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電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)高度集成和小體積化趨勢(shì)要求時(shí)鐘產(chǎn)品向小體積，薄型化方向發(fā)展，但在此過(guò)程中，傳統(tǒng)石英或壓電陶瓷材料的時(shí)鐘產(chǎn)品受制于物理特性，其可靠性、精度和高性能之間的平衡很難保持，傳統(tǒng)材料的易碎性，在厚度小于0.8mm時(shí)其抗沖擊、震動(dòng)能力都大受影響，使得傳統(tǒng)材料的薄型化產(chǎn)品面臨著高成本及低良率的問(wèn)題。 MEMS時(shí)鐘產(chǎn)品的出現(xiàn)打破了這一局限，過(guò)去兩年來(lái)，采用MEMS技術(shù)的各類(lèi)產(chǎn)品其市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)高達(dá)幾十億（顆），時(shí)鐘產(chǎn)品作為電子產(chǎn)品的“心臟”，為其提供了近50億美元的市場(chǎng)前景。SiTime是一家全硅MEMS時(shí)鐘產(chǎn)品供應(yīng)商，其MEMS技術(shù)源自 BOSCH，通過(guò)改進(jìn)并結(jié)合高性能的仿真技術(shù)，其振蕩器由MEMS諧振器和支撐PLL及其信號(hào)調(diào)節(jié)電路的ASIC兩個(gè)裸片構(gòu)成，以標(biāo)準(zhǔn)的CMOS制程完成了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造，在通用的半導(dǎo)體設(shè)備上制造產(chǎn)品可以通過(guò)代工的方式實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)，而標(biāo)準(zhǔn)的工藝和經(jīng)過(guò)廣泛驗(yàn)證的質(zhì)量也提高了產(chǎn)品良率并降低了生產(chǎn)成本——這也是傳統(tǒng)材料時(shí)鐘產(chǎn)品無(wú)法做到的。 設(shè)計(jì)特點(diǎn)：可編程和高穩(wěn)定性 繼兩年前推出第一代全硅MEMS時(shí)鐘產(chǎn)品后，SiTime最近又推出了號(hào)稱(chēng)全球功耗最低、最薄、最低啟動(dòng)時(shí)間的具有可編程特性的三款振蕩器產(chǎn)品 SiT8003、SiT8003XT、SiT8033。據(jù)SiTime全球產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)JeffGa o 介紹，SiTime 的目標(biāo)市場(chǎng)是以全硅MEMS時(shí)鐘產(chǎn)品取代傳統(tǒng)的諧振器、振蕩器和頻率發(fā)生器。MEMS諧振器內(nèi)建諧振器，無(wú)需外掛晶振，有助于減少體積和成本；振蕩器方面，利用硅的物理特性，其產(chǎn)品創(chuàng)新較石英有著更大的靈活性；在頻率發(fā)生器領(lǐng)域，以往模擬廠(chǎng)商的產(chǎn)品都是以雙芯片的方式實(shí)現(xiàn)（主芯片+參考時(shí)鐘芯片）多種頻率，全硅MEMS則只需要一顆芯片即可實(shí)現(xiàn)（圖1）。 可編程全硅MEMS的靈活性可以使之在高性能和低功耗區(qū)間自由選擇，“相對(duì)于石英晶振12周交貨期來(lái)說(shuō)，全硅 MEMS只需要兩周的交貨期，”Jeff Gao表示，“SiTime的MEMS時(shí)鐘產(chǎn)品擁有1.8V~3V~3.3V的寬泛輸入電壓，1MHz~200MHz的頻率范圍，2.5×2.0~7.0×5.0的尺寸范圍，并且其穩(wěn)定性高于石英產(chǎn)品10倍，精確度達(dá)到±25PPM。”另外，全硅MEMS在解決EMI問(wèn)題以及高溫度范圍適用上（-40℃~+125℃）都優(yōu)于石英產(chǎn)品。為了方便用戶(hù)設(shè)計(jì)，SiTime在某些產(chǎn)品型號(hào)上采取同石英產(chǎn)品完全兼容的腳位，以便直接取代而無(wú)需重新設(shè)計(jì)。“全硅MEMS的物理（體積、形狀）特征決定其基本頻率，其體積約為晶振的1/10，厚度僅為晶振的1/4，其高達(dá)50000G的防震能力更優(yōu)于石英產(chǎn)品20倍，”Jeff Gao說(shuō)，“通過(guò)芯片內(nèi)的f ract ional -NPLL和非易失性存儲(chǔ)器，SiTime全硅MEMS 時(shí)鐘產(chǎn)品可對(duì)頻率、電壓和精度進(jìn)行編程調(diào)整，并組合成不同功能的時(shí)鐘產(chǎn)品。” 產(chǎn)品前景：550億美元市場(chǎng) SiTime亞洲區(qū)業(yè)務(wù)副總裁David Hsieh表示，基于標(biāo)準(zhǔn)化和可編程性，全硅MEMS時(shí)鐘產(chǎn)品另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于靈活性，尤其是在設(shè)計(jì)過(guò)程中提供快速服務(wù)支持。“SiTime新推出的三款產(chǎn)品工作電流約為3.5mA，在睡眠狀態(tài)下為10μA，啟動(dòng)時(shí)間為3.5ms。SiTime將市面上8類(lèi)需要認(rèn)證的頻率組件整合成2類(lèi)組件，對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，他們不再需要為了準(zhǔn)備某些特性的振蕩器而面對(duì)眾多的供貨商——受制于材料加工工藝的限制，單個(gè)晶振供貨商無(wú)法提供所有型號(hào)的產(chǎn)品——這將大大簡(jiǎn)化備貨，降低采購(gòu)成本，并且縮短采購(gòu)周期。”David Hsieh表示，“隨著電子系統(tǒng)功能的增加，整個(gè)系統(tǒng)對(duì)頻率的要求也逐漸加大，例如智能卡或SIM卡在增加了USB功能后對(duì)頻率的要求發(fā)生了變化。這些將推動(dòng)振蕩器的需求上升，預(yù)計(jì)在2010年全球振蕩器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到550億美元，其中計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?yàn)?70億，HC SIM&Smart Card150億，消費(fèi)類(lèi)電子230億。而像存儲(chǔ)卡這類(lèi)新興應(yīng)用，目前只有全硅MEMS時(shí)鐘產(chǎn)品能夠支持。” |
