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MEMS振荡器与传统石英晶振的比较优势

2022-01-31 15:34分类:电子元器件 阅读:

  核心话题:
MEMS震荡器与传统式石英晶振的竞争优势
STIme全新的MEMS晶振电路特性详细介绍
解决方法:
MEMS震荡器容积更精巧,薄厚可低至0.25mm
MEMS震荡器的牢固水平为传统式石英晶振的十倍
MEMS震荡器功能损耗更低(3.5mAh)、运行的速度更快(3ms)、精密度高些(10PPM)
MEMS震荡器选用的半导体技术,在制造的可靠性比传统式石英晶振有优点
MEMS震荡器选用可编程控制器的半导体技术,交货期由传统式晶振电路的十八周减少为两个星期
MEMS震荡器震荡頻率高(800M),且还可以达到与目前石英晶振的PIN-TO-PIN脚位兼容

雕塑家罗丹说:“这个世界从来不欠缺美,缺乏的仅仅发觉的双眼。”美国硅谷新成立公司SiTIme几个创始者的经验告知大家:这个世界也从未缺乏自主创新的机遇,缺乏的仅仅敢于创新的观念。几个本来在BOSCH企业从业MEMS技术性分析的生物学家,发觉了将MEMS技术性引进数字时钟行业的机遇,创造发明了根据MEMS技术性的全硅可编程控制器震荡器,此后在頻率销售市场出现了一个彻底不一样往常的商品,这将进行对目前石英石震荡器的革命性冲击性。

仅有选用彻底不一样往常的观念、技术性、加工工艺才可以产生颠覆性创新的技术革命,这也是缝缝补补的更新改造所无法完成的实际效果。因为MEMS震荡器的建立基本原理彻底有别于往常的石英晶振,因而它能够解决目前石英晶振的许多先天性缺点。实际归纳以下:

由选用全硅MEMS技术性所产生的优点
1.容积优点
石英晶振的振动頻率受石英谐振器的大小限制,而要激光切割细微容积的石英谐振器十分艰难,且石英谐振器的体型越小其生产制造合格率就越低、做成后的耐冲击工作能力就越差。MEMS震荡器能够很容易的完成微型化。

现阶段SiTIme的MEMS震荡器早已能够完成2520的封裝容积,而这般之小的容积,石英谐振器难以保证,而且据SiTIme公司的商品销售总监Jeff详细介绍:“下一步还需要完成2016封裝的MEMS震荡器。”


除开愈来愈小的电子产品必须更小容积震荡器的相互配合,有一些全新的电子产品的容积乃至早已小到传统式石英晶振无法满足需要的程度。例如下一代高容SIM卡(HC-SIM)因为要具有USB接口,因而必须另加数字时钟,而HC SIM卡的薄厚十分比较有限,薄厚仅有0.7mm,传统式的石英晶振薄厚难以保证1mm之内,这时候薄厚仅有0.25mm的SiT8003XT将变成最好解决方法。

2.稳定性优点
传统式晶振电路在应用20M-33MHrs之后产生特性可靠性降低的难题,而MEMS震荡器发生该现象的时间500MHrs,稳定性提升十倍之上。

此外因为使用了SiTime公司有着专利权的牢固封裝,MEMS震荡器的模拟仿真指数做到-50,000G,而传统化的石英晶振只有做到-2,000G。因而相较为易碎的石英晶振,MEMS晶振电路要牢固的多。

3.效率优点
MEMS晶振电路能够实现更低的功能损耗和更快的开机时间。功能损耗可低至3.5mAh,运行速度更快至3ms。这能够对达到目前便携式设备的功耗低规定产生协助。

MEMS震荡器能够完成10个PPM的精密度,这也是石英晶振难以实现的,目前石英晶振的最大精密度为25-30PPM。高些的精密度为室内设计师产品设计给予了沉余。

4.品质的一致性优点
MEMS震荡器选用全硅加工工艺,彻底依照半导体材料IC的生产工艺生产制造,能够选用完善、平稳的半导体材料加工工艺,因而它的品质可靠性高些。不一样次数的石英晶振则要采取不一样的激光切割生产流水线,最终对设备的品质可靠性产生危害。

5.成本费优点
MEMS选用全硅加工工艺,能够在全世界一切一家芯片加工代工生产,极大的商品数量不容易对生产成本产生危害。而如果是石英晶振,生产厂家要是要达到超过现阶段生产能力的商品数量要求就必须增添机器设备基本建设大量的生产流水线,人工成本和设施费用的提高都是会同时影响到商品的成本费,而新机器设备、新职工的应用乃至会对产品品质的稳定产生危害。

因为选用可编程控制器技术性产生的优点
1.交货周期时间急剧减少
因为选用可编程控制器技术性,能够 应对顾客的不一样頻率必须,在很短的時间内给予不一样次数的商品,均值的交货期为两个星期,而石英晶振一般 的交货期为十八周。这在生产商对上市时间愈来愈比较敏感,商品生命期愈来愈短的今天十分关键的。

SiTime的亚太地区市场销售副总经理David详细介绍,为了更好地达到英国一家顾客的必须 ,SiTime在24小时内就给予了样照、一周内带来了100片商品,而在两个星期内就保持了达到用户需求的大批量供应。

2.降低供应商的数目和认证時间
选用传统化的石英晶振,沒有一家生产厂家能够确保可以给予顾客需要的全部頻率。因而生产商必须采用好几个晶振电路生产商的商品,而且为了更好地确保商品稳定性必须对不一样次数的晶振电路开展认证。

选用MEMS震荡器,因为頻率是可编程控制器的,只必须采有一个生产厂家的比较有限数目的震荡器就可以达到生产商对不一样頻率震荡器的必须 。和尽量避免的供应商相处,尽量避免的耗费商品认证時间对生产商控制成本、简单化生产制造步骤、加速商品上市时间全是有幫助的。

3.对生产商处理EMI难题产生协助
尽管室内设计师在制定前期做许多EMI/EMC难题的考虑,但通常会依然会在最后设计方案过去进行时遇到因为不过关EMI检测而没法批量生产的难题。传统式的处理方法是:1.再次提升布板,这也是花费时间最多、成本费最大的作法。2.给对应的地方提升抗干扰磁环和过滤器,那样会提升费用和制作难度系数。3.拥有MEMS扩频通信震荡器,如今也有一种办法是选用扩频通信震荡器拓展数字时钟频带对由数字时钟产生的EMI难题加以解决,选用不一样的拓展方法和拓展力度能够获得不一样的实际效果,最好是的具体情况是能够减少EMI12个dB。具体运用中,早已有室内设计师根据应用MEMS扩频通信数字时钟替代原来石英晶振使原先不过关EMI检测的设备顺利通关。

别的优点:

和目前的石英晶振PIN-TO-PIN,能够顺利取代。

能够选用从1.8V至3.3V的各种工作电压,全方位遮盖目前电子设备的输出电压规格型号。

具有差分信号輸出作用。震荡頻率高,最大能够完成800M的振动頻率,达到通讯等高档运用的必须 。


因为存有上面的特性优点,长期性看来MEMS震荡器将替代原有的石英晶振。但因为震荡器在应用中具备价格便宜、使用量大、作用主要的特性,许多生产商均有自身的应用方式和固定不动顾客,MEMS晶振电路要替代石英晶振也出现下列必须处理的难题:

扩张MEMS震荡器在行业内的认同度

顾客应用方式的塑造

放大与石英晶振的价格的优势,现阶段仅仅价钱非常

SiTime的亚太地区营销总监David详细介绍,该企业的MEMS晶振电路现阶段还主要是达到生产商在取代应用中的必须 ,可是使用过MEMS震荡器的用户因为了解到MEMS震荡器的优点,吸睛率都很高,该企业的MEMS震荡器销售量总计已达八百万片,而这种销售量主要是2008年后获得的,销售量的增长速度提升迅速.

石英晶振自问世起早已经过了几十年的時间,MEMS震荡器是不是一个朝代更替的创造发明,大家都翘首以待。但是我建议室内设计师们还可以来尝试一下,或许很多年后,当MEMS震荡器一统江湖的情况下,你能给自己的远见卓识而觉得自豪呢?

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