關(guān)于誰將提供所有電子系統(tǒng)正常運(yùn)行所需的穩(wěn)定時(shí)間基礎(chǔ)的爭(zhēng)論仍在繼續(xù).MEMS技術(shù)一直在發(fā)展得越來越廣泛和能力,它仍然希望取代石英晶振,這是主要的IC定時(shí)器件.根據(jù)最新的Gartner報(bào)告,市場(chǎng)趨勢(shì):基于MEMS的定時(shí)控制器仍在追蹤先進(jìn)通信設(shè)備中的晶體振蕩器插槽,SergisMushell和SteveOhr,主要和研究分析師(分別),"微機(jī)電基于系統(tǒng)的振蕩器有望從價(jià)值35億美元的基于石英晶體振蕩器的時(shí)序控制市場(chǎng)中獲取股票.MEMS供應(yīng)商正在推廣更小尺寸和更低功耗,但穩(wěn)定性問題將限制MEMS對(duì)高頻應(yīng)用的滲透."
消費(fèi)者入侵
其中一個(gè)攻擊點(diǎn)是消費(fèi)者市場(chǎng),新型個(gè)人設(shè)備為MEMS入侵提供了灘頭陣地.以MEMS振蕩器先驅(qū)SiTime為例,采用32kHzSiT15xx系列振蕩器(圖1).去年推出的這些設(shè)備是第一款專為移動(dòng)和可穿戴電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基于MEMS的振蕩器,如手機(jī),平板電腦,活動(dòng)追蹤器,智能手表,GPS模塊和物聯(lián)網(wǎng)(IoT).

圖1:SiTime的SiT15xx系列

據(jù)該公司稱,這些MEMS振蕩器的尺寸縮小了85％,功耗降低了50％,可靠性比傳統(tǒng)石英晶體振蕩器產(chǎn)品高15倍.SiTime營(yíng)銷執(zhí)行副總裁PiyushSevalia指出,新的振蕩器"使我們的客戶能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品差異化并增加收入",這使得他們被設(shè)計(jì)成大批量移動(dòng)和可穿戴設(shè)計(jì).
對(duì)于消費(fèi)類應(yīng)用,振蕩器的工廠可編程范圍為1Hz至32kHz,室溫下的頻率容差為10ppm,穩(wěn)定性在-40°至+85°C范圍內(nèi)為100ppm,均為1.5x0.8毫米CSP或2012貼片晶振DFN封裝.此外,它們通常從1.2到3.63V的電源(例如紐扣電池或超級(jí)電容器)僅消耗900nA,從而有助于為移動(dòng)電話提供更長(zhǎng)的電池壽命.
第二款前端
Long以其基于水晶的產(chǎn)品而聞名,Micrel去年收購(gòu)了另一家MEMS振蕩器先驅(qū)Discera.當(dāng)時(shí),Micrel董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官RayZinn,指出"收購(gòu)Discera大大增強(qiáng)了Micrel對(duì)時(shí)序市場(chǎng)的滲透,并為進(jìn)一步增長(zhǎng)提供了強(qiáng)大的基于MEMS的平臺(tái)."Micrel已經(jīng)擁有MEMS經(jīng)驗(yàn),為其代工廠客戶制造了15年的MEMS器件.Zinn補(bǔ)充說:"Discera技術(shù)團(tuán)隊(duì)為Micrel提供知識(shí)產(chǎn)權(quán)和技術(shù)知識(shí),不僅可以開發(fā)基于MEMS的定時(shí)器件,還可以開發(fā)其他類型的MEMS器件."

圖3:TXC的7N系列

Micrel推出DSC400,基于Dicera開發(fā)的無晶振技術(shù)的四輸出時(shí)鐘發(fā)生器.該發(fā)生器首次在基于MEMS的定時(shí)產(chǎn)品中使用Micrel的PureSilicon技術(shù),據(jù)稱可提供出色的抖動(dòng)和穩(wěn)定性,同時(shí)還具有額外的器件功能.
值得注意的是,該器件起價(jià)為3.90美元,主要面向各種高頻應(yīng)用,包括通信網(wǎng)絡(luò)(以太網(wǎng)1G,10GBASE-T/KR/LR/SR和FCoE),存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(FC,SATA),SAS,FTTHEPON,10G-EPON,GPON和10G-PON),以及;HD/SD/SDI視頻和監(jiān)控,僅舉幾例.Micrel定時(shí)和通信業(yè)務(wù)集團(tuán)副總裁RamiKanama表示,DSC400依賴于集成MEMS諧振器而非外部晶體"通過在寬溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的頻率穩(wěn)定性來提高性能和可靠性.此外,它具有很高的抗沖擊和振動(dòng)性能,可以減緩老化速度,從而大大提高系統(tǒng)的產(chǎn)品壽命."
2.3至460MHz器件的RMS相位抖動(dòng)通常小于1ps,高穩(wěn)定性選項(xiàng)為±25和±50ppm;電源噪聲抑制為-50dBc.器件的四個(gè)輸出中的每一個(gè)可以獨(dú)立地配置用于LVPECL,LVDS,HCSL或LVCMOS格式.具有高抗沖擊/抗振動(dòng)和溫度穩(wěn)定性,5032晶振(20QFN)器件符合軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-88和汽車標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q100.
但石英絕不會(huì)放棄這個(gè)市場(chǎng).臺(tái)灣晶技7N系列Stratum-3溫補(bǔ)晶振(TCXO)也旨在通過提供卓越的性能來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接.頻率為10到52MHz的7N系列(圖3)在基站,小型蜂窩網(wǎng)絡(luò)和智能電網(wǎng)等應(yīng)用中具有高穩(wěn)定性,需要在溫度范圍內(nèi)具有±0.28或±0.14-ppm頻率穩(wěn)定性的參考時(shí)鐘,以及出色的短期和長(zhǎng)期性能頻率穩(wěn)定性.事實(shí)上,TXC表示7N系列可以在20年內(nèi)實(shí)現(xiàn)±4.6ppm的自由運(yùn)行穩(wěn)定性.
長(zhǎng)期的高頻穩(wěn)定性.
為確保性能,零件經(jīng)過100％溫度測(cè)試,短期穩(wěn)定性測(cè)試和電氣測(cè)試.該振蕩器采用7050貼片晶振封裝,采用2.7至5.5V電源供電,支持CMOS或限幅正弦波輸出.

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