Heavily Integrated Electronic/Photonic Circuit)的方向发展。

自2008年以来，芯片上光互连技术的研究已成为国际各大研究机构关注的热点，包括Intel、IBM、NEC、HP等在内的知名微电子公司，均开展了大量硅基芯片光互连相关的技术研究。2015 年，IBM 公司与美国加州大学伯克利分校和麻省理工学院合作研制了一个采用光互连的处理器芯片，在一片3mmx6mm的硅片上，采用45mm的标准CMOS工艺，制备了7千万个晶体管和850个