全硅MEMS時鐘將帶來電子產(chǎn)品的巨大變革

我們都有一個夢想，要讓電子產(chǎn)品全部由“沙子”——“硅”來構(gòu)成，現(xiàn)在我們離這個夢想越來越近，然而其中有一個非常頑固的器件——晶振/時鐘一直還是由石英等不易大規(guī)模生產(chǎn)、不易小型化的材料構(gòu)成。有一家由電子業(yè)元老之一Bosch(博世)分拆出來的公司——SiTime，它六年前向這個技術(shù)發(fā)起了挑戰(zhàn)，要用基于硅工藝的MEMS時鐘來替代傳統(tǒng)的石英晶振，他成功了，并且逐漸由低端的消費電子時鐘市場，進入到服務(wù)器市場，最終進入要求非常高電信、無線通信市場，挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的恒溫晶振和溫補晶振產(chǎn)品，這代表了一個新的里程碑，因為之前這些領(lǐng)域是被認為無法通過MEMS時鐘技術(shù)來實現(xiàn)的。

SiTime提供的MEMS時鐘器件由封裝在8寸標準晶圓片上的MEMS諧振器（晶圓級封裝）和模擬IC（包括PLL，VCO）整合封裝而成，并且采用了低成本可高量產(chǎn)的塑料封裝技術(shù)，使得時鐘器件的尺寸、供貨周期都大大縮減?！耙驗镸EMS諧振器已封裝在一個真空的晶圓片中，所以我們可以采用經(jīng)濟的塑料封裝，而不用昂貴的金屬封裝。這其中有專利技術(shù)來自于博士?！盨iTime市場營銷副總裁Piyush Sevalia解釋。如下圖，右邊是傳統(tǒng)的采用石英材料的恒溫晶振，左邊是此次該公司推出的采用硅MEMS技術(shù)的三 級時鐘(Stratum 3)，這種進步是一種劃時代進步。

“在標準半導(dǎo)體制程和高產(chǎn)量塑料封裝技術(shù)雙重保證下，相比傳統(tǒng)石英器件，SiTime具有優(yōu)秀的供貨能力和最短的Lead time時間?！彼a充道。并且，由于基于標準晶圓的生產(chǎn)工藝，良率也大幅提升，這包括生產(chǎn)良率和產(chǎn)品面市后的返修率，因為硅MEMS具有比傳統(tǒng)石英強十倍的抗沖擊性?！拔覀兊漠a(chǎn)品返修率是傳統(tǒng)石英產(chǎn)品的百分之幾?！彼Q。此外，SiTime的業(yè)務(wù)模式也是非常靈活的，除了提供塑料封裝的時鐘/振蕩器件，還向IC公司提供硅MEMS諧振器裸片?！艾F(xiàn)在已有多家公司采用我們的MEMS諧振器裸片用于芯片內(nèi)的實時時鐘控制，明年這個市場增長會非?？臁！彼Q。從2005年成立至今，SiTime已出貨7500萬套硅MEMS時鐘產(chǎn)品，占據(jù)了全球硅MEMS時鐘市場的85%份額，可以說是硅MEMS時鐘市場的絕對領(lǐng)導(dǎo)者。而在供應(yīng)MEMS裸片方面，市場剛剛起量?！澳壳斑@個市場出貨約為300-500萬片，明年預(yù)期大增，智能電表主控IC就是其中一個需求量較大的市場?！彼嘎??！按送猓捎谖覀兊慕鉀Q方案均可量身定制，可促使客戶進一步優(yōu)化其電子產(chǎn)品功能，縮小產(chǎn)品尺寸并提升產(chǎn)品可靠性。”

此次，SiTime推出的SiT530x系列全硅MEMS三 級時鐘(Stratum 3)解決方案，以替代傳統(tǒng)的恒溫晶振和溫補晶振產(chǎn)品。應(yīng)用目標市場定位于電信和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，如基于同步光纖網(wǎng)（SONET）和同步以太網(wǎng)的核心及邊緣路由器、無線基站、IP時鐘和智能電網(wǎng)等應(yīng)用。SiT530x系列包括兩款器件—運行頻率范圍為1至60 MHz的SiT5301和運行頻率范圍為60至220 MHz的SiT5302。它們具有以下特性和優(yōu)勢：符合或超越面向最苛刻時鐘應(yīng)用的Telcordia GR-1244 Stratum 3頻率穩(wěn)定度規(guī)范，比如在商業(yè)工作溫度（0至70°C）下的頻率穩(wěn)定度為±0.1 PPM；采用2520兼容封裝，業(yè)界最小尺寸的±100 PPB解決方案；支持最寬的頻率范圍（1至220 MHz），精度達小數(shù)點后6位。設(shè)計師使用SiTime的可編程頻率功能，擺脫了石英產(chǎn)品固定頻率的限制，可用來設(shè)計具有更高性能和可靠性的系統(tǒng)。此外，其介于2.5V和3.3V之間的運行電壓支持所有電信和網(wǎng)絡(luò)SOC和ASIC、FPGA。

SiTime首席執(zhí)行官Rajesh Vashist表示：“石英行業(yè)用了幾十年時間才實現(xiàn)該精密度，而SiTime僅用了5年時間便突破了這一性能水平。憑借Stratum 3時鐘等顛覆性創(chuàng)新產(chǎn)品以及我們近日發(fā)布的差分振蕩器產(chǎn)品和壓控硅振蕩器產(chǎn)品，SiTime正在加速全硅MEMS時鐘產(chǎn)品的應(yīng)用。通過將高性能、低成本和易用性完美結(jié)合，我們已成功使500多家客戶放棄了傳統(tǒng)的石英產(chǎn)品，轉(zhuǎn)而采用我們的產(chǎn)品?！?

該公司的全球代理產(chǎn)艾睿電子市場和Asset Management高級副總裁Jeff Eastman指出：“SiTime可編程架構(gòu)可保證艾睿隨時有現(xiàn)貨。我們許多客戶都以在收益于SiTime全硅方案的優(yōu)點?！边@對于電子產(chǎn)品市場來說，真是一個重大的里程碑?！皫资昵拔覀冇眯酒〈巳龢O管，十幾年前我們用各種Memory產(chǎn)品取代了磁盤和膠卷，現(xiàn)在我們要用真正的基于硅MEMS的半導(dǎo)體器件取代傳統(tǒng)的石英振蕩器，這將是又一個重大的改變?nèi)祟惿罘绞降淖兏铩！彼Q。如下圖。

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