尺寸/功耗優(yōu)于石英　MEMS振蕩器攻進(jìn)手機(jī)市場(chǎng)

MEMS振蕩器正式進(jìn)軍智慧型手機(jī)市場(chǎng)。美商賽特時(shí)脈(SiTime)發(fā)表新款行動(dòng)裝置專用32kHz微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)振蕩器，擴(kuò)大向石英元件供應(yīng)商宣戰(zhàn)；由于該方案整體設(shè)計(jì)成本已媲美傳統(tǒng)石英元件，占位面積與功耗則分別縮減85%和50%，因而一推出即吸引十五家以上手機(jī)制造商青睞，可望迅速瓜分行動(dòng)裝置時(shí)脈元件市場(chǎng)商機(jī)。  

SiTime行銷執(zhí)行副總裁Piyush Sevalia認(rèn)為，為加快手機(jī)業(yè)者的系統(tǒng)設(shè)計(jì)改搭MEMS振蕩器，SiTime也將推出相關(guān)參考設(shè)計(jì)，縮短轉(zhuǎn)換流程。
SiTime行銷執(zhí)行副總裁Piyush Sevalia表示，手機(jī)開(kāi)發(fā)商對(duì)內(nèi)部零組件的體積、省電要求日益嚴(yán)格，導(dǎo)致傳統(tǒng)石英振蕩器漸不敷使用，并正醞釀導(dǎo)入新興小尺寸、低功耗MEMS時(shí)脈元件。特別在平價(jià)、高規(guī)格的5～6寸平板手機(jī)(Phablet)設(shè)計(jì)熱潮興起后，品牌廠希望能縮減印刷電路板(PCB)空間，用以增加近距離無(wú)線通訊(NFC)、感測(cè)功能或鋰電池容量，因而也加速手機(jī)內(nèi)部時(shí)脈元件由石英轉(zhuǎn)換到MEMS的發(fā)展。  

目前全球前十大手機(jī)品牌廠幾乎全投入Phablet開(kāi)發(fā)，甚至中國(guó)大陸中低價(jià)智慧手機(jī)制造商也開(kāi)始競(jìng)逐大螢?zāi)辉O(shè)計(jì)，給予MEMS振蕩器崛起契機(jī)。因應(yīng)市場(chǎng)需求，在MEMS時(shí)脈元件市占高達(dá)八成的SiTime，繼2011～2012年推出個(gè)人電腦、網(wǎng)通設(shè)備專用產(chǎn)品后，日前更搶先打造首款可用于手機(jī)設(shè)計(jì)的32kHz MEMS振蕩器，積極圈地行動(dòng)市場(chǎng)；新產(chǎn)品除尺寸較現(xiàn)有最小石英封裝再縮小70%外，由于不須搭配兩顆電容，更可將整體系統(tǒng)占位空間減少85%。  

同時(shí)，SiTime也導(dǎo)入可編程設(shè)計(jì)，讓32kHz MEMS振蕩器彈性支援1Hz～32kHz運(yùn)作頻率，可配合主處理器或系統(tǒng)的省電模式降低頻率，以減少驅(qū)動(dòng)功耗。Sevalia強(qiáng)調(diào)，愈來(lái)愈多行動(dòng)裝置要求降低輕載效率，以延長(zhǎng)鋰電池使用時(shí)間，由于MEMS可透過(guò)數(shù)位電路動(dòng)態(tài)調(diào)整頻率，因而能以每秒啟動(dòng)一次的頻率，將資料讀取功耗降到最低；相較之下，石英振蕩器大多僅能定頻運(yùn)作，且局限于石英晶體物理特性，在降頻同時(shí)也會(huì)加大晶片尺寸，無(wú)疑與手機(jī)設(shè)計(jì)背道而馳。  

Sevalia指出，以32kHz振蕩器發(fā)起MEMS在行動(dòng)裝置時(shí)脈應(yīng)用市場(chǎng)的第一波攻勢(shì)，主要考量在于每臺(tái)平板、手機(jī)平均須配備一至兩個(gè)32kHz時(shí)脈元件，需求強(qiáng)勁；同時(shí)能有效突顯MEMS晶片尺寸、功耗優(yōu)于同級(jí)石英元件的優(yōu)勢(shì)，吸引手機(jī)開(kāi)發(fā)商青睞?，F(xiàn)階段，該公司已爭(zhēng)取到十五家手機(jī)品牌廠或原始設(shè)備制造商(OEM)的合作機(jī)會(huì)，并開(kāi)始送樣；預(yù)期今年下半年即可完成終端產(chǎn)品樣品設(shè)計(jì)，正式為MEMS時(shí)脈元件廠打開(kāi)手機(jī)市場(chǎng)大門。  

不過(guò)，相較于具60年歷史的石英產(chǎn)業(yè)，MEMS供應(yīng)鏈僅發(fā)展7年多，因而也引發(fā)業(yè)界對(duì)其產(chǎn)能不足與價(jià)格過(guò)高的疑慮。對(duì)此，Sevalia回應(yīng)，目前MEMS振蕩器內(nèi)部諧振電路IC和MEMS諧振器，制造良率均達(dá)到99%，且相容標(biāo)準(zhǔn)互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)晶圓制程與封裝，可有效降低量產(chǎn)成本。以SiTime為例，旗下MEMS諧振器分別在Bosch Sensortec、Tower-Jazz投產(chǎn)，而諧振電路IC則下單臺(tái)積電，采專業(yè)分工的無(wú)晶圓廠(Fabless)經(jīng)營(yíng)模式，要進(jìn)行制程微縮或擴(kuò)產(chǎn)反而比石英供應(yīng)商容易。  

Sevalia進(jìn)一步解釋，由于全球80%的石英陶瓷封裝產(chǎn)能被日商Kyocera掌握，每一代晶片尺寸微縮又須搭配新封裝技術(shù)，在供貨來(lái)源不足、技術(shù)演進(jìn)投資成本高且時(shí)程長(zhǎng)的因素影響下，將逐漸在行動(dòng)應(yīng)用市場(chǎng)上喪失價(jià)格優(yōu)勢(shì)。